BR112016007083B1 - Viga para um para-choque de veículo e método para formar uma viga para um para-choque - Google Patents
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Abstract
para-choque de veículo. uma viga para um para-choque de veículo é formada a partir de uma tira contínua de material como um corpo tubular fechado. o corpo tem paredes superior e inferior conectadas por paredes interna e externa. um suporte estende-se entre as paredes interna e externa e um reforço se sobrepõe a pelo menos uma parte da parede externa entre o suporte e a parede de fundo para proporcionar uma estrutura de parede dupla.
Description
[0001] Este pedido reivindica a prioridade do Pedido de PatenteU.S. No 14/046.616, apresentado em 4 de outubro de 2013, e intitulado "Para-choque de Veículo", todo o conteúdo do qual está aqui incorporado por referência.
[0002] A presente invenção refere-se a feixes para utilização comoum para-choque de veículo.
[0003] Para-choques são usados em veículos para proteger a parte dianteira e traseira dos veículos dos efeitos de impactos menores e para transferir cargas para dentro da estrutura do veículo durante grandes impactos. Os para-choques se projetam a partir do veículo e fornecem o ponto inicial de contato do veículo com outras estruturas.
[0004] Para-choques evoluíram a partir de uma viga simples fixadaao chassi de um veículo para uma parte integrante de um sistema de absorção de impacto sofisticado. O sistema de absorção de impacto transfere cargas para dentro das estruturas de absorção de energia do veículo, que funcionam para mitigar o efeito de um impacto sobre os ocupantes do veículo bem como minimizar o dano durante impactos de baixa velocidade, como pode ocorrer durante as manobras de estacionamento de veículos e similares. Critérios de teste específicos têm sido exigidos os quais os para-choques instalados em veículos modernos têm de satisfazer. Ao mesmo tempo, as realidades comerciais exigem que o custo de construção e o peso dos para-choques sejam minimizados.
[0005] A Patente U.S. N° 6.217.089 para Goto mostra um para- choque que é calandrado em uma estrutura tubular com uma tira central que vai da parte frontal à parte posterior da estrutura. Estruturas semelhantes são mostradas no pedido U.S. 2008/0093867, que tem um par de tiras que se prolongam a partir do veículo em direção à face orientada para fora da viga do para-choque.
[0006] Embora estes arranjos permitam a fabricação econômica apartir de uma única peça em bruto, for verificado que eles não são capazes de suportar os impactos impostos pelas normas aplicáveis sem aumentar substancialmente a espessura do material usado na sua construção. Tal aumento na espessura, não só aumenta o custo, mas também o peso da estrutura.
[0007] A Patente U.S. N° 6. 726.261 para Goto mostra um reforçolocalizado em que um componente adicional está fixado à viga tubular para se projetar para frente da viga na região central do veículo. Tal construção requer etapas de processamento adicionais na fabricação e, portanto, aumenta o custo inerente a tal estrutura.
[0008] Por conseguinte, um objetivo da presente invenção é proporcionar uma viga para um para-choque de veículo no qual as desvantagens acima mencionadas sejam eliminadas ou mitigadas.SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0009] De acordo com a presente invenção, proporciona-se umaviga para um para-choque de veículo. A viga compreende um corpo tubular fechado alongado formado a partir de uma tira contínua de metal. O corpo tem um primeiro par de paredes espaçadas uma da outra e um segundo par de paredes espaçadas uma da outra e que se estende entre o primeiro par de paredes. Um suporte estende-se entre o segundo par de paredes intermediário do primeiro par de paredes e um reforço se estende entre o suporte e o primeiro par de paredes. O reforço está localizado adjacente, mas afastado do segundo par de paredes. Uma estrutura de parede dupla é, assim, fornecida sobre pelo menos uma parte do referido segundo par de paredes.
[00010] As concretizações da invenção serão agora descritas por meio de um exemplo apenas com referência aos desenhos anexos, nos quais:
[00011] A Figura 1 é uma vista lateral de um veículo, mostrando uma viga de para-choques na parte frontal e parte posterior.
[00012] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma viga de para-choques utilizada no veículo na Figura 1.
