ES2325081T3 - Chasis para un vehiculo motorizado. - Google Patents

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Abstract

Chasis para un vehículo industrial motorizado del tipo camión de mercancías pesadas formado por una parte delantera (2) y una parte trasera (3) - la parte delantera (2) es capaz en particular de recibir al menos una unidad de medios de propulsión (19, 20), y un sistema de eje, y - la parte trasera (3) tiene al menos un sistema de eje capaz de recibir una carga o medios de acoplamiento, caracterizado porque dicho chasis está divido en partes separadas delantera (2) y trasera (3) unidas la una con la otra, en el que la parte trasera (3) comprende dos raíles de bastidor paralelos (18), y la parte delantera (2) comprende dos armazones (5) situados respectivamente en la prolongación de uno de los raíles de bastidor (18), siendo capaz cada armazón de tener al menos una parte conformada, estando formado cada armazón (5) por al menos dos vigas (6) unidas entre sí por una pluralidad de postes (7).

Description

Chasis para un vehículo motorizado.
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a un chasis de un vehículo y, más concretamente de un vehículo industrial del tipo camión de mercancías pesadas, es decir un vehículo motorizado previsto para tirar o transportar una carga.
Antecedentes tecnológicos
(Como preliminar, se indica que se hará referencia de aquí en adelante al sistema de referencia XYZ en relación al centro de gravedad del vehículo en el cual X es el eje longitudinal, Y es el eje transversal y Z es el eje vertical).
El chasis de un vehículo es una estructura de metal que sostiene componentes mecánicos (motor, caja de cambios, dirección, sistema de eje, depósito, etc.), una cabina y donde sea necesario una carrocería.
En el caso de un vehículo industrial del tipo camión de mercancías pesadas, el chasis normalmente consiste en dos raíles de bastidor conectados entre sí mediante travesaños. En la forma convencional, cada raíl de bastidor consiste en una sección de lámina metálica con forma de C, formada por un alma desde la cual se prolongan dos rebordes. Estas secciones en forma de C tienen un módulo de inercia considerable.
A pesar de que este fundamento para producir un chasis de camión, es satisfactorio desde el punto de vista de la sencillez, no es satisfactorio desde otros puntos de vista.
En el campo de los camiones, se observa que las tendencias apuntan hacia, entre otras cosas:
- incrementar la potencia mediante motores más grandes,
- incorporar dispositivos de seguridad en caso de accidentes, del tipo de dispositivo anti-empotramiento.
Para el chasis, fundamentalmente en relación a su parte delantera, esto implica la obligación de ajustarse a estos nuevos requisitos.
Debería indicarse que la tecnología actual que utiliza un chasis formado por dos raíles de bastidor que se mantienen juntos transversalmente, dificulta cumplir con estos requisitos.
El propio fundamento del chasis con raíles de bastidor se base en el hecho de que cada raíl de bastidor se comporta como una viga y, gracias a su inercia, proporciona al chasis la rigidez requerida. El comportamiento de los raíles de bastidor es en consecuencia óptimo cuando son rectilíneos y mantienen su integridad estructural.
Para cumplir con los requisitos anteriormente citados, puede ser necesario curvar los raíles de bastidor para separarlos entre sí o hacer aberturas en los raíles de bastidor. Estos daños en los raíles de bastidor son del todo perjudiciales para su comportamiento y, al final, perjudica las características de rigidez mecánica de todo el chasis.
Debido a la inadaptación estructural de los chasis actuales que impide a sus arquitecturas ser modificadas, hay en consecuencia lugar para la mejora de los chasis de los vehículos industriales del tipo camión de mercancías pesadas.
En el documento US-2004/0062620, se describe un chasis con dos partes. Una primera parte que comprende dos raíles longitudinales que portan todos los ejes del vehículo. La segunda parte es un armazón que tiene el objetivo principal de sostener una carrocería. El armazón no porta ningún eje.
