ITTO980704A1 - Traversa anteriore del telaio di un autoveicolo. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: "Traversa anteriore del telaio di un autoveicolo".

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale agli elementi di telaio, o di ossatura di telaio, di un autoveicolo, ed in particolare ad una traversa anteriore del telaio di un autoveicolo.

Convenzionalmente, la traversa anteriore del telaio degli autoveicoli è realizzata come una trave, normalmente per mezzo di un corpo scatolato metallico collegato ai longheroni principali del telaio mediante saldatura o viti, alla quale è connesso almeno parte del pacco di scambio termico che include il radiatore per il fluido del circuito di raffreddamento del motore eventualmente insieme ad un condensatore del sistema di condizionamento d'aria e ad un radiatore d'intercooler .

Nel caso più generale, il pacco di scambio termico è fissato posteriormente a tale traversa, e porta il gruppo ventilatore affacciato alla superficie posteriore del gruppo di scambio termico. Tale soluzione nota presenta però l 'inconveniente che il gruppo ventilatore, che solitamente occupa la maggior parte dello spazio disponibile fra il pacco di scambio termico ed il motore, è esposto direttamente al calore irradiato dal motore e tale disposizione può rivelarsi critica, soprattutto nel funzionamento in climi caldi o a motore surriscaldato, in cui il gruppo ventilatore opera solitamente con una frequenza elevata di cicli di funzionamento.

Secondo un'altra disposizione nota, il gruppo ventilatore è interposto fra la traversa anteriore del telaio ed il pacco di scambio termico, il che permette di distanziare le giranti del gruppo ventilatore ed i loro organi d'azionamento in rotazione rispetto alla zona calda interposta fra il motore ed il pacco di scambio termico. Tale soluzione, in parte vantaggiosa, non permette però di risolvere in modo del tutto efficace la carenza di spazio fra il motore ed il pacco di scambio termico.

In ogni caso, l'ingombro delle traverse note, che si estendono in modo pressoché rettilineo in corrispondenza di una parte anteriore del pacco di scambio termico, può limitare la superficie frontale del pacco esposta all'aria di raffreddamento con la conseguente riduzione della portata utile d'aria ed il peggioramento dell'efficienza di raffreddamento.

Allo scopo di risolvere i suddetti inconvenienti, forma oggetto dell'invenzione una traversa anteriore del telaio di un autoveicolo, destinata ad essere fissata in corrispondenza delle estremità anteriori di una coppia di longheroni del telaio, tale traversa essendo suscettibile di sopportare un pacco di scambio termico ed un gruppo ventilatore associati fra loro, in cui il gruppo ventilatore comprende almeno una girante disposta dalla parte della faccia frontale del pacco di scambio termico, caratterizzata dal fatto che definisce un'apertura sagomata in modo corrispondente a detta almeno una girante, per accogliere il gruppo ventilatore .

Grazie a tale idea di soluzione, il gruppo ventilatore dell'invenzione può essere accolto nell'apertura sagomata della traversa, permettendo di guadagnare lo spazio longitudinale che nelle soluzioni note è occupato dal gruppo ventilatore, e quindi di distanziare il pacco di scambio termico dalle parti calde del motore, con un sensibile beneficio sull'efficienza di raffreddamento del pacco di scambio termico. Inoltre, la traversa può essere sagomata in modo tale che la sua superficie frontale non interferisca apprezzabilmente con il flusso dell'aria di raffreddamento, in modo da non limitarne la portata, ed in modo che le sue pareti laterali costituiscano un convogliatore per l'aria trattata dalle giranti, permettendo di ottenere una struttura globalmente più efficiente, robusta e leggera di quelle note.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a puro titolo d'esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica frontale di una traversa anteriore secondo l'invenzione, alla quale sono associati un pacco di scambio termico ed un gruppo ventilatore secondo l'invenzione,

la figura 2 è una vista prospettica dorsale della traversa e del gruppo ventilatore della figura 1, dalla quale è stato rimosso il pacco di scambio termico,

la figura 3 è una vista prospettica della sola traversa anteriore dalla sua parte frontale,

la figura 4 è una vista in elevazione sezionata di un tratto della traversa in corrispondenza della linea IV-IV della figura 3, e

la figura 5 è una vista prospettica esplosa del gruppo ventilatore con la relativa traversa ed il pacco di scambio termico.