[00013] A Figura 3 é uma vista em perspectiva ampliada da viga da Figura 2.
[00014] A Figura 4 é uma vista da extremidade da viga mostrada na Figura 3.
[00015] A Figura 5(A) é uma vista da extremidade que mostra a condição de partida para a formação de uma viga de para-choques.
[00016] A Figura 5(B) é uma vista semelhante à figura 5a mostrando uma etapa subsequente no processo de formação.
[00017] A Figura 5(C) é uma vista semelhante à figura 5b mostrando uma etapa subsequente no processo de formação.
[00018] A Figura 5(D) é uma vista semelhante à figura 5c mostrando uma etapa subsequente no processo de formação.
[00019] A Figura 5(E) é uma vista semelhante à figura 5d mostrando uma etapa subsequente no processo de formação.
[00020] A Figura 5(F) é uma vista semelhante à figura 5e mostrando uma etapa subsequente no processo de formação.
[00021] A Figura 5(G) é uma vista semelhante à figura 5f mostrando uma etapa subsequente no processo de formação.
[00022] As Figuras 6 (A) e 6 (B) são uma representação pictórica dos resultados de um teste padronizado realizado em uma viga da técnica anterior.
[00023] As Figuras 7(A) e 7(B) são uma representação pictórica da viga das Figuras 2 a 4, submetida ao mesmo teste como essa nas Figuras (6A) e (6B).
[00024] A Figura 8 é uma representação gráfica mostrando a curva de carga de deflexão para as vigas das Figuras 6 (A) e 6 (B) e 7 (A) e 7 (B).
[00025] A Figura 9 é uma vista semelhante à da figura 3 de uma concretização alternativa da viga.
[00026] A Figura 10 é uma vista da extremidade da viga da Figura 9, e
[00027] A Figura 11 é uma vista da extremidade de uma concretização adicional de uma viga.
[00028] Referindo-se, portanto, à Figura 1, um veículo V tem um conjunto de para-choques 10 integrado na estrutura frontal e traseira do veículo V. O conjunto de para-choques 10 inclui uma viga de para- choques 12 que se estende lateralmente através do veículo V e está fixada à estrutura de suporte de carga do veículo, através dos suportes 14, como mostrado na figura 2. A viga do para-choques 12 é normalmente integrada no envoltório externo do veículo V por painéis de cobertura P. Também será observado a partir da figura 2 que a viga 12 é encurvada ao longo do seu eixo longitudinal, de modo a se ajustar ao envoltório requerido do veículo V.
[00029] A estrutura da viga 12 pode ser melhor vista nas figuras 3 e 4. A viga 12 é formada a partir de uma única tira contínua 16 de metal que tem bordas laterais livres 18, 20. Como será explicado mais completamente a seguir em relação à figura 5, a tira 16 é calandrada na forma da viga 12, passando através de uma série de estações de calandrar que formam progressivamente a estrutura requerida da viga. A viga assim produzida é de comprimento indeterminado, que pode ser cortada na extensão desejada e formada com a curvatura acabada utilizando técnicas convencionais de pós formação.
[00030] A viga 12 tem uma parede de topo 22 e uma parede inferior 24, espaçadas entre si sobre um eixo vertical. Será apreciado que a referência à parte superior, inferior, interna e externa, tal como aqui utilizada, referem-se à orientação da viga quando instalada no veículo V. A parede de topo 22 e parede inferior 24 estão interligadas por uma parede externa 26 e a parede interna 28. Um suporte 30 estende-se desde a parede externa 26 à parede interna 28 aproximadamente a meio caminho entre as paredes superior e inferior 22 e 24. Um reforço 32 se estende a partir do suporte 30 adjacente à sua interseção com a parede externa 26 à parede inferior 24. A extremidade distal do reforço é dobrada lateralmente para proporcionar um flange 34 que se sobrepõe à parede inferior 24.