En el documento US-6.820.900, el chasis del vehículo industrial tiene dos partes. La parte delantera es un elemento tubular central hecho de una lámina metálica corrugada, ubicado alrededor de bastidores cuadrados uniformemente separados. La parte trasera del chasis es un bastidor cuadrilátero que se extiende en la prolongación de la parte delantera.
Descripción de la invención
Un objeto de la invención es plantear un chasis de vehículo industrial motorizado que ofrece un espacio incrementado para el alojamiento de elementos mecánicos.
Un objeto adicional de la invención es plantear un chasis de vehículo motorizado que incorpora funciones de interconexión con elementos mecánicos y que ofrece un mejor reconocimiento de las funciones de modularización.
Un objeto adicional de la invención es plantear un chasis de vehículo motorizado con una rigidez estática y dinámica multi-eje mejorada.
La invención en consecuencia, se refiere a un chasis para un vehículo industrial motorizado formado por una parte delantera conectada funcionalmente a una parte posterior. La parte delantera es capaz concretamente, de recibir al menos uno de los elementos del grupo que comprende una unidad de medios de propulsión, un sistema de dirección, un sistema de refrigeración, una cabina y un sistema de eje, y una parte trasera con al menos un sistema de eje capaz de recibir una carga o medios de acoplamiento. La parte posterior comprende dos raíles de bastidor paralelos. La parte delantera comprende dos armazones situados respectivamente en la prolongación de uno de los raíles de bastidor, siendo capaz cada armazón de tener al menos una parte modelada. La parte delantera hecha de armazones, puede estar formada o modelada según los requisitos de la arquitectura de la parte delantera. El chasis según la invención puede alojar en consecuencia grandes componentes, concretamente puede alojar componentes de un gran motor y de una gran refrigeración. En otras palabras, la parte delantera del chasis puede ajustarse geométricamente mediante conformado plástico al, entre otras cosas, tamaño de los componentes funcionales que normalmente se encuentran en un vehículo industrial sin ninguna pérdida de propiedades mecánicas del chasis.
En una realización preferida, cada armazón está formado por al menos dos vigas unidas entre sí por una pluralidad de postes, estando unidos entre sí los dos armazones por al menos una viga transversal.
En una posible realización ventajosa de la invención, al menos uno de los armazones puede estar conformado en al menos una zona para conferir al chasis una anchura variable, que, sin dañar las propiedades mecánicas del chasis, permite al chasis adaptarse a los requisitos locales de la arquitectura del vehículo.
Cabe señalar, que según una de las realizaciones de este chasis, se prevé que cada armazón pueda tener una parte conformada a lo largo de una doble curva para incrementar la anchura del chasis, haciendo posible esta disposición el alojar elementos mecánicos del vehículo tales como componentes del motor o refrigeración con una dimensión transversal considerable.
Según ciertos requisitos de la arquitectura, se puede prever que al menos una de las vigas de un armazón pueda tener una desviación transversal. Puede ser la viga superior o la viga inferior de un armazón.
Más concretamente, la desviación puede dirigirse hacia el interior del chasis, que hace posible concretamente reservar un área a fin de evitar un conflicto entre una rueda y el chasis cuando se gira la rueda.
En una realización del chasis, los armazones pueden conectarse mediante varias vigas transversales y se prevé entonces que al menos dos vigas transversales adyacentes puedan unirse entre sí por al menos una viga transversal sensiblemente longitudinal.
En cuanto a la unión entre la parte delantera y la parte trasera del chasis, una posibilidad es que cada raíl de bastidor pueda estar dotado de una pluralidad de orificios y cada armazón pueda estar dotado de una pluralidad de orificios correspondientes, la unión de un armazón a un raíl de bastidor se realiza introduciéndose un pasador en cada uno de los respectivos orificios de un raíl de bastidor y del armazón.
Ventajosamente, y para asegurar una continuidad entre la parte delantera y la parte trasera del chasis, la altura de un armazón es sensiblemente igual a la altura del raíl de bastidor al cuál está unido.