Con riferimento alle figure, con 1 è indicata in generale la parte anteriore del telaio di un autoveicolo.

La parte 1 comprende, come illustrato nelle figure 1 e 3, una coppia di longheroni 3 alle estremità anteriori dei quali sono saldati rispettivi montanti verticali 5. Alle estremità libere dei longheroni 3 e dei montanti 5 è fissata, preferibilmente mediante mezzi di ancoraggio amovibili quali viti di serraggio, una traversa anteriore 9 del telaio del veicolo.

La traversa 9 ha la funzione di chiudere anteriormente il telaio e di costituire una struttura di sopporto di organi ausiliari del veicolo, quali una traversa superiore 8 di sostegno dei gruppi ottici 8a e gli organi d'avvisamento acustico (non illustrati nelle figure), fissabile in corrispondenza di attacchi superiori Ila, nonché un paraurti anteriore (non illustrato) fissabile in corrispondenza di attacchi frontali 11b. Alla traversa 9 viene inoltre connesso un gruppo ventilatore 15 che è convenientemente accolto entro un'apertura 10 definita dalla stessa traversa 9, ed un gruppo di scambio termico 12 che include il radiatore del liquido di raffreddamento del motore e che può comprendere inoltre il condensatore del sistema di condizionamento dell'aria ed un radiatore dell' intercooler del motore, disposti in pacco, ovvero affiancati. Il pacco 12 può indifferentemente essere posizionato posteriormente al gruppo ventilatore 15, come illustrato nelle figure, oppure anteriormente ad esso.

Il gruppo ventilatore 15 comprende preferibilmente una coppia di giranti 18, disposte reciprocamente affiancate con i rispettivi assi di rotazione paralleli fra loro e giacenti su di un piano orizzontale. Naturalmente, ricade nell'ambito dell'invenzione anche un gruppo ventilatore 15 provvisto di un numero diverso di giranti 18, ad esempio una sola.

Ciascuna girante 18, convenientemente del tipo presentante un anello esterno di guardia 19, comprende una schiera a corona circolare di pale 20 che si estendono fra l'anello di guardia 19 ed una parete cilindrica definente un mozzo tubolare 22 . Dal mozzo 22 si estendono verso il centro di ciascuna girante 18 una pluralità di razze 23, ad esempio tre, fino al relativo albero 24. Gli alberi 24 di entrambe le giranti 18 sono sopportati in rotazione da rispettive boccole 26, eventualmente incorporanti un cuscinetto volvente, a loro volta connesse alla traversa anteriore 9 per mezzo di una struttura di sostegno 30.

Dalla parte opposta della relativa boccola 26 è calettata su ciascun albero 24 una puleggia condotta 36 destinata ad essere impegnata da una cinghia di trasmissione 38, ad esempio del tipo poli-V ovvero presentante una pluralità di gole a V, che impegna anche una puleggia motrice 42 calettata sull'albero motore di un motore elettrico 40. In alternativa al motore elettrico 40 può essere impiegata una presa di forza collegata con il motore del veicolo.

Le due pulegge 36 possono presentare un diametro fra loro diverso in modo da trascinare in rotazione la relativa girante 18, ciascuna con velocità differente. In questo caso i profili delle pale 20 di ognuna delle giranti 18 possono essere diversi in modo da risultare adatti alla relativa velocità di progetto .

Il motore elettrico 40 è convenientemente disposto in corrispondenza di un asse trasversale intermedio alla congiungente i due centri di rotazione delle giranti 18. Grazie a tale disposizione simmetrica si ottengono angoli d'avvolgimento ottimali della cinghia 38 sulle pulegge 36 e 42, il che garantisce un'efficace trasmissione della trazione dalla puleggia 42 alla cinghia 38 e da questa alle pulegge 36.

