BR112016029458B1

BR112016029458B1 - Montagem de um elemento de estrutura de veículo automotivo e de um elemento funcional, e, veículo automotivo

Info

Publication number: BR112016029458B1
Application number: BR112016029458-0A
Authority: BR
Inventors: Flandin Michael; Aeschlimann Jean Louis; Berthevas Fabrice
Original assignee: Renault S.A.S
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2022-11-01
Also published as: KR102363827B1; KR20170018943A; CN106660592A; RU2017101022A3; FR3022211B1; RU2694400C2; RU2017101022A; BR112016029458A2; EP3154843A1; JP2017526567A; FR3022211A1; EP3154843B1; WO2015193596A1; JP6552527B2; CN106660592B

Abstract

MONTAGEM DE UM ELEMENTO DE ESTRUTURA DE VEÍCULO AUTOMOTIVO E DE UM ELEMENTO FUNCIONAL, E, VEÍCULO AUTOMOTIVO. A invenção refere-se a uma montagem de um elemento de estrutura (1) de veículo automotivo e de um elemento funcional (2), compreendendo: uma primeira parede (3) e uma segunda parede (4) do elemento de estrutura (1), sensivelmente paralelas afastadas em uma distância predeterminada (D1), cada parede (3, 4) sendo perfurada com um orifício passante (6, 7), os referidos orifícios (6, 7) estando opostos um do outro, um alojamento de recepção (10) do elemento funcional (2), de mesmo eixo que os orifícios (6, 7), situado na proximidade da segunda parede (4), um pino (12) atravessando os orifícios (6, 7), cuja extremidade livre (13) é recebida e retida no interior do alojamento de recepção (10), e cuja outra extremidade apresenta uma cabeça alargada (14) em apoio contra uma face externa da primeira parede (3), os orifícios (6, 7) sendo dispostos para formar meios de retenção e de fixação do referido pino (12).

Description

[0001] A invenção refere-se a uma montagem de um elemento de estrutura de veículo automotivo e de um elemento funcional.

[0002] A obtenção de um veículo automotivo requer a montagem de numerosos elementos dos quais elementos funcionais com elementos de estrutura do veículo. Tais montagens devem, às vezes, assegurar várias funções: fixação, absorção das vibrações, possibilidade de quebra no caso de colisão, a fim de proteger o elemento funcional.

[0003] Notadamente, a “face dianteira técnica” (FAT) do veículo é uma estrutura que se encontra na frente do bloco motor e que tem por função suportar diferentes órgãos, principalmente o radiador do bloco motor. A face FAT pode adquirir múltiplos formatos. Em alguns casos, ela se reduz a uma ou duas travessas, inferior e/ou superior. Em outros casos, ela constitui um chassi de formato mais ou menos complexo integrando o compartimento de resfriamento. A face FAT integra, geralmente, várias outras funções, como o suporte dos batentes do capô, suporte de fechamento do capô ou de um umbral suportando a fechadura de capô, etc.

[0004] O radiador do bloco motor é geralmente fixado à face FAT em parte elevada por meio de um pino atravessando verticalmente uma viga superior da FAT e cuja extremidade é recebida em um bloco elastomérico permitindo amortecer as vibrações e alojado no radiador. O pino atravessa assim a viga superior por um orifício cujas paredes internas formam uma parte de guia, a cabeça do pino repousando sobre as bordas do orifício. Esta parte de guia estende-se, assim, sobre toda a altura da viga de guia, da ordem de 35 mm. A parte de guia participa assim, igualmente, no amortecimento das vibrações retendo o pino sobre uma parte de sua altura. Comumente, a fixação do pino é de tipo “quarto de volta”, obtida por uma forma adaptada do orifício da viga superior e do pino. Em geral, o pino é assim preso com a viga superior a nível da parte de guia. Por último, o pino é quebrável para permitir preservar o radiador quando de uma colisão frontal. Para esse efeito, ele apresenta, com frequência, um início de ruptura situado entre o bloco elastomérico e a parte de guia. Este sistema de fixação assegura uma retenção correta do pino enquanto que a distância entre a viga superior da face FAT e o radiador é pequena. Para distâncias consideráveis, o pino sofre uma flexão e uma flambagem maiores, de modo que as funções que ele assegura, a saber fixação, filtragem das vibrações e capacidade de quebrar, não podem ser mais garantidas. A montagem existente gera, portanto, tensões a nível da arquitetura da face FAT. Ainda, a parte de guia do sistema de fixação existente é, às vezes, muito curta para participar de modo eficaz na absorção das vibrações.

