ITMI20071639A1

ITMI20071639A1 - Metodo di produzione di un autoveicolo ed autoveicolo cosi ottenuto

Info

Publication number: ITMI20071639A1
Application number: IT001639A
Authority: IT
Inventors: Marcello Gandini
Original assignee: Marcello Gandini
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2009-02-08
Also published as: EP2183148B1; ZA201000989B; PL2183148T3; US20100181801A1; WO2009024883A1; ATE549229T1; KR101334697B1; AU2008290294A1; AU2008290294B2; EP2183148A1; MY153524A; RU2010108166A; ES2385918T3; US9108692B2; CA2695895C; RU2460660C2; CA2695895A1; KR20100074122A

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo: “Metodo di produzione di un autoveicolo ed autoveicolo così ottenuto”

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un metodo di produzione di un autoveicolo ed autoveicolo così ottenuto, in particolare con carrozzeria in materiali compositi.

Stato della tecnica

Le strategie di marketing hanno imposto alle case produttrici di autoveicoli di entrare nel maggior numero di segmenti possibile. Importanti aziende produttrici di grandi auto di lusso hanno iniziato a produrre utilitarie e medie, seppur cercando di mantenere elevati gli standard produttivi e qualitativi.

I diversi settori produttivi, necessitano di soluzioni tecniche molto diverse, ad esempio, la struttura auto-portante di una utilitaria è molto diversa da quella di una piccola fuoristrada, così come lo è da una ammiraglia, etc.

Molte aziende tendono a stipulare accordi con concorrenti nello sviluppo di autoveicoli, in modo da ripartirsi i costi di progettazione e produzione delle parti comuni di auto del medesimo segmento.

Analogamente, alcuni costruttori sviluppano propulsori di una certa tipologia che andranno ad equipaggiare autoveicoli di aziende concorrenti con cui sono in atto patti commerciali.

E’ altresì noto che nell’ambito di un medesimo gruppo, un medesimo pianale viene condiviso da auto del medesimo segmento oppure di segmenti leggermente differenti, basti pensare ad una berlina ed alla sua versione familiare.

Di fatto però il concetto è quello di riciclare un medesimo elemento strutturale cooperante con ulteriori elementi strutturali, quali il tetto, la calandra, etc. a costituire un corpo unico e sufficientemente rigido.

Dunque i passi caratteristici della produzione di automobili consiste nell’assemblare una struttura portante caratteristica di una vettura appartenente ad un certo segmento a partire da un pianale, a mezzo di saldature ed elementi di collegamento. Successivamente, si inseriscono ulteriori elementi quali, per es., il propulsore e il cambio che vanno connessi tra loro e con detta struttura. In seguito si assiepano con tutto l'insieme ulteriori elementi.

Gli interni vengono lasciati per ultimi, anche per consentire il passaggio di cavi dall’anteriore al posteriore.

E’ dunque evidente che un primo inconveniente dell’attuale modo di concepire e produrre le automobili discende dal fatto di riutilizzare solo una piccola porzione della struttura auto-portante di un autoveicolo per produrne ulteriori del medesimo segmento. Un altro inconveniente dipende dal fatto che l’assemblaggio degli interni dell’auto costringa operai e bracci robotizzati ad entrare nella struttura, per es. da un accesso laterale per assemblare modanature, rivestimenti, tappezzerie, etc.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo di produzione di autoveicoli che consente di abbattere sia i costi di progettazione e produzione di elementi comuni, sia i costi di assemblaggio dei veicoli. Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di fornire un autoveicoli appartenenti a diversi segmenti condividenti un elemento strutturale che da solo risulta auto-portante

La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un metodo di produzione di autoveicoli formati principalmente da elementi di carrozzeria, elementi interni ed organi meccanici, che comprende i seguenti passi:

si predispone un elemento strutturale inferiore auto-portante, definente almeno il fondo dell’abitacolo di un veicolo a cui connettere organi meccanici, elementi formanti la carrozzeria ed elementi costituenti gli interni;

si predispone in modo indipendente uno o più di detti elementi di carrozzeria intercambiabili definenti il segmento di appartenenza del veicolo;

si predispone in modo indipendente uno o più di detti elementi meccanici definenti le prestazioni del veicolo in relazione al segmento di appartenenza;

si predispone in modo indipendente uno o più di detti elementi formanti gli interni del veicolo, in relazione al segmento ed alla fascia di prezzo di appartenenza del veicolo;

si assemblano detti uno o più elementi di carrozzeria, elementi meccanici ed elementi interni a detto elemento strutturale inferiore autoportante con un ordine di sequenza qualunque.

