ITVI20100038A1 - Cabina per veicoli commerciali leggeri nonche' metodo di costruzione - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile al settore della carpenteria meccanica per autoveicoli ed ha particolarmente per oggetto una cabina per veicoli commerciali leggeri.

In un ulteriore aspetto, l’invenzione ha per oggetto un metodo di realizzazione della suddetta cabina.

Stato della tecnica e problema da risolvere

E’ noto che i veicoli commerciali, destinati al trasporto di merci leggere, devono abbinare caratteristiche di notevole resistenza meccanica con strutture di peso estremamente contenuto, al fine di mettere a disposizione il maggiore carico pagante al prezzo più contenuto.

Il minor peso si riflette positivamente anche sulle potenze richieste per le motorizzazioni, con conseguente riduzione dei consumi, deM’affidabilità e dell'inquinamento.

Queste esigenze sono ancor più sentite nel caso di veicoli a trazione elettrica, che sono particolarmente ecologici ed estremamente ricercati, soprattutto ma non esclusivamente, per le amministrazioni pubbliche e per le attività commerciali nei centri urbani.

Le cabine di autoveicoli del tipo sopra indicato sono generalmente delle strutture a guscio, ad esempio formate da scocche o carrozzerie in vetroresina o materie plastiche rinforzate, di tipo autoportante o eventualmente rinforzate con rinforzi metallici o con telai in profilati di lega di alluminio. Le strutture a guscio sono poi completate con gli organi di controllo e guida nonché dei sedili e degli arredi tipici del veicolo, e sono infine montate sui telai dei veicoli, che portano anche i propulsori a combustione interna e/o elettrici collegati cinematicamente con le ruote motrici.

E’ però evidente che le strutture a guscio sopra indicate devono esser realizzate con stampi ed impianti molto costosi e la loro realizzazione richiede un elevato dispendio di manodopera, oltre che notevoli tempi di realizzazione. Inoltre, è molto difficile automatizzare le corrispondenti fasi di produzione, con allungamento dei tempi di produzione.

Per alleggerire ulteriormente le strutture a guscio, pur garantendo elevate prestazioni meccaniche nonché resistenza agli urti ed alla deformazione, è stato proposto di utilizzare tecnologie di derivazione aeronautica, del tipo usato per la costruzione di cellule di velivoli o pale di rotori di elicotteri, che fanno uso di strutture a nido d’ape. Tuttavia, anche per realizzare queste strutture con pannelli a nido d’ape sono necessari stampi e controstampi dedicati, di notevole costo e complessità, che costituiscono di fatto un pregiudizio tecnico all’applicazione delle tecnologie aeronautiche ad un settore di basso contenuto tecnologico.

Presentazione dell’invenzione

Uno scopo generale dell’invenzione è quello di superare gli inconvenienti sopra riportati mettendo a diposizione una cabina per veicoli commerciali leggeri con caratteristiche di elevata leggerezza ed affidabilità ad un costo estremamente contenuto.

Uno scopo particolare è quello di realizzare una cabina del tipo sopra indicato che abbia una struttura estremamente semplificata ottenibile a partire da elementi facilmente disponibili sul mercato.

Un ulteriore scopo è quello di mettere a punto un processo di produzione della cabina del tipo sopra indicato che richieda operazioni estremamente semplici e veloci, in modo da essere riproducibile su scala industriale a costi irrisori.

Questi scopi, nonché altri che appariranno più chiari in seguito, sono raggiunti da una cabina per veicoli commerciali leggeri in accordo con la rivendicazione indipendente 1.

La cabina comprende una struttura a guscio destinata ad alloggiare al suo interno sedili e mezzi di controllo del veicolo ed atta ad essere fissata ad un’intelaiatura portante di supporto del veicolo, ia quale struttura a guscio comprende almeno una coppia di telai laterali sostanzialmente anulari reciprocamente collegati da una pluralità di elementi di irrigidimento trasversali sostanzialmente piani.

Grazie a questa struttura semplificata, è possibile ottenere una notevole affidabilità ed una ottima resistenza meccanica ad un costo estremamente contenuto.