[0005] A invenção visa remediar a totalidade ou parte destes inconvenientes propondo uma montagem de um elemento de estrutura de veículo automotivo e de um elemento funcional, compreendendo: - uma primeira parede e uma segunda parede sensivelmente paralelas afastadas de uma distância predeterminada fazendo parte do referido elemento de estrutura, cada parede sendo perfurada com um orifício passante, os referidos orifícios estando opostos um do outro, - um alojamento de recepção feito no referido elemento funcional e de mesmo eixo que os orifícios do referido elemento de estrutura, este alojamento de recepção estando situado na proximidade da segunda parede do elemento de estrutura, - um pino atravessando os orifícios do elemento de estrutura, uma extremidade livre do referido pino sendo recebida e retida no interior do alojamento de recepção, a outra extremidade do pino apresentando uma cabeça alargada em apoio contra uma face externa da primeira parede do elemento de estrutura, em que os orifícios do referido elemento de estrutura são dispostos para formar meios de retenção e de fixação do referido pino.

[0006] O pino é, assim, mantido a nível de cada uma das paredes do elemento de estrutura que ele atravessa, o que permite melhorar sua retenção. Assim, a segunda parede estando na proximidade do alojamento de recepção, por exemplo a uma distância predeterminada, preferivelmente relativamente baixa, o pino não apresentando longas partes não retidas transversalmente, os riscos de flambagem e de flexão são, portanto, reduzidos, bem como a transmissão das vibrações.

[0007] Em particular, os meios de retenção e de fixação podem se estender para fora do espaço separando as paredes do elemento de estrutura, em outros termos, sobre uma borda externa dos referidos orifícios, de modo que a realização dos orifícios nestas paredes seja simplificada. Além disso, é possível realizar os orifícios com dimensões reduzidas, o que permite preservar a integridade das paredes do elemento de estrutura.

[0008] Tais meios de retenção e de fixação são, assim, dispostos sobre faces externas das paredes do elemento de estrutura, em outros termos, faces que não são opostas. Com vantagem, os meios de retenção e de fixação podem definir, em torno dos orifícios, porções de face externa que se estendem perpendicularmente ao eixo dos orifícios e que cooperam com o pino, para uma melhor retenção do pino.

[0009] Outras vantagens e características da invenção podem ser consideradas isoladamente ou em combinação:

[0010] - Os meios de fixação do pino podem ser meios de fixação de quarto de volta sem ferramenta, os orifícios do elemento de estrutura e o pino sendo conformados para serem solidarizados após uma rotação de um quarto de volta do pino. A montagem é, então, realizada de modo simples e rápido.

[0011] - O pino pode ser quebrável e apresentar uma zona de início de ruptura situada entre a segunda parede do elemento de estrutura e o alojamento de recepção do referido elemento funcional. Isto permite garantir uma ruptura do pino no local desejado na medida em que ele é retido transversalmente na proximidade da zona de início de ruptura, quer pelo alojamento de recepção, quer pelo orifício da segunda parede do elemento de estrutura.

[0012] - As paredes do elemento de estrutura podem ser paredes fazendo parte de um perfilado, por exemplo, um perfilado de seção sensivelmente em forma de U. Isto pode permitir realizar facilmente o elemento de estrutura, o qual pode ser, então, ainda relativamente rígido devido à ligação entre as paredes. Um perfilado em U apresenta a vantagem de ser leve e resistente.