Secondo un aspetto dell’invenzione, l’elemento strutturale inferiore auto-portante è predisposto all’origine con una dotazione di componenti interni, detti componenti interni potendo essere già prestampati in blocco unico strutturale, e risultare già pigmentati nel colore desiderato. Secondo un altro aspetto dell’invenzione, detto dispositivo trova facile applicazione quando si intende produrre veicoli appartenenti a molti segmenti commerciali diversi pur limitando gli investimenti, poiché la differenziazione di produzione si limiterebbe esclusivamente a detti set di elementi di carrozzeria quali l’eventuale tetto, il parabrezza, le eventuali portiere, la calandra, etc. e ad alcuni organi meccanici quali le sospensioni, il cambio, il propulsore, la trasmissione e le ruote.

Vantaggiosamente risulta possibile realizzare, a partire da un solo elemento strutturale inferiore, auto appartenenti a segmenti diversi, per es., fuoristrada, auto sportive, utilitarie, auto furgonate, etc.

In particolare, detto elemento si definisce auto-portante, nel senso che ad esso vengono connessi direttamente o indirettamente i principali organi meccanici, senza che vengano coinvolti ulteriori elementi strutturali. Ulteriormente, si rende possibile assemblare gli elementi formanti gli interni prima di aver montato un set di elementi di carrozzeria, per es., si può assemblare il cruscotto, prima di aver montato i montanti del parabrezza ed il tetto, in modo da evitare che operai o bracci meccanici abbiano un accesso limitato e scomodo al veicolo.

Detti elementi formanti gli interni possono essere integrati aH’origine in detto elemento strutturale inferiore auto-portante, riducendo drasticamente il numero di fasi produttive.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dell'invenzione.

Breve descrizione delle Figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un veicolo frutto dell’applicazione del metodo di produzione oggetto della presente invenzione, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Fig. 1 raffigura un elemento inferiore 1, che si caratterizza per il fatto di essere auto-portante ed atto ad essere assemblato con diversi set di elementi definenti la carrozzeria del veicolo e di conseguenza il segmento di appartenenza;

la Fig. 2 raffigura una esecuzione preferita di detto elemento che è esso stesso ottenuto dall’assemblaggio di porzioni;

la Fig. 3 riporta esempi di elementi di carrozzeria appartenenti a diversi set di elementi;

la Fig. 4 riporta alcune esecuzioni preferite di veicoli ottenute a partire da detto medesimo elemento inferiore 1 , a cui vengono applicati diversi set di elementi meccanici, di carrozzeria e di interni.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione

Il procedimento conforme alla presente invenzione comprende una fase di progettazione di un elemento strutturale inferiore autoportante, già dotato di molti componenti interni, a cui si assemblano successivamente ed in ordine qualunque gli elementi meccanici, quali il cambio, trasmissione e propulsore, altri elementi interni, e gli elementi di carrozzeria. In particolare l’elemento strutturale inferiore autoportante può essere già predisposto aH’origine con una dotazione di componenti interni, quali ad esempio cruscotto, pannelli porta-oggetti, elementi di insonorizzazione, ecc..., che addirittura possono essere già prestampati in blocco unico strutturale, e che risultano già pigmentati nel colore desiderato, evitando quindi fasi successive di fabbricazione, quali quelle di montaggio, verniciatura o trattamento anticorrosione, ecc . caratteristiche dei procedimenti tradizionali a base di metallo portante.

Altri elementi interni, quali ad esempio i sedili, le tappezzerie, possono essere inseriti successivamente.

Detti elementi di carrozzeria possono far variare anche sensibilmente le forme, dimensioni e funzionalità del veicolo che formano.

Ponendo in atto detto metodo, si può ottenere a titolo di esempio, un elemento inferiore come quello di fig.1.

Questo può essere, a sua volta, formato da porzioni realizzate separatamente e poi assemblate per esigenze di fabbricazione, così come mostrato in fig. 2, in cui un elemento centrale 1.1 viene completato su ciascun lato da un carter laterale dei quali è mostrato solo quello destro 1.2. Le varie parti possono essere unite tra loro con tecniche di per sé note, come ad esempio incollaggio, avvitamento, o saldatura ad ultrasuoni.

