CUADRO DE VEHÍCULO Y MÉTODO PARA FABRICAR UN VEHÍCULO
CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un cuadro de vehículo y un método de ensamblaje de un vehículo que comprende un cuadro, el cual se puede aplicar particularmente a fabricación de motocicletas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un cuadro de motocicleta es una estructura de soporte de carga normalmente fabricada como una sola pieza
(excepto para el ensamblaje de horquilla frontal el cual normalmente es un subensamblaje separado de la motocicleta) utilizando componentes tales como secciones tubulares de acero, secciones de canal y esquineros soldados juntos en una configuración predeterminada. Las partes de la motocicleta tal como los ensamblajes de asiento, cubierta lateral, brazo trasero, soporte, descanso para pie, tanque de combustible y amortiguadores de choque, manillares y dirección se montan o se fijan en el cuadro en ubicaciones predeterminadas . Además de proporcionar resistencia y rigidez básicas a la motocicleta y mantener las partes del vehículo y soportar el peso de las mismas, el cuadro también toma las cargas que resultan de las vibraciones del motor, las
fuerzas de cambio de velocidad, la excitación de las ruedas (debido a topes y esquinas en los caminos) y manejar las cargas tal como poner el vehículo en una posición en marcha o inactiva. Tal cuadro de una sola pieza es una estructura larga, pesada y voluminosa. Además, debido a la alta cantidad de soldadura involucrada en la fabricación del cuadro, y debido a que el cuadro de una sola pieza es largo, las distorsiones de soldadura se presentan llevando imprecisiones en las dimensiones y tolerancias del cuadro. Para corregir los errores, el cuadro puede requerir operaciones correctivas similares a reforzamiento por lo cual lleva a operaciones adicionales e incrementa el tiempo de fabricación. Además, debido a que el cuadro es así de largo, pesado y voluminoso, el transporte del cuadro desde un lugar a otro, por ejemplo, desde la ubicación de fabricación hasta la ubicación de ensamblaje de vehículo es difícil y tiene que hacerse en pequeños lotes y cuidadosamente para evitar daño y distorsiones, el cuadro típicamente es pintado en el sitio de fabricación. Por lo tanto, el transporte es difícil y exige mucho tiempo. A pesar del transporte cuidadoso, lo cual normalmente se utiliza, existen todavía posibilidades de que el cuadro sea dañado/distorsionado durante el transporte por lo que provoca una orientación inadecuada de las diversas partes
ensambladas en el cuadro. Esto exige ensamblaje de vehículo de acción correctiva adicional e incrementa el tiempo de ensamblaje del vehículo. Debido a que el cuadro es una pieza sencilla grande, la línea de ensamblaje de vehículos necesita ser grande y espaciosa por lo cual incrementa el requerimiento de espacio y la capacidad de manejo de material de la línea de ensamblaje de vehículos. El envío a larga distancia del cuadro requiere un gran espacio para acomodar el cuadro y un volumen de empacado grande . Por lo tanto, el envío del cuadro es más costoso que el que puede ser de otra manera al caso cuando el número de cuadros por contenedor se reduce. Además, diferentes tipos de tratamientos de la superficie en diferentes ubicaciones de cuadro no pueden llevarse a cabo en una forma fácil y de costo efectivo.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la invención es proporcionar un ensamblaje de cuadro de un vehículo, particularmente una motocicleta, el cual puede ensamblarse fácilmente en una ubicación de ensamblaje de vehículo. Un objeto adicional o alternativo de la invención es proporcionar un ensamblaje de cuadro para una motocicleta que facilita el ensamblaje de diferentes partes en las porciones o miembros del cuadro en diferentes
ubicaciones para minimizar las operaciones de ensamblaje en la fase de ensamblaje de vehículo reduciendo por consiguiente el espacio de la línea de ensamblaje de vehículos, la capacidad de manejo de material y el tiempo requerido para el ensamblaje del vehículo. Un objeto adicional o alternativo de la invención es reducir la prevalencia de distorsión de un cuadro de vehículo durante la fabricación y mejorar la precisión de las dimensiones y tolerancias del cuadro. Un objeto adicional o alternativo de la invención es reducir o evitar operaciones de corrección cal como reforzamiento del cuadro de un vehículo para reducir el tiempo de fabricación. Un objeto adicional o alternativo de la invención es proporcionar un ensamblaje de cuadro de una motocicleta el cual puede transportarse desde un lugar a otro, por ejemplo, desde la ubicación de fabricación hasta la ubicación de ensamblaje de vehículo en un estado desensamblado y ensamblarse fácilmente en conjunto en la ubicación de ensamblaje de vehículo volviendo por consiguiente posible transportar los ensamblajes de cuadro en grandes cantidades fácil y convenientemente, reduciendo el riesgo de daño y distorsiones al cuadro. Un objeto adicional o alternativo de la invención es proporcionar un ensamblaje de cuadro de una motocicleta