Una realización particularmente ventajosa del chasis dispone que cada armazón pueda comprender dos secciones de metal de sección transversal sensiblemente cuadrada unidas entre sí mediante postes. Una sección cuadrada tiene la ventaja de mostrar una simetría a lo largo del eje transversal Y y del eje vertical Z, mientras se presentan superficies planas que permiten el alojamiento y la sujeción de elementos mecánicos.
Según una posibilidad, al menos una de las secciones cuadradas tiene una guía de deslizamiento en al menos una de sus caras, pero preferentemente cada cara de las secciones cuadradas presenta en sus cuatro caras, una guía de deslizamiento capaz de recibir una tuerca, una cabeza de perno o un remache. Estas disposiciones tienen, como ventaja, el hecho de colocar medios de unión en los armazones mediante los cuales un componente funcional del vehículo puede sujetarse al chasis.
Para permitir la introducción de tuercas o cabezas de perno en una guía de deslizamiento, puede dotarse de una ampliación en ciertos puntos.
En una realización, los dos armazones pueden conectarse mediante dos vigas transversales, recibiendo las fijaciones de la suspensión del motor.
Un punto importante es que la invención puede utilizarse para prescindir de la interconexión entre el chasis y el componente funcional del vehículo, así de este modo, por ejemplo:
- el sistema de refrigeración puede unirse directamente al extremo de los dos armazones,
- al menos uno de los armazones puede recibir directamente un sistema de remolque,
- al menos uno de los armazones puede sostener directamente el sistema de dirección.
La invención dispone además que al menos uno de los armazones de la parte delantera pueda alargarse por una prolongación, una prolongación de la parte delantera del chasis que es capaz de servir como una interconexión con el componente funcional vehicular.
Según una posible realización, la prolongación puede estar unida a la viga inferior de un armazón y está formada por dos vigas conformadas hacia el exterior conectadas por montantes.
En esencia, la invención reside en la combinación de una parte posterior que consiste en raíles de bastidor y en consecuencia, bien adaptado a soportar cargas transportadas o estiradas y una parte delantera como un armazón que puede estar conformada o modelada concretamente mediante desviación plástica sin que las propiedades mecánicas, concretamente en términos de absorción de fuerza, se vean afectadas. Esta ventaja es considerable en relación al chasis convencional que consiste en raíles de bastidor cuya geometría es sensiblemente fija.
El chasis según la invención ofrece la posibilidad, sin dañar la rigidez, de ensanchar el chasis en su parte delantera a fin de, en concreto, de recibir elementos de refrigeración dimensionados para motores de gran potencia.
Cabe señalar además que el chasis según la invención ofrece la posibilidad, sin dañar la rigidez, de crear en el chasis áreas reservadas haciendo posible por ejemplo evitar un conflicto entre una rueda y el chasis, cuando se gira la rueda.
La modularidad se debe al hecho de que el chasis puede dividirse en una parte delantera separada y una parte trasera que puede conectarse dependiendo del objetivo de un vehículo.
Desde el punto de vista de la fabricación, es posible tener una parte delantera del chasis como un armazón sobre el cuál varios tipos de partes traseras pueden unirse.
El chasis tiene además el servicio de presentar un ajuste de la altura libre al suelo de la parte trasera en relación a la parte delantera, mediante la actuación sobre la altura a la cual se unen los armazones a los raíles de bastidor.
Como corolario, el chasis tiene una masa inferior y una rigidez mayor que un chasis convencional.
Con las mismas masas, la ganancia en rigidez a la torsión estática es del 100%, mientras que la ganancia en rigidez a la torsión dinámica y a la flexión son respectivamente del 20% y del 100%. Estas son ganancias extremadamente sensibles cuyos beneficios en términos de confort, comportamiento y acústica son considerables.
Estas y otras ventajas resultarán evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción en vista de los dibujos adjuntos a la misma representando, como un ejemplo no limitativo, una realización de un chasis según la invención.