Sebbene sia preferita la soluzione d'impiegare una sola cinghia 38 che impegna simultaneamente le due pulegge 36 e la puleggia 42, è possibile utilizzare in alternativa due cinghie separate ciascuna delle quali si avvolge su una rispettiva puleggia 36 e su una parte della puleggia 42, o eventualmente una cinghia per ciascuna puleggia 36 ed un motore elettrico per ciascuna cinghia, azionabile singolarmente .

L'apertura 10 realizzata nella traversa 9 è preferibilmente conformata a cartiglio, ovvero secondo ima forma approssimativamente ellittica, per definire una cavità di forma sostanzialmente complementare a quella delle due giranti 18 affiancate. In questo modo la traversa 9 svolge anche la funzione di carenatura laterale per il gruppo ventilatore 15, il che permette di eliminare la carenatura aggiuntiva che viene normalmente utilizzata per i gruppi ventilatori convenzionali.

In particolare, la traversa 9 è realizzata mediante una struttura integrale che comprende due porzioni a forcella 9a, 9b contrapposte simmetricamente, ciascuna delle quali delimita una semiparte dell'apertura 10. I due bracci paralleli di ciascuna porzione 9a, 9b, formano due rami generalmente paralleli 13a, 13b, rispettivamente superiore ed inferiore.

In corrispondenza delle estremità opposte del ramo inferire 13b, si estendono esternamente e posteriormente alla traversa 9 una coppia d'ali ricurve 14, ciascuna delle quali reca una sede 14a d'appoggio di una parte di base del pacco di scambio termico 12, mediante interposizione di eventuali sistemi di ancoraggio noti, ed organi d'attacco 14b, ad esempio fori, per l'ancoraggio delle estremità inferiori dei montanti verticali 5.

Le ali 14 sostituiscono vantaggiosamente una traversina inferiore supplementare che deve invece essere utilizzata quando viene impiegata ima traversa anteriore tradizionale di tipo rettilineo, allo scopo di sostenere il pacco 12.

Quando le giranti 18 del gruppo ventilatore sono disposte nell'apertura 10 della traversa 9, fra esse ed i rami 13a e 13b sono definiti una coppia di vani sostanzialmente triangolari 45 e 46, rispettivamente superiore ed inferiore. Entro il vano 46, adiacente al ramo inferiore 13b viene convenientemente alloggiato il motore elettrico 40, in corrispondenza di una sede ribassata 40a formata in una zona intermedia di questo ramo. Il vano 45, adiacente al ramo superiore 13a viene lasciato libero in modo tale che esso costituisce una presa d'aria dinamica supplementare per il gruppo ventilatore 15.

Convenientemente, nel vano 45 è disposta una porzione di carenatura ausiliaria 48 avente un lato parallelo al ramo 13a ed una coppia di rami arcuati ognuno dei quali circonda una parte perimetrale di una relativa girante 18. La porzione di carenatura 48 viene ancorata alla parte centrale del ramo 13a ed ha la funzione di convogliare direttamente, a veicolo in movimento, il flusso d'aria proveniente dalle giranti 18, impedendogli di fuoriuscire dal vano 45 ed indirizzandolo correttamente verso il pacco di scambio termico 12.

Inoltre, una carenatura di raccordo 50 è interposta fra la traversa 9 ed il pacco di scambio termico 12, con funzione di dispositivo di tenuta perimetrale nei confronti del flusso d'aria diretto verso il pacco 12 attraverso il gruppo 15, così da evitare trafilamenti d'aria fuori dal pacco 12.

La parte della traversa 9 che delimita l'apertura 10 e che svolge propriamente la funzione di carenatura per il gruppo ventilatore 15, è convenientemente realizzata per mezzo di un corpo metallico scatolato la cui sezione definisce un condotto convergente verso il pacco 12. Tale sezione presenta vantaggiosamente un labbro convogliatore 9c rivolto dalla parte anteriore della traversa 9.

La struttura 30 di sostegno delle boccole 26, e quindi di sopporto in rotazione degli alberi 24, è preferibilmente realizzata mediante una coppia di aste verticali 32 a ciascuna delle quali è fissata in posizione intermedia una rispettiva boccola 26, ed un'asta trasversale 34 alla quale sono fissate entrambe le boccole 26. Tutte le estremità delle aste 32, 34 sono poi ancorate alla traversa 9 mediante rispettive viti. In questo caso, un guscio 44 è preferibilmente fissato al ramo 13b in corrispondenza della parte frontale del motore 40, per proteggerlo da urti accidentali.