el cual pueda enviarse en un estado desensamblado y ensamblarse fácilmente en la ubicación de ensamblaje de vehículo reduciendo por consiguiente los requerimientos de espacio y empaque para el envío y el costo de envío ya que más ensamblajes de cuadro que los cuadros de una sola pieza pueden enviarse por volumen de contenedor unitario. Un objeto adicional o alternativo de la invención es proporcionar un ensamblaje de cuadro para una motocicleta que facilita los diferentes tratamientos de la superficie en el ensamblaje de cuadro en diferentes ubicaciones en una forma simple de costo efectivo. Un objeto adicional o alternativo de la invención es proporcionar un ensamblaje de cuadro para una motocicleta que facilita el uso alternativo de la porción posterior del cuadro para ser adecuada para llevar el asiento trasero o actuar como un miembro de transporte de carga o puede adaptarse para montar un depósito utilitario.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con tales objetos en vista, la presente invención proporciona un cuadro de vehículo que comprende la pluralidad de porciones de cuadro interconectables, donde una porción de cuadro se ensambla en una primera ubicación con componentes de vehículo para formar un componente de cuadro intermedio el cual se ensambla con el resto de las
porciones de cuadro en una segunda ubicación diferente de la primera ubicación. Tal cuadro puede utilizarse en un método de fabricación de vehículos. Una aplicación importante de tal método de fabricación es en el campo de motocicletas pero otros vehículos que comprenden cuadros pueden visualizarse.
Tal método evita las desventajas del tipo antes observado y, en particular, permite que plantas de ensamblaje se reduzcan en tamaño mientras reduce el riesgo de distorsión de cuadro encontrada utilizando métodos de ensamblaje actuales . El cuadro de motocicleta puede comprender una porción de cuadro frontal y una porción de cuadro posterior conectada a la porción de cuadro frontal donde la porción de cuadro frontal soporta la carga de un conductor de la motocicleta. El cuadro puede dividirse en porciones en un punto que permite a la porción de cuadro frontal soportar la carga del conductor. Tal cuadro compuesto forma un aspecto adicional de la presente invención. Un aspecto adicional de la invención proporciona un método de manejo de línea de producción de motocicletas que comprende las etapas de : a) proporcionar porciones de cuadro de motocicleta, por lo menos una porción de cuadro que se o ensambla con los componentes de la motocicleta para formar
un subensamblaje en una primera ubicación óptima para la fabricación del subensamblaje; y b) ensamblar el subensamblaje y las porciones de cuadro restantes para fabricar un cuadro de motocicleta en una segunda ubicación óptima para la fabricación de motocicleta donde las ubicaciones óptimas se seleccionan para minimizar el número de etapas de tratamiento requeridas para dirigir la distorsión del cuadro durante la producción. La primera y segunda ubicaciones óptimas ventajosamente pueden ser diferentes entre sí. De acuerdo con una modalidad de la invención, se proporciona un ensamblaje de cuadro para una motocicleta que comprende por lo menos dos porciones de cuadro, particularmente una porción frontal y una porción posterior, la porción frontal y la porción posterior se fabrican en una forma conocida en una configuración predeterminada, la porción frontal se adapta para aceptar un subensamblaje de dirección y de suspensión frontal, y las porciones frontal y posterior se proporcionan con medios de interconexión para interbloquear y asegurar la porción posterior a la porción frontal. De preferencia, el medio de interconexión no se basa en soldadura de las porciones de cuadro juntas. De preferencia, el medio de interconexión es de una naturaleza mecánica, tal como colocación de pernos,