Breve descripción de las figuras
La siguiente descripción detallada de realizaciones de la invención tiene una mejor comprensión cuando se lee conjuntamente con los dibujos adjuntos, comprendiendo, sin embargo, que la invención no se limita a las realizaciones específicas que se describen. En los dibujos:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una parte delantera de un chasis según la invención,
la Figura 2 es una vista en planta de esta parte delantera,
la Figura 3 es una vista frontal de la parte delantera,
la Figura 4 es una vista en planta del chasis, según la invención, que incorpora cierto elemento funcional vehicular de un vehículo industrial,
la Figura 5 es una vista frontal del chasis,
la Figura 6 es una vista lateral del chasis,
la Figura 7 es una sección transversal de una viga que forma la parte delantera,
la Figura 8 es una vista de la unión entre la parte delantera y la parte trasera del chasis,
Descripción detallada de la invención
Como muestran las figuras, el chasis 1 según la invención consiste en la combinación de una parte delantera 2 y una parte trasera 3.
Inicialmente, se hará una descripción de la parte delantera 2 del chasis refiriéndose más concretamente a las Figuras 1 a 3 que muestran esta parte desde distintos ángulos.
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Refiriéndose ante todo a la Figura 1, puede verse que la parte delantera 2 del chasis comprende dos armazones 5. Cada uno de esto armazones 5 está formado por dos vigas superpuestas 6 que están unidas entre sí mediante varios postes 7. En el ejemplo mostrado, los postes 7 se distribuyen sensiblemente de forma equidistante entre las vigas 6. Las vigas 6, como los postes 7, están convenientemente hechas de secciones de acero y se montan por ejemplo mediante soldadura para formar los armazones 5.
La Figura 2 muestra un punto muy específico del chasis según la invención. Como muestra esta figura, cada uno de los armazones 5 puede conformarse tal que la anchura de la parte delantera 2 del chasis cambia. En el ejemplo que se ilustra, cada uno de los armazones 5 tiene una zona 8 de desviación plástica que puede obtenerse mediante dos curvas sucesivas de concavidad opuesta. Las zonas desviadas 8 de cada uno de los armazones 5 pueden ser simétricas en relación al eje longitudinal del chasis tal que, como se muestra claramente en la Figura 2, la parte delantera 2 del chasis tiene dos anchuras significativamente distintas. Cabría señalar que sólo uno de los armazones 5 puede desviarse y dentro de uno de los armazones 5, sólo una de las vigas 6 puede desviarse según un requerimiento local de la arquitectura. En lo que concierne a la geometría de las vigas, está previsto que tengan una sección cuadrada.
En la dirección transversal, los dos armazones 5 pueden conectarse mediante tres vigas transversales 9. Cabe señalar que las dos vigas 9 en el extremo posterior están conectadas entre sí mediante un elemento longitudinal en forma de cruz 22. Las vigas transversales 9 están convenientemente unidas a los armazones 5 mediante soldadura.
En una forma muy específica de la parte delantera 2 del chasis según la invención, cabe señalar que los dos armazones 5 pueden estar dotados con una prolongación 10.
En el ejemplo mostrado, cada una de las prolongaciones 10 tiene la misma estructura. Cada una de ellas comprende dos vigas conformadas hacia el exterior, a saber, una viga superior 11 y una viga inferior 12, conectadas la una con la otra mediante tres montantes verticales 14. La viga inferior 12 se cierra mediante una barra longitudinal 13. Un importante punto a señalar es que cada una de las prolongaciones 10 puede unirse directamente a los armazones 5; en el ejemplo mostrado, la unión se realiza en la parte superior de cada uno de los armazones 5. Las prolongaciones 10 pueden estar hechas de los mismos materiales que los armazones 5; las vigas 11 y 12 pueden consistir en las mismas secciones que las vigas 6 de los armazones 5 y los montantes 14 consisten en las mismas secciones que los postes 7. Hay de este modo, una continuidad estructural entre los armazones 5 y las prolongaciones 10.
Otro punto en relación a las prolongaciones 10 es que éstas pueden estar conectadas mediante una barra transversal 16, que puede formar los cuartos medios de conexión transversal de la parte delantera 2 del chasis.