Opportunamente, i telai laterali sono composti da profilati estrusi in materiali leggeri ad alta resistenza, in particolare costituiti da una coppia di montanti verticali uniti da una porzione superiore sagomata e curva che segue il tetto della cabina ed una porzione di fondo sagomata a gradini per supportare uno o più sedili.

Vantaggiosamente, i profilati che formano i telai laterali potranno avere una sezione trasversale sostanzialmente ad “L" con una porzione centrale scatolata con scanalature longitudinali lungo i bordi della “L", in modo da aumentare la resistenza strutturale e favorire l'aggancio degli elementi di irrigidimento trasversali.

Questi ultimi, potranno essere vantaggiosamente costituiti da pannelli con struttura a nido d’ape in leghe di alluminio o materiali sintetici con caratteristiche meccaniche equivalenti.

Opportunamente, i pannelli potranno avere forma in pianta sostanzialmente rettangolare con bordi di estremità calibrati aventi spessore sostanzialmente corrispondente alla larghezza delle scanalature longitudinali dei profilati e dei telai laterali.

Infine, i tratti di profilato ed i pannelli trasversali potranno essere reciprocamente collegati mediante incollaggio o mediante organi di collegamento universali, del tipo viti o chiodi.

In un secondo aspetto dell'invenzione, un metodo di costruzione di una cabina per veicoli commerciali leggeri, comprende la realizzazione di una struttura a guscio secondo le fasi di:

- realizzazione di almeno una coppia di telai laterali sostanzialmente anulari formati da profilati con sezione trasversale sostanzialmente ad “L” aventi scanalature longitudinali di larghezza predeterminata in corrispondenza dei bordi di estremità;

- realizzazione di una pluralità di pannelli di irrigidimento con struttura a nido d’ape e con forma in pianta sostanzialmente rettangolare;

- calibratura dei bordi di estremità dei pannelli in modo da avere uno spessore corrispondente alla larghezza delle scanalature longitudinali dei profilati ad “L”;

- inserimento dei bordi di estremità calibrati nelle scanalature ed accoppiamento con gli stessi mediante incollaggio oppure mediante organi di collegamento universali.

I profilati sono selezionati come estrusi del commercio ed i pannelli sono ottenuti mediante taglio a misura di piastre a nido d’ape del commercio. Inoltre, le operazioni di taglio e di accoppiamento sono realizzate manualmente o mediante robot di montaggio automatizzati in modo da ridurre i tempi di costruzione dell’intera struttura.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita ma non esclusive di una cabina di veicolo commerciale leggero secondo il trovato, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 è una vista generale prospettica di un veicolo commerciale leggero sul quale è montata la cabina secondo il trovato;

la FIG. 2 illustra una vista assonometrica dall’alto di una cabina secondo il trovato;

la FIG. 3 illustra una vista laterale della cabina di GIG. 2;

la FIG. 4 illustra una vista parzialmente in sezione di un particolare di FIG. 3 nella zona indicato IV;

la FIG. 5 è uno schema a blocchi del metodo di costruzione della cabina delle figure precedenti.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito Con riferimento alle figure citate, la cabina secondo il trovato è destinata ad essere montata su veicolo commerciale leggero indicato nel suo insieme V nella FIG. 1.

L’esempio di veicolo illustrato è un camioncino senza cassone di carico, formato essenzialmente da un telaio di base T montato su ruote R e sul quale è montata la cabina 1.

La cabina 1 è essenzialmente costituita da una struttura a guscio 2 destinata ad alloggiare al suo interno sedili e mezzi di controllo del veicolo, non illustrati nei disegni, ed atta ad essere ancorata al telaio T del veicolo V.

La struttura a guscio 2 è essenzialmente costituita da una coppia di telai laterali 3, 3’ sostanzialmente anulari ed identici, formati da una serie di tratti di profilati estrusi o trafilati in materiali leggeri di tipo ad alta resistenza.

In particolare, ogni telaio 3, 3' è costituito da una coppia di montanti verticali 4, 4’, 5, 5’ uniti da una porzione superiore 6, 6’ sagomata e curva che segue il tetto della cabina e da una porzione di fondo 7, 7’ sagomata a gradini 8, 8’ 9, 9’ destinati a supportare i sedili e formare appoggio per i piedi, eventualmente rinforzati mediante piastre metalliche non mostrate nei disegni.