Il materiale utilizzato per detta realizzazione preferita, in particolare per l’elemento strutturale inferiore autoportante, e per i componenti interni di cui risulta già dotato, è un materiale plastico composito, cavo, in cui può venire iniettata una schiuma.

Il materiale plastico composito può essere una mescola di ABS e policarbonato, eventualmente caricato con fibra di vetro, iniettata nella mescola a scopo di rinforzo di alcune parti più soggette a sollecitazione. La schiuma può essere poliuretano e può assumere una doppia funzionalità: insonorizza il veicolo e gli conferisce ulteriore rigidità.

Vantaggiosamente, in relazione alla tipologia del veicolo, alla massa complessiva, dipendente anche dal set di organi meccanici adoperati, e alla destinazione d’uso del veicolo, si può variare la densità di detta schiuma ottenendosi una maggiore od minore rigidità e/o in sonorizzazione dell’unico elemento portante cioè del detto elemento inferiore 1. Nelle figure 1 e 2 si evidenzia la forma di detto elemento inferiore, conformato a vasca, in cui, oltre ai diversi montanti e longheroni di rinforzo sono visibili due aperture 1.3, simmetriche rispetto alla mezzeria dell'elemento, atte ad accogliere la pedaliera di comando del veicolo, in modo da poter prevedere indifferentemente la guida a destra ed a sinistra.

Nella figura 3 sono riportati alcuni elementi formanti la carrozzeria che possono essere montati su detto elemento inferiore 1, in relazione al segmento di riferimento del veicolo da realizzarsi.

In particolare l’elemento 4 rappresenta una copertura superiore comprensiva di tetto 4.1, montanti 4.4, parabrezza 4.2, roll bar 4.3 e codino 4.5.

Detta copertura può essere assemblata separatamente dal restante veicolo e sovrapposta ad esso dopo che sono già stati connessi al veicolo gli elementi formanti gli interni.

Quando si intende realizzare un veicolo, per es., furgonato, un cassone 5, munito o meno di superfici vetrate, viene preferito a detto codino 4.5, per es., come quello riportato in figura, che si raccorda perfettamente con detta copertura superiore 4.

Quando invece si vuole ottenere un veicolo detto pick-up viene montato l’elemento 6 in sostituzione di detto elemento 5 che, insieme a detto elemento inferiore 1 , forma un cassone aperto per il carico, di merci, etc. In tal caso

Un’ulteriore alternativa è quella di completare la parte posteriore del veicolo con un baule 7, simile a quello in figura.

Nel caso il veicolo non venga ulteriormente allungato per l’uso di elementi come il 5 ed il 6, si completa il veicolo con un paraurti 8 di tipo corto, altrimenti si predispone un paraurti che, pur risultando intercambiale rispetto al tipo corto, ne risulta più lungo longitudinalmente, per meglio accoppiarsi a detti elementi 5 o 6.

In figura 4 vengono riportate, a titolo di esempio, alcune versioni di veicoli appartenenti a diversi segmenti, nei quali risulta sempre riconoscibile l’elemento inferiore 1.

L’eventuale necessità di variare il passo del veicolo può essere risolta utilizzando ruote di diametro diverso.

Per quello che concerne la meccanica, al fine di rendere possibile, l’abbinamento di diverse soluzioni tecnologiche, le parti meccaniche vengono connesse a detto elemento inferiore 1 a mezzo di controtelai. Questi dunque fungono da interfaccia con detto elemento inferiore 1 , nel senso che i mezzi di connessione, per es, incastri e fori tra detti controtelai e l’elemento inferiore 1 restano costanti indipendentemente da forma, numero e disposizione dei mezzi di connessione tra detti controtelai e gli organi meccanici relativi.

In particolare, risulta particolarmente vantaggioso predisporre opportune dime per consentire l’assemblaggio asincrono delle parti meccaniche, il cui insieme preassemblato viene connesso a detto elemento inferiore 1 a mezzo di detti controtelai.

In definitiva, si rende possibile, a mezzo del procedimento su esposto, realizzare un veicolo con le caratteristiche e le fattezze adatte ai vari mercati in pochissimo tempo, anche perché può non rendersi necessaria la verniciatura della carrozzeria, se già in materiale composito pigmentato, minimizzando gli investimenti che le case costruttrici sono costrette a effettuare per soddisfare in tempi brevi le richieste della clientela.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, detti elementi costituenti la carrozzeria possono essere anch’essi realizzati in materiale composito, per es., già pigmentato, e connessi a detto elemento inferiore 1 a mezzo di collanti oppure a mezzo di incastri e/o organi di collegamento quali viti, bulloni, etc.