In alternativa, la struttura 30 può essere realizzata mediante una coppia di aste simmetricamente inclinate (non illustrate), entrambe aventi le opposte estremità fissate in corrispondenza dei rami 13a e 13b e sopportanti ciascuna in posizione intermedia una relativa boccola 26. In questo caso, le aste sono disposte in modo da convergere verso il ramo 13b in prossimità del motore elettrico 40, in modo tale che le loro porzioni adiacenti al motore 40 costituiscono una parte di protezione dello stesso.

Grazie all'invenzione, che consente di migliorare considerevolmente il raffreddamento del pacco di scambio termico del veicolo, è inoltre possibile disporre di uno spazio libero fra il pacco di scambio termico ed il motore, notevolmente maggiore rispetto a quello disponibile nelle soluzioni tradizionali, evitando l'impiego di elementi di protezione supplementari per isolare termicamente le parti calde del motore, che presentano l'inconveniente di determinare zone di ristagno di calore. Tale spazio libero può essere convenientemente sfruttato per l'inserimento di un corpo convogliatore sagomato (non illustrato nelle figure in quanto di tipo generalmente noto) per delimitare un condotto che si estende fra la parte dorsale del pacco 12 ed il suolo, in modo da dirigere verso il suolo la corrente d'aria che ha attraversato il pacco di scambio termico, con il duplice scopo di rendere più uniforme tale corrente d'aria e di accelerarla grazie alla depressione che si determina nella parte del veicolo adiacente al suolo, durante il suo moto.