[00031] Como pode ser visto nas figuras 3 e 4, a parede superior 22, parede inferior 24, parede externa 26, parede interna 28, suporte 30 e reforço 32 são todos dobrados a partir da tira 16 e são ligados um ao outro nas suas junções por linhas de dobragem arredondadas. Uma parte 28a da parede inferior interna 28 é formada por uma parte marginal da tira 16 que se prolonga da borda livre 18. Uma parte superior 28b da parede interna 28 é definida por uma parte intermédia da tira 16 e a borda livre 18 é soldada à parte superior 28b adjacente ao suporte 30 para proporcionar uma parede interna integral 28.
[00032] Uma parte inferior 36 da parede externa 26 é ondulada para proporcionar um par de calhas 38, 40. Cada uma das calhas tem uma base 42 (Figura 4) que se estende paralelamente ao plano da parede externa 26.
[00033] O reforço 32 é de forma semelhante corrugado para proporcionar um canal 44 e um deslocamento 46 separados do canal 44 por uma superfície 48. O deslocamento 46 termina no flange 34 que recobre a parede inferior 24.
[00034] O reforço 32 é fixado à parede externa 26, por uma soldadura 50 na base da calha 38, adjacente à interseção do suporte 30 com o reforço 32. O flange 34 está soldada de forma semelhante, tal como indicado em 52, para a parede inferior 24 para proporcionar uma estrutura unitária para a viga 12. Se necessário, uma soldadura pode também ser proporcionada no batente do reforço com a calha 40, embora na maioria dos casos isso não será necessário.
[00035] As soldas 50, 52 podem ser fornecidas como soldas periódicas, tais como soldagem de ponto ou bujão ou como uma solda de cordão contínuo, por exemplo, por soldadura a laser ou técnicas similares ou outras técnicas de ligação podem ser utilizadas para proporcionar uma estrutura integral.
[00036] A tira 16 é desse modo transformada em uma viga tubular fechada e o reforço de 32 fornece uma estrutura de parede dupla ao longo de todo o comprimento da parede externa 26, que permite de suportar impactos pontuais aplicados no centro da viga 12, como exigido pelas normas aplicáveis aos veículos.
[00037] A tira essencialmente plana 16 pode ser transformada para a configuração de vigas mostrada nas figuras 3 e 4 através de uma técnica adequada operando em uma peça em bruto separada ou em uma faixa contínua de material. As técnicas disponíveis incluem operações de dobragem sequenciais utilizando uma prensa dobradeira de chapas, ou uma operação de dobragem contínua usando uma série de estações de calandrar ilustradas na figura 5. Será apreciado que as estações mostradas na figura 5 representam as principais etapas na transformação e a transição entre as estações pode, de fato, ser realizada por passagem através de várias estações de calandragem intermediárias.
[00038] Inicialmente, a tira plana 16 com bordas livres 18 e 20 é introduzida nas estações de calandragem iniciais a partir de um rolo ou estoque similar de material laminado. Durante a deformação inicial da tira 16, mostrada na etapa (b), as parte do tira 16 adjacente à borda livre 20 é deslocada do plano da tira 16 para iniciar a formação do reforço 32 e a formação das calhas 38, 40 é iniciada no centro da tira 16.
[00039] Passagens adicionais fazem que o suporte 30 se projete perpendicularmente a partir do plano da tira 16, com o reforço 34 formado com as ondulações e o flange 34, como se mostra em 5 (c).
[00040] Na estação representada em 5 (d), ondulações que definem as calhas 38, 40, canal 44 e deslocamento 46 têm se desenvolvido a sua profundidade total na parte central da tira e no reforço 32.
[00041] As estações de dobragem, em seguida, dobram a tira, como mostrado nas etapas (e) e (f), para definir a linha de dobragem entre a parede superior 22 e a parede interna 28. Da mesma forma a tira é dobrada na borda livre oposta para definir a linha de dobragem entre a parede inferior 24 e a parede interna 28. Da mesma forma a tira é dobrada na borda livre oposta para definir a linha de dobragem entre a parede inferior 24 e a parede interna 28.
[00042] A dobragem continua até que o reforço 32 encosta a parte inferior 36 da parede externa 26. Isto é mostrado na etapa (f). As soldas 50, 52 são colocadas na base das calhas 38, 40 para conectar a parte inferior 36ao reforço 32. Após a conclusão das soldas, a parede de fundo 24 é dobrada para pô-la em contacto com o flange 34 e a parte inferior 28 (a), da parede interna 28 em contato com a parte superior 28 (b). As soldas em seguida, executadas para conectar o flange 34 à parede de fundo 24 e as duas partes da parede interna 28.