In tal modo si ottiene un veicolo il cui guscio e la struttura portante è interamente in materiale composito, con un ulteriore abbattimento dei costi connesso alla facilitata esecuzione di varie fasi del processo produttivo, aggregabili assieme in un'unica fase.

Non è necessario fornire ulteriori dettagli sul procedimento di fabbricazione, in quanto il tecnico del ramo può applicare procedure e macchinari noti per la realizzazione delle varie fasi del procedimento, una volta noto quanto qui descritto.

I modi particolari di realizzazione qui descritti non limitano il contenuto di questa domanda che copre tutte le varianti dell’invenzione definite dalle rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di produzione di autoveicoli formati principalmente da elementi di carrozzeria, elementi interni ed organi meccanici, che comprende i seguenti passi: si predispone un elemento strutturale inferiore auto-portante, definente almeno il fondo dell’abitacolo di un veicolo a cui connettere organi meccanici, elementi formanti la carrozzeria ed elementi costituenti gli interni; si predispone in modo indipendente uno o più di detti elementi di carrozzeria intercambiabili definenti il segmento di appartenenza del veicolo; si predispone in modo indipendente uno o più di detti elementi meccanici definenti le prestazioni del veicolo in relazione al segmento di appartenenza; si predispone in modo indipendente uno o più di detti elementi formanti gli interni del veicolo, in relazione al segmento ed alla fascia di prezzo di appartenenza del veicolo; si assemblano detti uno o più elementi di carrozzeria, elementi meccanici ed elementi interni a detto elemento strutturale inferiore autoportante con un ordine di sequenza qualunque.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento strutturale inferiore auto-portante è predisposto all’origine con una dotazione di componenti interni, detti componenti interni potendo essere già prestampati in blocco unico strutturale, e risultare già pigmentati nel colore desiderato.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, ulteriormente munito di una fase di assemblaggio di un veicolo.
4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui a detta fase di assemblaggio si predispone in modo parallelo il preassemblaggio tra loro di alcuni organi meccanici separatamente dal restante assieme.
5. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui a detta fase di assemblaggio si predispone in modo parallelo il preassemblaggio tra loro di alcuni elementi di carrozzeria separatamente dal restante assieme.
6. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui detto assemblaggio viene effettuato a seguito di un’ulteriore fase di predisposizione di organi di assiematura quali, fori, viti e/o incastri.
7. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui detto assemblaggio viene effettuato a seguito di un’ulteriore fase di predisposizione di incastri e/o collanti.
8. Metodo secondo la rivendicazione 1 , ulteriormente comprendente una fase in cui si predispongono dime atte ad agevolare il preassemblaggio di insiemi meccanici e/o di carrozzeria e/o di interni.
9. Metodo secondo la rivendicazione 1, ulteriormente comprendente una fase di predisposizione di controtelai atti a consentire l’assiematura di diverse tipologie di mezzi meccanici al medesimo elemento inferiore.
10. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui si predispongono pneumatici di diametro diverso, al fine di variare il passo del veicolo assemblato.
11. Metodo di irrigidimento di detto elemento strutturale inferiore autoportante, come nella rivendicazione 1, che comprende una fase di inie zione, nelle cavità interne, di una schiuma di densità variabile in relazione alle caratteristiche meccaniche che si intendono ottenere da detto elemento.
12. Metodo di insonorizzazione di detto elemento strutturale inferiore auto-portante, come nella rivendicazione 1 , comprendente una fase di iniezione, nelle cavità interne, di una schiuma di densità variabile in relazione alle caratteristiche meccanico-vibrazionali degli organi meccanici ad esso accoppiati direttamente o meno.
13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento strutturale inferiore auto-portante è in materiale plastico composito, preferibilmente una mescola di ABS e policarbonato, eventualmente caricato con fibra di vetro, iniettata nella mescola a scopo di rinforzo di alcune parti più soggette a sollecitazione.
14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta schiuma è poliuretano.
15. Veicolo ottenuto con il metodo di produzione secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni.
16. Veicolo secondo la rivendicazione 15, in cui un elemento inferiore, l’unico portante, è in materiale composito cavo.
17. Veicolo secondo la rivendicazione 15, in cui gli elementi di carrozzeria sono in materiale composito.
18. Veicolo secondo la rivendicazione 16 o 17, in cui detto materiale composito è pigmentato. (BOR/pd)