Chasis de vehículo.

Método de fabricación de un chasis para un vehículo, que comprende preparar una pluralidad de secciones tubulares (12,

14, 16, 18, 20, 22), cortar las secciones en longitudes determinadas, perfilar los extremos de las secciones, combar las secciones según sea necesario, unir los extremos de al menos algunas de las secciones directamente a otras secciones para crear la estructura de armazón (10) del chasis, formar una lámina (50) a partir de una pluralidad de secciones unidas mediante un método permitiendo una tolerancia posicional con una forma cóncava compuesta para actuar como el suelo (54) de un zona de carga posterior y los respaldos de asiento (58), los cojines de asiento (60) y los reposapiés (62) para los pasajeros dentro del vehículo, colocar la lámina (50) sobre el armazón (10), teniendo la lámina (50) recesos curvados (70, 72, 74, 76) formados para que se correspondan con secciones tubulares en el armazón (10), de manera que cada receso se curve alrededor de un tubo del armazón (10) para unirse al mismo y unir la lámina (50) al armazón (10) para reforzar el armazón (10) y para formar una única estructura de soporte de carga en la cual se pueden instalar el motor, el tren de rodaje, los embellecedores internos y externos, etc.

Chasis de vehículo Campo de la invención La presente invención proporciona un chasis de vehículo.

Técnica anterior No hace falta decir que el chasis es un componente crucial de un vehículo. Es el núcleo del vehículo en el que se sostienen todos los demás componentes ya sea directa o indirectamente. En última instancia es responsable de absorber y transmitir las fuerzas experimentadas por el vehículo; su rigidez determina (en gran medida) el comportamiento de conducción del vehículo y su comportamiento de deformación es un factor principal en la seguridad estructural a los choques del vehículo.

También es el componente individual más grande del vehículo y (además del motor, en algunos casos) el más pesado. Esto significa que los recursos necesarios para construir el chasis y su peso final serán una parte significativa de la huella ambiental del ciclo de vida del vehículo.

Por tanto, la reducción de peso y de las necesidades materiales del chasis darán lugar a beneficios en el rendimiento, economía de combustible y huella ambiental del vehículo. Sin embargo, esto se debe realizar sin afectar de manera adversa a la rigidez necesaria del chasis.

Históricamente, se ha construido un chasis de tipo escalera simple utilizando dos secciones longitudinales unidas por elementos transversales que (en efecto) proporcionaban los "peldaños" de la escalera. Las secciones longitudinales necesitaban ser de un calibre muy grande con el fin de proporcionar la resistencia necesaria. Esto dio como resultado un chasis que, por los estándares de hoy en día, es muy pesado e insuficientemente rígido en torsión. Sin embargo, fue muy fácil de producir en serie.

El uso de secciones longitudinales adicionales unidas por múltiples elementos transversales o particiones crea lo que normalmente se conoce como un chasis de bastidor tubular. Para vehículos fabricados en serie, sin embargo, éstas han sido descartadas ya que el tiempo requerido para la fabricación suele ser demasiado prolongado.

Aunque la rigidez de tal estructura es mayor que la de un chasis de tipo escalera, para proporcionar suficiente rigidez generalmente es necesario añadir elementos diagonales adicionales a la estructura de modo que se eviten los momentos de torsión y que todas las fuerzas sean absorbidas mediante compresión o tensión longitudinal de un elemento del bastidor. Una estructura de este tipo normalmente se conoce como bastidor espacial y es mucho más compleja para la producción en serie.

El documento US 3550948 describe una estructura de carrocería unitaria para un automóvil que consiste en unas secciones de carrocería superior e inferior formadas de material compuesto que juntas definen un espacio sustancialmente estanco y alojan un bastidor tubular de metal. Las secciones de carrocería superior e inferior se unen y se sellan entre sí y con el bastidor de manera que las partes de metal quedan completamente cubiertas y juntas definen la carrocería de vehículo además del bastidor de chasis. El documento US 3550948 describe en detalle un método para hacer un bastidor de chasis para un vehículo, comprendiendo el método preparar una pluralidad de secciones tubulares, combar las secciones según sea necesario, unir los extremos de al menos algunas de las secciones directamente a otras secciones para crear la estructura del armazón del bastidor de chasis de vehículo, formar una lámina con una forma cóncava compuesta para actuar como los respaldos de asiento, cojines de asiento y reposapiés para pasajeros dentro del vehículo, colocar la lámina sobre el armazón, teniendo la lámina recesos formados para que se correspondan con secciones tubulares en el armazón y para formar una única estructura de soporte de carga en la cual se pueden instalar el motor, el tren de rodaje, los embellecedores internos y externos, etc.

Por tanto, los vehículos modernos producidos en gran cantidad utilizan universalmente un chasis de acero prensado. El chasis se forma mediante una operación de prensado/estampado que implica una o más etapas. Esto produce un chasis de acero que tiene la rigidez necesaria, aunque es muy pesado y requiere mecanizado considerable para su producción. Las partes necesarias restantes de la estructura del vehículo se sueldan después por puntos al conjunto.

Las herramientas necesarias para formar el chasis son físicamente grandes, y por tanto se deben alojar en una instalación grande. Por tanto, un importante coste de material (con la huella ambiental consecuente) está asociado al chasis, a las herramientas y a la instalación, imponiendo el peso del chasis resultante una huella ambiental sustancial permanente como resultado del consecuente gasto energético del vehículo, e imponiendo el tamaño grande de la instalación una consecuente huella ambiental permanente en lo que se refiere a su calentamiento, su

iluminación, su mantenimiento, etcétera. La necesaria soldadura por puntos implica un consumo de energía significativo.