[00043] As etapas ilustradas na figura 5 são realizadas de forma contínua para permitir que as vigas de comprimentos indeterminados sejam fabricadas, que podem então serem cortadas no comprimento desejado. Se for utilizada uma operação de dobragem de uma peça em bruto, a viga será do comprimento exigido, embora uma aparagem possa ser necessária.
[00044] A viga 12 pode ser configurada para se adequar à configuração geral necessária para o veículo utilizando técnicas convencionais de pós formação, e em seguida, fixada aos pedestais 14.
[00045] O fornecimento de reforço 32 proporciona um aumento significativo no desempenho da viga 12 em situações de teste e permite que a viga seja formada a partir de material fino e, portanto, mais leve. Em uma aplicação típica, tal como utilizada em um veículo de tamanho intermediário, a espessura da tira 16 era da ordem de 1,0 - 1,5 milímetros utilizando um grau de aço de 1200 -1500 mega Pascal.
[00046] O desempenho melhorado da viga 12 pode ser avaliado a partir da consideração da figura 6 (A) e 6 (B) e 7 (A) e 7 (B). Estes representam os resultados de uma viga para-choques submetida a um teste de barreira padrão no qual a viga é submetida a um impacto em um ponto centralizado no meio da viga. Como pode ser visto na Figura 6, que mostra um para-choque da técnica anterior formado sem um reforço, o impacto causa a dobra da viga neste ponto do meio e um significativo deslocamento vertical da parte central da viga. Em contraste, a viga mostrada nas figuras 7 (A) e 7 (B), que utiliza um reforço, como mostrado acima, sob as mesmas condições de teste, mostra uma pequena deformação permanente sem dobrar, e deslocamento vertical insignificante da viga. A comparação entre os resultados das figuras 6 (A) e 6 (B) e 7(A) 7(B) é mostrada graficamente na Figura 8, onde será visto que a técnica anterior mostrada nas Figuras 6 (A) e 6 (B) exibe um limite de elasticidade da ordem de 30 quilo Newtons e um deslocamento significativo da viga nessa carga. Em contrapartida, a viga mostrada nas figuras 7 (A) e 7 (B) exibe uma deformação elástica substancial continuada além de 30 quilo Newtons e uma recuperação significativa após a remoção da carga.
[00047] O fornecimento do reforço 32 adjacente à parede externa, por conseguinte, é visto para melhorar as características físicas da viga de para-choques 12 enquanto que, ao mesmo o tempo permite a fabricação econômica de uma única tira.
[00048] Uma concretização alternativa é mostrada nas Figuras 9 e 10 onde os mesmos números de referência serão utilizados para componentes semelhantes com um prefixo "1", para maior clareza. Na concretização das figuras 9 e 10, a viga 112 é formada com um reforço de 132 justaposto com a parte inferior 136 da parede externa 126. Na concretização das figuras 9 e 10, no entanto, o flange 134 é formado na extremidade distal da parte inferior 136 e sobrepõe-se à parede de fundo 124 no exterior do corpo. O flange 134 está soldado à parede inferior 124 de um modo semelhante ao da soldadura da borda livre 118 da parede interna 128. Os estágios de calandragem da viga 112 de uma tira 116, naturalmente, seriam modificados para atender a con-figuração alterada.
[00049] Uma outra concretização é mostrada na figura 11 onde os componentes semelhantes serão identificados com números de referência semelhantes com um prefixo "2" adicionado para maior clareza. Na concretização da figura 11, o apoio 230 é proporcionado por um par de paredes convergentes 230 (a), 230 (b) que se estende a partir da parede interna 228. As paredes 230 (a), 230 (b) interconectadas por uma reentrância 230 (c) a partir do qual o reforço 232 se estende para a parede de fundo 224. Nesta concretização, a borda livre 218 está posicionada para se sobrepor à reentrância 230 (c) e uma solda prende a borda livre 218, o reforço 232 e a reentrância 230 (c). Mais uma vez, será observado que a viga 212 é formada a partir de uma única folha contínua de material e é dobrada para proporcionar um reforço adjacente e que se estende ao longo o parte inferior 236 da parede externa 226.