[0013] - As paredes do elemento de estrutura podem ser paredes fazendo parte de um perfilado metálico e uma cobertura de material polimérico pode recobrir, pelo menos parcialmente, uma face externa das referidas paredes em torno de seu orifício respectivo, a referida cobertura formando, pelo menos em parte, os meios de retenção e de fixação do referido pino. Isto permite realizar um elemento de estrutura leve e resistente. Além disso, quando as paredes do perfilado não são estritamente paralelas, por exemplo, devido ao modo de fabricação do perfilado, a cobertura permite realizar faces externas estritamente paralelas, o que pode permitir uma melhor distribuição das forças sobre o pino e uma fixação mais robusta. Os formatos complexos podem ainda ser realizadas na cobertura, notadamente a nível dos orifícios.

[0014] - A cobertura de material polimérico pode ser solidarizada com as referidas paredes por sobremoldagem, encaixe elástico, encaixe ou colagem, preferivelmente por sobremoldagem.

[0015] - As paredes do elemento de estrutura podem ser paredes fazendo parte de um perfilado de material polimérico, o qual pode ser, então, produzido de modo simples, por exemplo, por moldagem ou qualquer outro processo adaptado.

[0016] - O alojamento de recepção do referido elemento funcional pode ser produzido em um bloco de material elastômero encaixado em um alojamento do referido elemento funcional, a fim de amortecer as vibrações.

[0017] De acordo com uma aplicação preferida, o elemento estrutural é uma viga superior de face dianteira técnica e o elemento funcional é um radiador.

[0018] A invenção refere-se igualmente a um veículo automotivo compreendendo uma montagem de acordo com a invenção.

[0019] A invenção é agora descrita com referência aos desenhos em anexo, não limitativos, em que:

[0020] Figura 1 é uma vista isométrica de uma montagem de acordo com uma modalidade da invenção, vista do interior;

[0021] Figura 2 é uma vista isométrica da montagem da figura 1, vista do exterior;

[0022] Figura 3 é uma vista em corte da montagem representada nas figuras 1 e 2;

[0023] Figura 4 é uma vista em perspectiva do pino da montagem das figuras 1 a 3;

[0024] Figura 5 é uma vista em perspectiva do elemento de estrutura sozinho da montagem das figuras 1 a 3.

[0025] Na presente descrição, os termos dianteira, traseira, superior, inferior, fazem referência às direções dianteira e traseira do veículo, quando a montagem é montada sobre o veículo. Os eixos X, Y, Z correspondem, respectivamente, ao eixo longitudinal (de frente para trás), transversal e vertical do veículo.

[0026] Por sensivelmente horizontal, longitudinal ou vertical, deve ser entendida uma direção/um plano formando um ângulo de, no máximo, ±20°, ou mesmo de, no máximo, 10° ou de, no máximo, 5° com uma direção/um plano horizontal, longitudinal ou vertical.

[0027] Por sensivelmente paralelo, perpendicular ou de ângulo reto, deve ser entendida uma direção/um ângulo se afastando em, no máximo, ±20°, ou mesmo de, no máximo, 10° ou de, no máximo, 5° de uma direção paralela, perpendicular ou de um ângulo reto.

[0028] As figuras 1 e 2 representam a montagem de um elemento de estrutura 1, aqui uma viga superior de FAT, e de um elemento funcional 2, aqui um radiador. O elemento de estrutura 1 é representado sozinho na figura 5.

[0029] O elemento de estrutura 1 compreende duas paredes sensivelmente paralelas afastadas de uma distância predeterminada Dl (figura 3): uma primeira parede 3 superior e uma segunda parede 4 inferior. Aqui, estas paredes superior e inferior 3, 4, são ligadas por uma parede 5 sensivelmente vertical de modo que as paredes 3, 4, 5 formem um perfilado de seção sensivelmente na forma de U deitado. A título de exemplo, a distância D l pode ser de 45 a 60mm.

[0030] Como visto mais particularmente na figura 5, as paredes superior 3 e inferior 4 são cada perfuradas com um orifício passante 6, 7, respectivamente. Estes orifícios 6, 7 estão situados opostos um do outro. Em outros termos, seus eixos são confundidos.