La Figura 3 ilustra de forma clara el hecho de que las vigas transversales 9 y 22 se flexionan hacia abajo en este ejemplo para alojar un motor de gran potencia.
Se hace referencia más concretamente a las Figuras 4 a 6 que muestran el chasis en su parte delantera 2 y parte posterior 3. Cabe señalar que el extremo posterior 3 no está completamente ilustrado en los dibujos; esta parte puede ser de varias longitudes dependiendo de que el vehículo sea un camión o una tractora.
La parte delantera 2 del chasis está prevista para alojar una unidad de medios de propulsión con todos sus componentes (por ejemplo sistema de refrigeración, medios de dirección, etc.) y está unida a dos raíles de bastidor 18 que constituyen la parte trasera 3 del chasis.
En el ejemplo ilustrado, los raíles de bastidor 18 tienen convenientemente la forma de sección en C, cada una consiste en un alma 30 y de dos rebordes perpendiculares 31, estando los rebordes perpendiculares 31 dirigidos hacia el interior del chasis en el ejemplo ilustrado. Las figuras no muestran el sistema de eje trasero o sistemas de eje, pero queda claro que puede ser cualquier vehículo de transporte o para estirar. Los raíles de bastidor 18 pueden ser contornos con varias secciones transversales tales como por ejemplo secciones en I, secciones en U, secciones en T o secciones en Z.
La unión de la parte delantera 2 y la parte trasera 3 del chasis se tiene que producir cuidadosamente a fin de permitir una transmisión de las fuerzas entre estas dos partes.
En referencia a la Figura 4, se puede ver que los raíles de bastidor 18 puede acoplarse en los armazones 5 tal que, la cara externa del alma de cada raíl de bastidor 18 se apoya contra la cara interna de cada una de las vigas.
En el ejemplo mostrado, como se ve en la Figura 7, las vigas 5 pueden tener guías de deslizamiento 20 con forma sensiblemente de cola de milano. La Figura 8 muestra que los pernos 32 pueden acoplarse a las guías de deslizamiento 20 dispuestas en la viga 5 mientras que los orificios 33 están hechos en el alma 30 de los raíles de bastidor 18. Estos orificios 33 permiten que los pernos 32 atraviesen, los cuales se atornillan en las tuercas 34 situadas en las vigas. En el presente caso mostrado en la Figura 8, se prevé que se dispongan ocho pernos para cada viga, son un total de treinta dos pernos para el conjunto de la parte delantera y de la parte trasera del chasis. Naturalmente, este número puede variar según la dimensión y la masa del chasis.
La Figura 4, que muestra el chasis en una vista desde arriba, que incorpora la unidad de medios de propulsión 19 con su sistema de eje delantero, esquematizado mediante un bloque, representa el motor sostenido mediante dos vigas 9. Estas dos vigas 9 reciben, para este objetivo, apoyos para unir el motor.
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También está esquematizada una caja de cambios y se sostiene mediante dos vigas transversales 9 conectadas mediante el elemento longitudinal con forma de cruz 8.
En el extremo libre de su parte delantera 2, el chasis puede incorporar un componente de refrigeración 21 del motor. El componente de refrigeración 21, que es de gran tamaño, se encuentra en la parte más amplia del chasis.
La Figura 4 ilustra claramente una ventaja muy significativa de la invención. Si, empezando con la Figura 4, los raíles de bastidor 18 se extienden hacia el frontal del vehículo en el modo de un chasis convencional, puede verse que los raíles de bastidor serían incapaces de alojar el componente de refrigeración de gran tamaño 21 tal como muestran estos.
Como se muestra claramente en la Figura 5, el componente de refrigeración 21 es accesible directamente, lo cual en el contexto del funcionamiento de un servicio post venta, es extremadamente positivo.
Por lo que respecta a las prolongaciones 10, pueden tener varias funciones, tales como apoyo para el amortiguador para sostener la cabina y escalón para entrar a la cabina. El último punto es de valor ya que las prolongaciones pueden descender junto al suelo y de este modo, en el extremo, facilita el acceso a la cabina.