Le varie porzioni di profilato possono essere unite mediante saldatura o organi di collegamento universali, ma anche e preferibilmente mediante incollaggio con collanti strutturali ad elevata resistenza.

I materiali leggeri ad alta resistenza di cui sono costituiti i profilati sono scelti nel gruppo comprendente le leghe di alluminio, i materiali plastici ad alta resistenza ed i materiali compositi.

Opportunamente, i profilati che formano i telai laterali 3, 3’ sono realizzati in modo da avere una sezione trasversale sostanzialmente ad “L” con una porzione centrale scatolata 10 e scanalature longitudinali 11 , 12 corrispondenti ai rami della “L” di larghezza predeterminata W.

I telai 3, 3’ sono reciprocamente collegati da una pluralità di elementi di irrigidimento trasversali 13, 14, 15 16, 17 sostanzialmente piani.

Opportunamente, secondo il trovato, gli elementi di irrigidimento trasversali sono costituiti da pannelli con struttura a nido d’ape in leghe di alluminio o materiali sintetici don caratteristiche meccaniche equivalenti.

Vantaggiosamente, i pannelli 13, 14, 15, 16, 17 hanno forma in pianta sostanzialmente rettangolare con bordi di estremità 18, 19.

Opportunamente, prima dell’accoppiamento, il bordi di estremità 18, 19 sono preferibilmente calibrati ad esempio mediante rullatura in modo da avere nella porzione di impegno uno spessore S sostanzialmente corrispondente alla larghezza interna W delle scanalature longitudinali 11 , 12 dei profilati.

Infine, i telaio 3, 3’ ed i pannelli trasversali 13, 14, 15, 16, 17 sono reciprocamente collegati mediante incollaggio con collanti strutturali, oppure mediante organi di collegamento universali, del tipo viti o chiodi.

Un possibile metodo di costruzione della cabina 1 prevederà la realizzazione della struttura a guscio 2 secondo le seguenti fasi:

Fase a): realizzazione della coppia di telai laterali 3, 3’ mediante unione di tratti di profilato 4, 5, 6, 7 e 4’, 5’, 6’, 7’ con sezione trasversale sostanzialmente ad “L”, che presentano scanalature longitudinali 11 , 12 di larghezza predeterminata W in corrispondenza dei bordi di estremità.

Fase b): realizzazione di una pluralità di pannelli di irrigidimento 13, 14, 15, 16, 17 con struttura a nido d’ape e con forma in pianta sostanzialmente rettangolare.

Fase c): calibratura dei bordi di estremità 18, 19 dei pannelli in modo da avere uno spessore S sostanzialmente corrispondente alla larghezza delle scanalature longitudinali 11 , 12.

Fase d): inserimento dei bordi di estremità calibrati 18, 19 nelle scanalature 11 , 12.

Fase e): accoppiamento dei bordi di estremità calibrati 18, 19 e delle scanalature 11 , 12, mediante incollaggio oppure mediante organi di collegamento universali;

I profilati sono estrusi del commercio e i pannelli sono ottenuti mediante taglio a misura di piastre a nido d’ape del commercio. Inoltre, le operazioni di taglio, di inserimento ed accoppiamento sono realizzate manualmente o mediante robot di montaggio automatizzati in modo da ridurre i tempi di costruzione dell’intera struttura.

E’ stato sperimentalmente verificato che il montaggio della cabina in modo manuale e con organi di collegamento universale può essere effettuata in un tempo variabile tra 5 e 10 minuti.

Usano robot di montaggio, è stato stimato che il tempo di montaggio di una cabina completa è compreso trai , 5 e 3 minuti.

Per completezza costruttiva, è prevista una fase f) di montaggio all’interno della struttura a guscio 1 di sedili e mezzi di controllo dei veicolo di tipo convenzionale, ed una fase di g) montaggio di porte P in corrispondenza dei telai laterali 3, 3’.

La cabina secondo il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire daN'ambito del trovato.

Anche se la cabina è stata descritta con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendi.