[0031] O elemento funcional 2 comporta um alojamento 8 recebendo um bloco elastomérico 9 munido com um alojamento de recepção 10 (figura 3). Esta disposição permite uma filtração das vibrações entre o elemento de estrutura 1 e o elemento funcional 2. No entanto, a invenção não é limitada a esta disposição e o alojamento de recepção poderia ser realizado diretamente no elemento funcional 2. O eixo 11 do alojamento de recepção 10 é confundido com o eixo dos orifícios 6, 7 do elemento de estrutura 2. Como visto nas figuras 1 a 3, o alojamento de recepção 10 do elemento funcional 2 está situado na proximidade da segunda parede do elemento de estrutura 1, sob a mesma. A título de exemplo, a distância D2 separando, ao longo da direção do eixo 11, a parede inferior 4, mais precisamente o elemento de estrutura 1, do alojamento de recepção 10 é de 4 a 10mm.

[0032] A montagem é realizada por um pino 12 atravessando os orifícios 6, 7 do elemento de estrutura 2. Uma extremidade livre 13 deste pino 12 é recebida e retida no interior do alojamento de recepção 10, sua outra extremidade livre apresentando uma cabeça 14 alargada em apoio contra a primeira parede 3 do elemento de estrutura 2, sobre uma face externa do mesmo. Em outros termos, a cabeça 14 do pino 12 repousa sobre uma face da primeira parede 3 que não está defronte da segunda parede 4 (figura 3).

[0033] O pino 12 é retido e fixado pelos orifícios 6, 7 do elemento de estrutura 1. Para isto, os orifícios 6, 7 são dispostos para formar meios de retenção e de fixação do pino 12, notadamente verticalmente (paralelamente ao eixo da haste do pino 12) e transversalmente (perpendicularmente à haste do pino 12). Devido ao afastamento D1 das paredes inferior e superior 4, o pino 12 fica, assim, bem retido transversalmente com um risco de flambagem ou de flexão reduzido.

[0034] No exemplo representado, os meios de retenção e de fixação são dispostos para uma fixação do pino 12 de tipo “quarto de volta” sem ferramenta. Os orifícios 6, 7 do elemento de estrutura 2 e o pino 12 são, assim, conformados para serem solidarizados após uma rotação de um quarto de volta do pino 12 em torno de seu eixo. No entanto, a invenção não é limitada a este tipo de fixação e outro tipo de fixação poderia ser visado, por exemplo, um aparafusamento. Um exemplo de realização dos orifícios 6, 7 e do pino 12 permitindo uma fixação “quarto de volta” é descrito a seguir. No entanto, a invenção não é limitada a esta modalidade particular e qualquer outro modo permitindo uma fixação “quarto de volta” pode ser visada.

[0035] No presente exemplo, os orifícios 6, 7 apresentam, assim, cada, um formato retangular, com uma parte central arredondada 6a, 7a levemente alargada, como visto na figura 5. O pino 12 apresenta, ele mesmo, uma haste cilíndrica comportando duas barras chatas 15, 16 opostas e paralelas (figura 4). A parte central arredondada alargada 6a, 7a de cada orifício 6, 7 apresenta uma forma correspondendo a um círculo de diâmetro igual ou levemente superior ao diâmetro da haste cilíndrica do pino 12, mas inferior ao comprimento do orifício 6, 7. O pino 12 é ainda munido com dois batentes 17, 18 diametralmente opostos se estendendo sensivelmente perpendicularmente à haste cilíndrica, em um mesmo plano, e dispostos entre barras chatas. Estes batentes 17, 18, são conformados para passar através dos orifícios 6, 7, quando o pino 12 é orientado de modo que suas barras chatas 15, 16 estejam paralelas nos lados longos dos orifícios retangulares 6, 7. Assim, compreende-se que uma rotação do pino 12 de um quarto de volta posiciona os batentes 17, 18 sob a parede inferior 4, no sentido da largura dos orifícios 6, 7, bloqueando assim o pino 12 ao longo de seu eixo, correspondendo, então, ao eixo 11 das figuras, como visto na figura 3.