pasadores o remaches. Puede utilizarse medios de interconexión rígidos . Al utilizar método mecánicos o de engomado para interconectar las porciones de cuadro, como opuesto a la soldadura o bronce soldadura más típica (u otros métodos que requieren calor) , pueden evitarse distorsión y/o daño a los acabados de la superficie. De preferencia, la porción frontal y la porción posterior del cuadro tiene una superficie terminada antes de la interconexión entre sí. De preferencia, por lo menos una porción de cuadro frontal incluye medios de ajuste en ubicaciones predeterminadas para montar las partes de la motocicleta tal como asiento, cubierta lateral, brazo trasero, soporte, descanso para pie, tanque de combustible, amortiguadores de choque, manillar y dirección para el cuadro. De preferencia, el medio de interconexión comprende un par de brazos frontales separados proporcionados en el extremo frontal de la porción posterior, los brazos tiene ranuras abiertas en la punta de los mismos adaptadas para acoplarse sobre montantes que se extienden lateralmente proporcionados en el extremo posterior de la porción frontal, un par de bujes separados proporcionados en ei extremo frontal de la porción posterior y un par de abrazaderas en forma de U dispuesta
en forma opuesta proporcionadas en el extremo posterior de la porción frontal, los bujes se localizan en las abrazaderas en forma de U y se conectan con pernos rígidamente para ajustar juntas la porción frontal y la porción posterior. Convenientemente, los montantes que se extienden lateralmente proporcionados en el extremo posterior de la porción frontal también actúan como puntos de unión superiores para un par de amortiguadores de choque posteriores. Al dividir la motocicleta en por lo menos dos porciones de cuadro, la flexibilidad de la línea de producción puede incrementarse ya que en diferentes versiones de la porción de cuadro posterior pueden seleccionarse de un conjunto de porciones de cuadro posterior disponibles y utilizarse en la misma porción de cuadro frontal. Por ejemplo, un diseño de la porción de cuadro posterior puede ser adecuado para llevar una carga tal como un pasajero en el asiento trasero o un depósito utilitario. En ese caso, la porción de cuadro posterior puede llevar un asiento, mientras un diseño alternativo puede ser adecuado para actuar como un portador de carga o puede adaptarse para ajustar un depósito utilitario para llevar productos. Inversamente, esta invención permite la selección de una porción de cuadro frontal de un conjunto
de versiones diferentes de la porción de cuadro frontal para el ensamblaje en una porción de cuadro posterior. De este modo, la versatilidad puede incrementarse en la línea de producción de ensamblaje al utilizar porciones frontales comunes con diferentes porciones posteriores o viceversa para diferentes versiones de la motocicleta final. Convenientemente, la porción de cuadro posterior se recibe en la línea de ensamblaje de motocicleta final, con otras partes ya ensambladas para el mismo, tal como un guardafangos posterior, o manillar. En este estado, la porción de cuadro posterior forma parte de un componente de cuadro intermedio, el cual se conecta a las porciones de cuadro restantes en el sitio de ensamblaje final. Utilizar este proceso de fabricación permite una flexibilidad incrementada para el fabricante de motocicletas ya que surge la posibilidad de que un abastecedor diferente fabrique, termine superficialmente y preensamblaje la porción de cuadro posterior con una o más partes, y presente este subensamblaje al fabricante de motocicletas para un ensamblaje de vehículo final. Las modalidades anteriores de la invención permiten que distorsiones de fabricación se minimicen y permiten una mayor economía de espacio en la planta de ensamblaje. También se reducen los requerimientos de empacado puesto que la división del cuadro en porciones
permite el empacado de componentes más pequeños. Se evita el transporte de un cuadro de pieza sencilla voluminoso grande .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención puede entenderse más completamente a partir de la siguiente descripción de las modalidades preferidas de la invención hecha con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: Las Figura 1, 2 y 3 son una vista lateral, vistas en planta e isométrica, respectivamente de un ensamblaje de cuadro para una motocicleta de acuerdo con una modalidad de la invención; las Figuras 4, 5 y 6 son una vista lateral, vistas en planta e isométrica, respectivamente en la porción de cuadro frontal del ensamblaje de cuadro de las Figuras 1 , 2 y 3 ; las Figuras 7, 8 y 9 son una vista lateral, vistas en planta e isométrica, respectivamente en la porción de cuadro posterior del ensamblaje de cuadro de las Figuras 1 , 2 y 3 ; la Figura 10 es una vista lateral de una motocicleta que comprende el ensamblaje de cuadro de las Figuras 1, 2 y 3 y que tiene diferentes partes de la motocicleta ensambladas en la misma;