Claims (14)
1. Viga (12) para um para-choque de veículo, caracterizada pelo fato de que compreende:um corpo tubular fechado alongado formado a partir de uma tira contínua (16) de metal, o dito corpo tem um primeiro par de paredes (22, 24) espaçadas uma da outra e um segundo par de paredes (26, 28) espaçadas uma da outra e que se estende entre o dito primeiro dito par de paredes, um suporte (30) estende-se entre o dito segundo par de paredes (26, 28) intermediário do primeiro par de paredes (22, 24) e um reforço (32) se estendendo entre o dito suporte (30) e um do dito primeiro par de paredes (22, 24), o dito reforço (32 está localizado adjacente, mas afastado de um do dito segundo par de paredes (26, 28), assim, uma estrutura de parede dupla é fornecida sobre pelo menos uma parte do dito um do dito segundo par de paredes (26, 28).
2. Viga (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito reforço (32) está configurado para se encostar na dita uma do dito segundo par de paredes (26, 28) em um local entre o dito suporte (30) e o dito um do dito primeiro par de paredes (22, 24).
3. Viga (12), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que pelo menos um do dito reforço (32) e a dita parte da dita uma do dito segundo par de paredes (26, 28) é ondulada para proporcionar um espaçamento variável entre as mesmas.
4. Viga (12), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que cada um do dito reforço (32) e da dita parte do dito segundo par de paredes (26, 28) é ondulado.
5. Viga (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma borda lateral (20) da dita tira (16) é dobrada para definir uma interseção da dita uma do dito segundo par de pare- des (26, 28) e uma do dito primeiro par de paredes (22, 24).
6. Viga (12), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a dita borda lateral (20) é fixada à dita uma (24) do dito primeiro par de paredes (22, 24).
7. Viga (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma borda lateral (18) da dita tira (16) termina adjacente à interseção do dito suporte (30) e a outra (28) do dito segundo par de paredes (26, 28).
8. Viga (12), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a dita borda lateral (18) da dita tira (16) sobrepõe uma parte mediana da dita tira (16) e é nela fixada para definir o dito outro (28) do dito segundo par de paredes (26, 28).
9. Viga (12), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito reforço (32) e o dito um do segundo par de paredes (26, 28) são fixados um ao outro na dita localização na qual eles encostam.
10. Viga (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito reforço (32) e o dito um do dito segundo par de paredes (26, 28) são fixados um ao outro adjacentes ao dito suporte (30).
11. Método para formar uma viga (12) para um para-choque a partir de uma tira (16) de metal, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:passar a dita tira (16) através de uma série de estações de calandrar para fornecer um corpo tubular fechado alongado formado a partir de uma tira contínua de metal, tendo o dito corpo tendo um primeiro par de paredes (22, 24) espaçadas uma da outra e um segundo par de paredes (26, 28) espaçadas uma da outra e que se estende entre o dito primeiro par de paredes (22, 24), um suporte (30) estende-se entre o dito segundo par de paredes (26, 28) intermediário do primeiro par de paredes (22, 24) e um reforço (32) que se estende entre o dito suporte (30) e um do dito primeiro par de paredes (22, 24), o dito reforço (32) estando localizado adjacente, mas, espaçado de um do dito segundo par de paredes (26, 28), assim, uma estrutura de parede dupla é fornecida sobre pelo menos uma parte do dito um do dito segundo par de paredes (26, 28).
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito reforço (32) e a dita uma do segundo par de paredes (26, 28) são fixados um ao outro antes do fechamento do dito corpo.
13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que no fechamento do dito corpo, as bordas laterais (18, 20) da dita tira (16) são justapostas com partes intermédias da dita tira (16) e são fixadas às mesmas.
14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a dita viga (12) é cortada no comprimento e formada para a forma final subsequente à formação do dito corpo.
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