[0036] A fixação do pino 12 pode ser ainda melhorada pela realização de duas linguetas 19 diametralmente opostas solidárias de uma face inferior da cabeça 14 e dirigidas para a haste do pino 12 (das quais apenas uma é vista na figura 4), que podem ser encaixadas com a borda do orifício superior 6 após rotação do pino 12, isto é, em uma posição montada do pino 12. No exemplo representado, as paredes 3, 4 apresentam ainda, em torno dos orifícios 6, 7 respectivamente, porções de face externa 3a, 4a que se estendem perpendicularmente ao eixo 11 dos orifícios 6, 7. Os batentes 17, 18 do pino 12 estão assim em apoio plano sobre a porção de face externa 4b inferior, enquanto que as linguetas 19 podem se apoiar contra a borda do orifício 6, sensivelmente a nível da porção de face externa superior de 3a. Deste modo, a retenção do pino 12 ao longo de seu eixo é melhorada.

[0037] No presente exemplo, o pino 12 compreende ainda uma zona de início de ruptura 20, aqui um sulco formando uma seção encolhida, disposta entre os batentes 17, 18 e a parte de sua extremidade livre 13 inserida no alojamento de recepção 10, como visto na figura 3. O início de ruptura 20 é assim disposto em pequena distância de duas zonas de retenção do pino 12: o orifício 7 da parede inferior 4 do elemento de estrutura 1 e o alojamento de recepção 10 do elemento funcional 2. Assim, uma colisão provocando um deslocamento do elemento de estrutura 1 em direção à traseira do veículo seguindo a direção X transversal ao eixo do pino 12, com certeza irá gerar uma ruptura do pino 12 a nível de seu início de ruptura 20.

[0038] Na modalidade descrita com referência às figuras, as paredes 3, 4 do elemento de estrutura 1 fazem parte de um perfilado metálico de seção em U, recoberto parcialmente por uma cobertura 22 de material polimérico. Mais particularmente, esta cobertura 22 recobre parcialmente as faces externas das paredes superior e o inferior 4 em torno de seu orifício respectivo, 6, 7. No exemplo representado, esta cobertura 22 não se estende por toda a superfície externa do perfilado, mas compreende uma cobertura 22a superior em torno do orifício 6 e uma cobertura 22b inferior em torno do orifício 7. Estas coberturas superior 22a e inferior 22b estão sobre as faces externas das paredes inferior e superior 4, respectivamente, em outros termos, sobre as faces que não estão opostas, como visto mais particularmente na figura 3. Em outros termos, estas coberturas 22a e 22b não se estendem entre as paredes 3 e 4. Este posicionamento apresenta numerosas vantagens, notadamente quando esta cobertura 22 é produzida por sobremoldagem. Com efeito, neste caso, não é necessário superdimensionar os orifícios 6 e 7 do perfilado metálico para permitir a passagem de elementos de molde para a obtenção da cobertura 22, porque esta é externa ao perfilado metálico. Assim, os orifícios 6, 7 podem ser dimensionados exatamente como necessário. Isto permite limitar, notadamente, a fragilização do perfilado metálico potencialmente induzida pela presença de orifícios. Estas vantagens são igualmente observadas para um elemento de estrutura produzido a partir de uma peça de material polimérico, em outros termos, cujo perfilado e a cobertura formam uma única e mesma peça de material polimérico.

[0039] A cobertura 22 é aqui moldada sobre o perfilado metálico, o que permite uma produção relativamente simples em grande escala, sem montagem posterior. Pode-se, no entanto, visar outros modos de montagem da cobertura 22, por exemplo, por colagem, encaixe elástico ou outro.