L'invenzione permette inoltre di semplificare in modo sostanziale le operazioni di assemblaggio dei vari componenti del veicolo associati alla traversa anteriore 9, che possono essere convenientemente eseguite in linea di montaggio separatamente dal veicolo, nonché gli interventi per la loro riparazione o manutenzione. In particolare, nelle fasi di montaggio del veicolo è possibile fissare alla traversa 9 dapprima la struttura di sostegno 30 con il gruppo ventilatore 15 provvisto delle relative giranti 20, del motore elettrico 40 e della cinghia di trasmissione 38, quindi le carenature 48 e 50, e montare poi il pacco di scambio termico 12. Successivamente viene accoppiata alla traversa 9 la traversa superiore 8 con i gruppi ottici 8a ed eventuali gruppi accessori, e l'intero gruppo integrato così ottenuto può essere ancorato come unità indipendente in corrispondenza della parte anteriore del telaio di un veicolo in costruzione, permettendo di operare agevolmente sugli organi accolti nel vano motore prima dell'assemblaggio di tale unità.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Traversa anteriore del telaio di un autoveicolo, destinata ad essere fissata in corrispondenza delle estremità anteriori di una coppia di longheroni (3) del telaio, tale traversa (9) essendo suscettibile di sopportare un pacco di scambio termico (12) ed un gruppo ventilatore (15) associati fra loro, in cui il gruppo ventilatore (15) comprende almeno una girante (18) disposta dalla parte della faccia frontale del pacco di scambio termico (12), caratterizzata dal fatto che definisce un'apertura (10) sagomata in modo corrispondente a detta almeno una girante (18) , per accogliere il gruppo ventilatore (15).
2. 2. Traversa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che definisce una carenatura del gruppo ventilatore (15).
3. 3. Traversa secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la carenatura è realizzata per mezzo di un corpo scatolare definente un profilo sostanzialmente convergente per l'aria di raffreddamento del pacco di scambio termico (12), tale profilo presentando un. labbro convogliatore anteriore (9a) .
4. 4 . Traversa secondo la rivendicazione 2 oppure 3, caratterizzata dal fatto che comprende una struttura integrale includente due parti a forcella (9a, 9b) simmetricamente contrapposte che formano una coppia di rami separati (13a, 13b) , rispettivamente superiore ed inferiore, della traversa (9).
5. 5 . Traversa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 4, caratterizzata dal fatto che comprende una coppia d'ali ricurve (14) che si estendono esternamente e posteriormente in corrispondenza delle estremità opposte di detto ramo inferiore (13b), ciascuna di dette ali (14) recando una sede (I4a) d'appoggio di una parte di base del pacco di scambio termico (12).
6. 6. Traversa secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette ali (14) è munita di organi d'attacco (14b) per l'ancoraggio delle estremità inferiori di montanti verticali (5) fissati ai longheroni (3) del telaio.
7. 7. Traversa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 6, caratterizzata dal fatto che il gruppo ventilatore (15) comprende due giranti (18) disposte reciprocamente affiancate con i relativi assi (24) paralleli ed estendentisi su di un piano comune sostanzialmente orizzontale, in cui detta apertura (10) è conformata sostanzialmente a cartiglio (11) ed è delimitata superiormente ed inferiormente da detti rami (13a, 13b) disposti parallelamente a detto piano comune.
8. 8. Traversa secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette giranti (18) include una schiera di pale (20) a corona circolare che si estende radialmente a partire da un mozzo tubolare (22) definente un condotto passante sostanzialmente libero per l'attraversamento da parte dell'aria di raffreddamento del pacco di scambio termico (12), essendo associati alle giranti (18) mezzi motori (40) disposti in posizione radialmente esterna alle girante (18) e collegati con esse mediante mezzi di trasmissione (36, 38, 42).
9. 9. Traversa secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l'albero (24) di ciascuna girante (18) è collegato con una relativa parete cilindrica del mozzo tubolare (22) mediante una pluralità di razze radiali (23).
10. 10. Traversa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7 a 9, caratterizzata dal fatto che fra detta coppia di giranti (18) e ciascuno dei rami superiore ed inferiore (13a, 13b) sono definiti rispettivi vani (45, 46) di forma sostanzialmente triangolare, e dal fatto che uno di detti vani (46) è conformato in modo da accogliere un motore elettrico (40) d'azionamento delle giranti (18).
11. 11. Traversa secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che uno (13b) dei rami della traversa (9) presenta mezzi di fissaggio del motore elettrico (40).
12. 12. Traversa secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che le giranti (18) presentano rispettivi alberi (24) sui quali è calettata una puleggia condotta (36) per l'impegno da parte di una cinghia di trasmissione (38) impegnante una puleggia motrice (42) portata dall'albero del motore elettrico (40).
13. 13. Traversa secondo la rivendicazione 11 oppure 12, caratterizzata dal fatto che è munita di mezzi di collegamento di un elemento di protezione (44) della parte frontale del motore elettrico (40).
14. 14. Traversa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10 a 13, caratterizzata dal fatto che è suscettibile di sopportare una porzione di carenatura ausiliaria (48) definendo una presa dinamica d'aria per il gruppo ventilatore (15) nel vano (45) opposto a quello che accoglie il motore elettrico (40), tale porzione di carenatura (48) includendo un lato parallelo ad un tratto del ramo (13a) ad essa adiacente e due rami arcuati per circondare ognuno una parte perimetrale di una relativa girante (18).
15. 15. Traversa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 14, caratterizzata dal fatto che comprende mezzi di fissaggio di una carenatura di raccordo (50) interposta fra essa ed il pacco di scambio termico (12).
16. 16. Traversa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 9 a 15, caratterizzata dal fatto che comprende mezzi d'ancoraggio di una struttura per il sopporto in rotazione (30) degli alberi (24) di detta almeno una girante (18).
17. 17. Traversa secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che detta struttura di sostegno (30) comprende una coppia di aste verticali (32) a ciascuna delle quali è fissata una rispettiva boccola (26) per il sopporto in rotazione dell'albero (24) di una girante (18), ed un'asta trasversale (34) a cui sono fissate entrambe dette boccole (26) .
18. 18. Traversa secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che la struttura di sostegno (30) comprende una coppia di aste inclinate, ciascuna portante una relativa boccola (26) per il sopporto in rotazione dell'albero (24) di una girante (18), una porzione di dette aste adiacente al ramo inferiore (13b) della traversa (9) essendo atta a costituire a protezione della parte frontale del motore elettrico (40).