las Figuras 11, 12 y 13 son una vista lateral, vistas en planta e isométrica, respectivamente de la porción de cuadro frontal de un ensamblaje de cuadro de acuerdo con otra modalidad de la invención; las Figuras 14, 15 y 16 son una vista lateral, vistas en planta e isométrica, respectivamente de la porción de cuadro frontal de un ensamblaje de cuadro de acuerdo con otra modalidad de la invención; la Figura 17 ilustra el subensamblaje del cuadro posterior que comprende diferentes componentes montados en el mismo. la Figura 18 ilustra un perfil de un conductor en el vehículo con el ensamblaje de cuadro con dos porciones de acuerdo con la invención. El ensamblaje de cuadro o el cuadro 1 dividido como se ilustra en las Figuras 1 a 9 de los dibujos anexos comprende dos porciones de cuadro, particularmente una porción 2 de cuadro frontal y una porción 3 de cuadro posterior. Tanto la porción 2 de cuadro frontal como la porción 3 de cuadro posterior se fabrican independientemente en una forma conocida, por ejemplo, utilizando componentes - tales como secciones tubulares de acero (cuadradas, rectangulares, circulares, ovaladas, etc.), sección de canal y esquineros al soldarlos juntos en una configuración predeterminada. Las porciones 2 y 3 de
cuadro frontal y posterior se proporcionan con ajustes en ubicaciones predeterminadas para montar o fijar partes de la motocicleta en una forma conocida. Por ejemplo, el tubo 4 principal monta la dirección 4a y el eje del manillar (no mostrado) de la motocicleta mostrado en la Figura 10 de los dibujos . Tales ajustes también incluyen lo siguiente. Las abrazaderas para montar el motor 5j de la motocicleta
(Figura 10) se marcan 5,5. Orificios para pernos para montar el motor se marcan 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g y 5h
(Figura 1 y 4) La abrazadera 6 de montaje es para montar el tanque 27 de combustible y el asiento 28 de la motocicleta
(Figura 10) . Abrazaderas para montar los amortiguadores de choque (no mostrados) de la motocicleta se marcan 7,7 (Figura 5) y los montantes en la misma se marcan 7a y 7b. Orificios 8a y 8b son orificios de montaje para montar el filtro 8 de aire de la motocicleta. 9a y 9b son bujes para montar el filtro de aire. La abrazadera 10 de montaje monta el seguro de asiento (no mostrado) de la motocicleta y sus orificios para pernos asociados se marcan 10a y 10b (Figura 9) . Abrazaderas 12a y 12b son las abrazaderas de montaje para el manillar 12c de la motocicleta. La abrazadera 14 es una abrazadera de montaje para una protección, que evita que se enrede la ropa en las
piernas del pasajero del asiento trasero con la rueda posterior de la motocicleta. 16a, 16b, 16c y 16d son la ubicación de montaje del ensamblaje 6 de pedal (Figura 10) del conductor de la motocicleta, el cual directamente se soporta en la parte inferior del motor. 17a, 17b y 20 son ubicaciones de montaje de la abrazadera 20a para el ensamblaje de descanso para pie del pasajero en el asiento trasero (no mostrado) de la motocicleta. 18 es la ubicación de montaje para el pedal 18a de freno en la abrazadera 5 de la motocicleta. La ubicación de montaje para el brazo 9 trasero de la motocicleta es 20. Orificios para pernos que montan la defensa se marcan 22a, 22b, 22c y 22d (Figura 9) . La ubicación de montaje para el soporte 13a de la motocicleta se marca 13. Las ubicaciones para montar las cubiertas laterales de la motocicleta se marcan 25a, 25b, y 27a, 27b. El extremo frontal de la porción 3 de cuadro posterior se proporciona con un par de brazos 19a y 19b delanteros que tienen ranuras 19c y 19d abiertas en las puntas de los mismos y adaptadas para acoplarse sobre los montantes 7a y 7b que se extienden lateralmente proporcionados en el extremo posterior de la porción frontal. Los brazos delanteros 19a y 19b se sujetan sobre los montantes 7a y 7b por tuercas (no mostradas) después de insertar los anillos superiores del amortiguador de choque
(no mostrado) de la motocicleta sobre los montantes. 21a y 21b son un par de bujes separados proporcionados en brazos 15a y 15b separados respectivamente en el extremo frontal de la porción 3 de cuadro posterior y lia y llb son un par de abrazaderas en forma de U opuestamente dispuestas proporcionadas en el extremo posterior de la porción frontal. Las abrazaderas lia y llb se proporcionan cada una con orificios 31a, 31b en las pestañas de las mismas. Los bujes 21a y 21b se localizan en las abrazaderas y se colocan con pernos en las abrazaderas mediante los pernos 23a, 23b móviles a través de los bujes 21a y 21b y orificios en las pestañas de las abrazaderas y aprieta los bujes en las tuercas 24a y 24b de abrazaderas en forma U con la porción 3 de cuadro posterior y la porción 2 de cuadro frontal colocadas en tándem para ajustar rígidamente las porciones 2 y 3 de cuadro frontal y posterior juntas. Las porciones 2 y 3 de cuadro frontal y posterior de este modo se ensamblan fácil y rígidamente juntas por tuercas y pernos como medios de interconexión rígidos. Las porciones 2 y 3 de cuadro pueden desmantelarse fácilmente al remover las tuercas y pernos. Las porciones 2 y 3 de cuadro frontal y posterior pueden ensamblarse juntas con otras disposiciones/procesos de sujeción tales como soldadura o remache, aunque la soldadura es menos preferible debido a los efectos de distorsión debido al calentamiento así como