[0040] Além disso, no caso de um perfilado metálico, por razões de simplificação do processo de fabricação do perfilado, as paredes 3, 4 do perfilado podem não ser estritamente paralelas, como visto nas figuras. Neste caso, uma cobertura 22 externa permite produzir porções de face externa 3a, 4a que se estendem perpendicularmente ao eixo 11 dos orifícios 6, 7 e que podem fazer parte dos meios de retenção e de fixação no sentido da presente invenção, o que é preferível para o bloqueio e a retenção do pino 12 ao longo de seu eixo. Nota-se que tais porções de face externa 3a, 4a que se estendem perpendicularmente ao eixo 11 podem igualmente ser obtidas facilmente produzindo um elemento de estrutura totalmente de material polimérico.

[0041] A título de exemplo, o material polimérico podendo ser empregado para a cobertura ou o perfilado pode ser polipropileno, eventualmente reforçado, ou qualquer outro material polimérico apresentando a rigidez buscada. Quando ele é metálico, o perfilado pode ser de alumínio, liga à base de alumínio ou aço, notadamente de aço inoxidável.

[0042] No exemplo descrito, o elemento de estrutura apresenta-se sob a forma de um perfilado de seção sensivelmente em U. A invenção, no entanto, não é limitada a este tipo de seção, e uma seção similar a um H ou um I é possível desde que ela apresente duas paredes sensivelmente paralelas que possam ser perfuradas para receber um pino, como descrito acima.

Claims

1. Montagem de um elemento de estrutura (1) de um veículo automotivo e de um elemento funcional (2), o elemento estrutural (1) sendo uma viga superior de face dianteira técnica e o elemento funcional (2) é um radiador, caracterizada pelo fato de compreender: - uma primeira parede (3) e uma segunda parede (4) sensivelmente paralelas afastadas de uma distância predeterminada (D1) fazendo parte do referido elemento de estrutura (1), cada parede (3, 4) sendo perfurada com um orifício passante (6, 7), os referidos orifícios (6, 7) estando opostos um do outro, - um alojamento de recepção (10) feito no referido elemento funcional (2) e de mesmo eixo que os orifícios (6, 7) do referido elemento de estrutura (1), este alojamento de recepção (10) estando situado na proximidade da segunda parede (4) do elemento de estrutura (1), - um pino (12) atravessando os orifícios (6, 7) do elemento de estrutura (1), uma extremidade livre (13) do referido pino (12) sendo recebida e retida no interior do alojamento de recepção (10), a outra extremidade do pino (12) apresentando uma cabeça alargada (14) em apoio contra uma face externa da primeira parede (3) do elemento de estrutura (1), em que os orifícios (6, 7) do referido elemento de estrutura (1) são dispostos para formar meios de retenção e de fixação do referido pino (12).

2. Montagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os meios de retenção e de fixação do referido pino (12) estendem-se para fora do espaço separando as paredes (3, 4) do elemento de estrutura (12).

3. Montagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os meios de retenção e de fixação podem definir, em torno dos orifícios (6, 7), porções de face externa (3a, 4a) que se estendem perpendicularmente ao eixo (11) dos orifícios (6, 7) e que cooperam com o pino (12).

4. Montagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que pino (12) é quebrável e apresenta uma zona (20) de início de ruptura situada entre a segunda parede (4) do elemento de estrutura (1) e o alojamento de recepção (10) do referido elemento funcional (2).

5. Montagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que as paredes (3, 4) do elemento de estrutura (1) são paredes fazendo parte de um perfilado, por exemplo, de seção sensivelmente em forma de U.

6. Montagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as paredes (3, 4) do elemento de estrutura (1) são paredes fazendo parte de um perfilado metálico e em que uma cobertura (22) de material polimérico recobre, pelo menos parcialmente, uma face externa das referidas paredes (3, 4) em torno de seu orifício respectivo (6, 7), a referida cobertura (22) formando, pelo menos em parte, os meios de retenção e de fixação do referido pino (12).

7. Montagem de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a referida cobertura (22) de material polimérico é solidarizada com as referidas paredes (3, 4) por sobremoldagem, encaixe elástico, encaixe ou colagem.

8. Montagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as paredes (3, 4) do elemento de estrutura fazem parte de um perfilado de material polimérico.

9. Veículo automotivo, caracterizado pelo fato de compreender uma montagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8.