De este modo la invención dispone un chasis con las numerosas ventajas anteriormente citadas, concretamente posible producción de la parte delantera, rigidez y modularidad incrementadas.

Claims (20)

1. Chasis para un vehículo industrial motorizado del tipo camión de mercancías pesadas formado por una parte delantera (2) y una parte trasera (3)
- la parte delantera (2) es capaz en particular de recibir al menos una unidad de medios de propulsión (19, 20), y un sistema de eje, y
- la parte trasera (3) tiene al menos un sistema de eje capaz de recibir una carga o medios de acoplamiento,
caracterizado porque dicho chasis está divido en partes separadas delantera (2) y trasera (3) unidas la una con la otra, en el que la parte trasera (3) comprende dos raíles de bastidor paralelos (18), y la parte delantera (2) comprende dos armazones (5) situados respectivamente en la prolongación de uno de los raíles de bastidor (18), siendo capaz cada armazón de tener al menos una parte conformada, estando formado cada armazón (5) por al menos dos vigas (6) unidas entre sí por una pluralidad de postes (7).
2. Chasis para vehículo motorizado según la reivindicación 1, caracterizado porque los dos armazones (5) están unidos entre sí al menos mediante una viga transversal (9).
3. Chasis para vehículo motorizado según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque al menos uno de los armazones (5) está conformado en al menos una zona para conferir al chasis una anchura variable.
4. Chasis para vehículo motorizado según la reivindicación 3, caracterizado porque cada armazón (5) tiene una zona (8) conformada a lo largo de una doble curva para incrementar la anchura del chasis.
5. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque al menos una de las vigas (6) de un armazón tiene una desviación transversal.
6. Chasis para vehículo motorizado según la reivindicación 5, caracterizado porque la parte conformada de un armazón (5) está dirigida hacia el interior del chasis.
7. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los armazones (5) están conectados mediante varias vigas transversales (9, 16).
8. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque al menos dos vigas transversales adyacentes (9) están conectadas entre sí mediante al menos una viga longitudinal con forma de cruz (8).
9. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque cada raíl de bastidor (18) está dotado de una pluralidad de orificios y cada armazón (5) está dotado de una pluralidad de orificios correspondientes, la unión de un armazón (5) sobre un raíl de bastidor (18) se realiza introduciéndose un pasador en cada uno de los respectivos orificios de un raíl de bastidor (18) y del armazón (5).
10. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la altura de un armazón (5) es sensiblemente igual a la altura de un raíl de bastidor (18) al que está unido.
11. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque cada armazón (5) consta de dos vigas (6) de sección transversal sensiblemente cuadrada, unidas entre sí mediante postes (7).
12. Chasis para vehículo motorizado según la reivindicación 11, caracterizado porque al menos una de las vigas cuadradas tiene una guía de deslizamiento (20) en al menos una de sus caras.
13. Chasis para vehículo motorizado según la reivindicación 12, caracterizado porque cada cara de las vigas cuadradas tiene, en sus cuatro caras, una guía de deslizamiento (20) capaz de recibir una tuerca, una cabeza de perno o un remache.
14. Chasis para vehículo motorizado según la reivindicación 12 o reivindicación 13, caracterizado porque al menos una de las guías de deslizamiento (20) tiene al menos una ampliación.
15. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque los dos armazones (5) están conectados mediante dos vigas transversales (9) que reciben las fijaciones de la suspensión del motor.
16. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el sistema de refrigeración (21) está unido al extremo libre de los dos armazones (5).
\newpage
17. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque al menos uno de los armazones (5) sostiene directamente un sistema de remolque.
18. Chasis para vehículo motorizado según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque al menos uno de los armazones (5) sostiene directamente el sistema de dirección.
19. Chasis según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque al menos uno de los armazones (5) de la parte delantera está alargado mediante una prolongación (10).
20. Chasis según la reivindicación 19, caracterizado porque la prolongación (10) está unida a la viga inferior (6) de un armazón (5) y está formada por dos vigas modeladas hacia el exterior (11, 12) conectadas mediante montantes (14).
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