el daño en superficie que puede presentarse. La Figura 18 representa el perfil de un conductor en la motocicleta con esta invención. Puede observarse que el ensamblaje de cuadro se divide en un punto bajo y hacia la parte posterior del punto de asiento del conductor. El conductor se sienta en la porción frontal de ensamblaje de cuadro; por lo tanto la porción frontal del ensamblaje de cuadro soporta la carga del conductor, el cual es un aspecto de la invención. La porción 2 de cuadro frontal del cuadro dividido como se ilustra en las Figuras 11 a 13 de los dibujos anexos es similar a aquellas de las Figuras 1 a 6 excepto que la primera incluye una caja 32 soldada a las secciones 33 y 34 de la porción 2 de cuadro frontal. El ensamblaje 16 de descanso para pies se monta en la caja 32 en las ubicaciones marcadas 16a, 16b, 16c y 16d. 13 es una ubicación de montaje para el soporte. La porción 3 de cuadro posterior ilustrada en las Figuras 7 a 9 se conecta a la porción 2 de cuadro frontal como se describe previamente. La porción 2 de cuadro frontal del cuadro dividido se ilustra en las Figuras 14 y 16 de los dibujos anexos que es similar a aquella de las Figuras 1 a 6 excepto que la primera incluye una caja 35 soldada al tubo 4 principal y las secciones 36a, 36b y 37. El motor se
monta en la caja en la ubicación 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h y 5i. El soporte para pies se monta en la caja en las ubicaciones 16a, 16b, 16c y 16d. 13a, 13b son ubicaciones de montaje para el soporte. La porción posterior del cuadro como se ilustra en las Figuras 7 a 9 se une a la porción frontal como se describe previamente. La Figura 17 ilustra el subensamblaje de cuadro posterior que comprende la porción 3 de cuadro posterior, la defensa 40 posterior, la lámpara 41 trasera, faros intermitentes 42 y la placa 43 del número del vehículo. La lámpara 41 trasera, los faros intermitentes 42 y la placa 43 de número del vehículo se montan en la defensa 40 posterior. La defensa 40 posterior a su vez se monta en el cuadro 3 posterior en ubicaciones marcadas en 22a, 22c y 22b, 22d. Este subensamblaje puede tomarse directamente en la línea de ensamblaje de vehículo y conectarse al ensamblaje de cuadro frontal. Las porciones 2 y 3 del cuadro de motocicleta de una motocicleta, como se ilustra en los dibujos, pueden ensamblarse fácilmente en la ubicación de ensamblaje de vehículo. Las porciones 2 y 3 de cuadro se consideran individualmente más pequeñas en tamaño cuando se comparan con todo el cuadro. Por lo tanto, durante la fabricación de las dos porciones de cuadro, se eliminan prácticamente las distorsiones y si aún se presentan distorsiones, serán
mínimas o sin importancia. Por lo tanto, la precisión de las dimensiones y tolerancias del cuadro se mantienen, evitando por consiguiente operaciones correctivas similares a reforzamiento de cuadro. El tipo de fabricación general de este modo se reduce. El cuadro 1 puede transportarse en el estado desensamblado desde un lugar a otro, por ejemplo, desde la ubicación de fabricación hasta la ubicación de ensamblaje de vehículo. Por lo tanto, es posible transportar los cuadros fácil y convenientemente y sin provocar daño/distorsiones. El ensamblaje/montaje de las partes en las porciones frontal y posterior del cuadro pueden hacerse en una ubicación diferente a la línea de ensamblaje de vehículos y solamente algunas partes necesitan ensamblarse en la línea de ensamblaje de vehículos. Esto incrementa la flexibilidad de la línea de producción y reduce el espacio y la capacidad de manejo de material requerido para el ensamblaje de vehículo. El tiempo para el ensamblaje de vehículo también se reduce. El cuadro 1 puede enviarse a largas distancias en el estado desensamblado con empaque reducido. El espacio y requerimientos de empaque para el envío y el costo del envío por lo tanto, se reducen. También es posible dar diferentes tipos de tratamiento de la superficie al cuadro en diferentes ubicaciones fácilmente y en una forma de costo efectivo.
Modificaciones y variaciones del cuadro de vehículo y métodos de fabricación de la presente invención pueden ser aparentes para el lector experimentado de esta descripción. Tales modificaciones y variaciones se interpretan dentro del alcance de la presente invención.