Claims (10)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Una cabina (1) per veicoli commerciali leggeri, comprendente una struttura a guscio (2) destinata ad alloggiare al suo interno sedili e mezzi di controllo del veicolo ed atta ad essere fissata ad un telaio principale (T) di un veicolo (V), in cui detta struttura a guscio (2) comprende almeno una coppia di telai laterali (3, 3’) sostanzialmente anulari reciprocamente collegati da una pluralità di elementi di irrigidimento trasversali (13, 14, 15, 16, 17) sostanzialmente piani.
2. 2. Cabina secondo la rivendicazione 1 , in cui ognuno di detti telai laterali (3, 3’) è composto da profilati estrusi in materiali leggeri di tipo ad alta resistenza.
3. 3. Cabina secondo la rivendicazione 2, in cui detti telai laterali (3, 3’) sono costituiti da una coppia di montanti verticali (4, 4’; 5, 5’; 6, 6’; 7, 7’) uniti da una porzione superiore sagomata e curva (6, 6’) che segue il tetto della cabina ed una porzione di fondo (7, 7’) sagomata a gradini per supportare uno o più sedili.
4. 4. Cabina secondo la rivendicazione 2, in cui detti materiali leggeri ad alta resistenza sono scelti nel gruppo comprendente le leghe di alluminio, i materiali plastici ad alta resistenza ed i materiali compositi.
5. 5. Cabina secondo la rivendicazione 2, in cui i profilati che formano detti telai laterali (3, 3’) hanno una sezione trasversale sostanzialmente ad “L” con una porzione centrale scatolata (10) e scanalature longitudinali (11 12) di larghezza predeterminata (W).
6. 6. Cabina secondo la rivendicazione 5, in cui detti elementi di irrigidimento trasversali (13, 14, 15, 16, 17) sono costituiti da pannelli con struttura a nido d’ape in leghe di alluminio o materiali sintetici don caratteristiche meccaniche equivalenti.
7. 7. Cabina secondo la rivendicazione 1 , in cui detti pannelli (13, 14, 15, 16, 17) con struttura a nido d’ape hanno forma in pianta sostanzialmente rettangolare con bordi di estremità calibrati (18, 19) aventi spessore sostanzialmente corrispondente alla larghezza interna di dette scanalature longitudinali di detti telai (3 3’)(11 , 12) .
8. 8. Cabina secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti tratti di profilati e detti pannelli con struttura a nido d’ape sono reciprocamente collegati mediante incollaggio o mediante organi di collegamento universali, del tipo viti o chiodi. Θ.
9. Un metodo di costruzione di una cabina (1) per veicoli commerciali leggeri, comprendente la realizzazione di una struttura a guscio (2) secondo le seguenti fasi: a) realizzazione di almeno una coppia di telai laterali (3, 3’) sostanzialmente anulari formati da profilati con sezione trasversale sostanzialmente ad “L” aventi una porzione centrale scatolata (10) e scanalature longitudinali (11 , 12) di larghezza predeterminata (W) in corrispondenza dei bordi di estremità; b) realizzazione di una pluralità di pannelli di irrigidimento (13, 14, 15, 16, 17) con struttura a nido d’ape e con forma in pianta sostanzialmente rettangolare; c) calibratura dei bordi di estremità (18, 19) di detti pannelli in modo da avere uno spessore (S) corrispondente alla larghezza (W) di dette scanalature (11 , 12); d) inserimento dei bordi di estremità calibrati (18, 19) in dette scanalature (11 , 12) di detti telai laterali (3, 3'); e) accoppiamento dei bordi di estremità calibrati (18, 19) e delle scanalature (11 , 12) mediante incollaggio oppure mediante organi di collegamento universali; in cui detti profilati sono estrusi del commercio ed in cui detti pannelli sono ottenuti mediante taglio a misura di piastre a nido d’ape del commercio, ed in cui dette operazioni di taglio e di accoppiamento sono realizzate manualmente o mediante robot di montaggio automatizzati in modo da ridurre i tempi di costruzione dell’intera struttura.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui è previsto una fase f) di montaggio all’interno di detta struttura a guscio (2) di sedili e mezzi di controllo del veicolo di tipo convenzionale, ed una fase di g) montaggio di porte (P) in corrispondenza di detti telai laterali (3, 3’).