Resumen de la invención La presente invención pretende proporcionar un chasis .para un vehículo que combina la rigidez necesaria con suficiente velocidad de fabricación para permitir la producción en serie, aunque con una huella ambiental que es muy pequeña comparada con aquella de un chasis de acero prensado convencional.

Un chasis de acero prensado no puede cumplir estos requisitos por las razones expuestas anteriormente.

Un chasis de bastidor tubular convencional no puede cumplir el requisito que se refiere a la velocidad de fabricación. Para la producción en serie, buscamos un requisito de tiempo total del orden de 120 segundos por chasis; un chasis de bastidor tubular actual requiere la atención continua de un operario experimentado y por consiguiente es un proceso que lleva mucho tiempo.

Por tanto, proponemos un método para fabricar un chasis para un vehículo, que comprende preparar una pluralidad de secciones tubulares, cortar las secciones en longitudes determinadas, perfilar los extremos de las secciones, combar las secciones según sea necesario, unir los extremos de al menos algunas de las secciones directamente a otras secciones para crear la estructura de armazón del chasis, formar una lámina a partir de una pluralidad de secciones unidas mediante un método permitiendo una tolerancia posicional con una forma cóncava compuesta para actuar como el suelo de un zona de carga posterior y los respaldos de asiento, los cojines de asiento y los reposapiés para los pasajeros dentro del vehículo, colocar la lámina en el armazón, teniendo la lámina recesos curvados formados para que se correspondan con secciones tubulares en el armazón, de manera que cada receso se curve alrededor de un tubo del armazón para unirse al mismo y unir la lámina al armazón para reforzar el armazón y para formar una única estructura de soporte de carga en la cual se puedan instalar el motor, el tren de rodaje, los embellecedores internos y externos, etc. Con el uso de métodos de fabricación modernos, tales como corte con láser, combado CNC y soldadura controlada por ordenador, el tiempo de producción requerido para tal chasis se puede mantener dentro de nuestro objetivo de 120 segundos. Mientras tanto, la lámina unida al armazón actúa como una parte estructural del chasis y añade rigidez a la estructura como un todo que le permite alcanzar el grado de rigidez requerido.

Tal chasis también tiene una huella de carbono excepcionalmente baja. El uso de secciones tubulares (preferiblemente huecas) , que pueden ser de un material metálico tal como acero o aluminio, es mucho más económico en el uso de material que un chasis de acero prensado y se puede formar con herramientas significativamente más pequeñas que por consiguiente tienen (en sí mismas) una huella más pequeña. El espacio físico requerido para fabricar tal chasis también es mucho más pequeño, permitiendo una reducción de los costes de calentamiento, iluminación, fabricación y otros costes y de la huella de carbono de la instalación en la que se fabrican.

La lámina puede ser metálica, tal como aluminio o panal de aluminio, o puede ser un material compuesto. Varios materiales compuestos son adecuados, incluidos material compuesto de fibra de carbono, material compuesto de fibra de Kevlar, material compuesto de fibra de vidrio, y otros materiales compuestos tales como materiales compuestos de matriz de metal. Un material compuesto especialmente adecuado es uno que comprende un núcleo de un material y un revestimiento de un segundo material; núcleos adecuados incluyen materiales a base de papel y revestimientos adecuados incluyen materiales de plásticos reforzados con fibra.

La lámina no es plana debido a que esto permitirá un mayor grado de rigidez... [Seguir leyendo]

1. Método de fabricación de un chasis para un vehículo, que comprende preparar una pluralidad de secciones tubulares (12, 14, 16, 18, 20, 22) , cortar las secciones en longitudes determinadas, perfilar los extremos de las secciones, combar las secciones según sea necesario, unir los extremos de al menos algunas de las secciones directamente a otras secciones para crear la estructura de armazón (10) del chasis, formar una lámina (50) a partir de una pluralidad de secciones unidas mediante un método permitiendo una tolerancia posicional con una forma cóncava compuesta para actuar como el suelo (54) de un zona de carga posterior y los respaldos de asiento (58) , los cojines de asiento (60) y los reposapiés (62) para los pasajeros dentro del vehículo, colocar la lámina (50) sobre el armazón (10) , teniendo la lámina (50) recesos curvados (70, 72, 74, 76) formados para que se correspondan con secciones tubulares en el armazón (10) , de manera que cada receso se curve alrededor de un tubo del armazón (10) para unirse al mismo y unir la lámina (50) al armazón (10) para reforzar el armazón (10) y para formar una única estructura de soporte de carga en la cual se pueden instalar el motor, el tren de rodaje, los embellecedores internos y externos, etc.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los tubos (12, 14, 16, 18, 20, 22) se cortan mediante un proceso de corte con láser.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que los extremos de tubo se cortan y perfilan en la misma etapa.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los tubos se comban mediante un proceso de combado CNC.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los extremos de tubo se unen mediante un proceso de soldadura automático.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además, posteriormente, las etapas de empaquetar una pluralidad de armazones (10) en un único contenedor de envío, transportar el contenedor desde el emplazamiento en el que se llevan a cabo las etapas a un segundo emplazamiento, y además montar el vehículo en el segundo emplazamiento.

7. Chasis para un vehículo fabricado de acuerdo con el método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la lámina (50) es de un material compuesto que comprende un núcleo de un material y un revestimiento de un segundo material.

8. Chasis de acuerdo con la reivindicación 7, en el que las secciones tubulares (12, 14, 16, 18, 20, 22) son huecas.

9. Chasis de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que el núcleo es papel.

10. Chasis de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que el núcleo es un material termoplástico.

11. Chasis de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que el revestimiento es un material plástico reforzado con fibras.

12. Chasis de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, que comprende además un motor montado en el mismo.

13. Chasis de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el motor está montado en una cara inferior del chasis.

14. Vehículo que comprende un chasis de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13.