BR112018010890B1

BR112018010890B1 - Estrutura da parte inferior da carroceria do veículo e carroceria do veículo

Info

Publication number: BR112018010890B1
Application number: BR112018010890-1A
Authority: BR
Inventors: Ivan Viaux; Florian Arnautu
Original assignee: Arcelormittal
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2023-05-02
Also published as: KR20230152774A; US20190217902A1; CN108367789A; JP2019503922A; HUE049731T2; KR20180090810A; RU2718204C2; WO2017097424A2; PL3386847T3; US10676138B2; BR112018010890A2; CN108367789B; ES2774007T3; CA3006324C; CA3006324A1; RU2018120530A3; RU2018120530A; MA43420B1; EP3386847A2; ZA201803109B

Abstract

ESTRUTURA DA PARTE INFERIOR DA CARROCERIA DO VEÍCULO E CARROCERIA DO VEÍCULO. A estrutura da parte inferior da carroceria do veículo compreende um painel de assoalho (1), pelo menos uma viga longitudinal (2) se estendendo em uma direção longitudinal do veículo sob o dito painel de assoalho (1) e pelo menos uma peça de soleira inferior (4) se estendendo na direção longitudinal adjacente ao painel de assoalho (1), a estrutura da parte inferior da carroceria do veículo, compreende ainda pelo menos um elemento de reforço (6) se estendendo em uma direção transversal, substancialmente perpendicular à direção longitudinal, o dito elemento de reforço (6) se estendendo sob o painel de assoalho (1) e sendo fixado em uma de suas extremidades transversais à viga longitudinal (2) e na outra de suas extremidades transversais à peça de soleira inferior (4). O elemento de reforço (6) é feito de uma peça de aço endurecido em prensa tendo uma resistência à tração maior ou igual a 1200 MPa.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma estrutura da parte inferior da carroceria do veículo, que compreende um painel de assoalho, pelo menos uma viga longitudinal se estendendo em uma direção longitudinal do veículo, por debaixo do dito painel de assoalho e pelo menos um peça de soleira inferior se estendendo na direção longitudinal adjacente ao painel de assoalho, a estrutura da parte inferior da carroceria do veículo compreendendo ainda pelo menos um elemento de reforço se estendendo em uma direção transversal, substancialmente perpendicular à direção longitudinal, o dito elemento de reforço se estendendo sob o painel de assoalho e sendo fixado em uma de suas extremidades transversais à viga longitudinal e na outra de suas extremidades transversais à peça de soleira inferior.

[002] A presente invenção também se refere a uma carroceria do veículo compreendendo essa estrutura da parte inferior da carroceria.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Convencionalmente, a estrutura da parte inferior da carroceria de um veículo, que forma o assoalho, é preparada para proteger os ocupantes do veículo em caso de impacto, em particular um impacto lateral ou um impacto frontal, limitando intrusões de qualquer tipo no compartimento de passageiros do veículo.

[004] Para este fim, a estrutura da parte inferior da carroceria compreende elementos de reforço dispostos transversalmente entre elementos longitudinais estruturais, tais como vigas longitudinais sob o assoalho. Este conjunto está preparado para impedir a deformação do compartimento do veículo e para manter a integridade do painel do assoalho em caso de impacto, protegendo assim os ocupantes do veículo.

[005] Enquanto este arranjo pode ser eficiente em caso de impacto lateral, ou seja, um impacto que ocorre na direção transversal, e no caso de um impacto frontal total, ou seja, um impacto que ocorre na direção longitudinal na frente ou traseira do veículo, um risco permanece no caso de um deslocamento frontal de impacto, relativo ao centro do veículo, chamado “colisão de pequena sobreposição”, regulado pelo Instituto de Seguro para Segurança de Rodovia dos Estados Unidos da América. Durante uma tal pequena sobreposição, o impacto ocorre na direção longitudinal na frente do veículo para fora dos elementos estruturais longitudinais, isto é, em 25 % ou menos de sobreposição frontal do veículo. Neste caso, os elementos absorvedores de impacto regulares instalados à frente do veículo não cumprem plenamente a sua função, uma vez que o impacto não ocorre em frente das vigas longitudinais do veículo.

[006] Neste caso, como mostrado nas figuras 5 e 6 representando respectivamente uma vista de baixo e uma vista de cima de parte de uma estrutura convencional de carroceria após uma colisão de pequena sobreposição, a roda do veículo localizada no mesmo lado da barreira de impacto tende a rodar para o interior do veículo e deformar o painel do assoalho em um local onde os pés de um ocupante do veículo são normalmente colocados. Consequentemente, esse impacto pode causar danos importantes às pernas do ocupante.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[007] Um dos objetivos da invenção é melhorar o comportamento da estrutura da parte inferior da carroceria do veículo no caso de uma colisão de pequena sobreposição, de tal modo que o painel do assoalho tenha pouca deformação no caso de tal impacto.

[008] Para este fim, a invenção refere-se ao elemento de reforço ser feito de uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração superior ou igual a 1200 MPa.

[009] Por ter um elemento de reforço feito de uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração maior ou igual a 1200 MPa, localizada entre a peça de soleira inferior e a viga longitudinal se estendendo sob o painel de assoalho da estrutura da parte inferior da carroceria, a distância transversal entre a viga longitudinal e a peça de soleira inferior pode ser substancialmente mantida no caso de uma colisão de pequena sobreposição, o que evita ou reduz fortemente a deformação do painel de assoalho se estendendo entre a viga longitudinal e a peça de soleira inferior. Consequentemente, os pés dos ocupantes do veículo recebidos neste espaço são preservados.

[010] De acordo com outros aspectos vantajosos da invenção, a estrutura da parte inferior da carroceria do veículo compreende uma ou mais das seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - o elemento de reforço tem uma microestrutura martensítica e pelo menos uma dentre viga longitudinal e peça de soleira inferior tem uma estrutura que não é totalmente martensítica; - tanto a viga longitudinal, como a peça de soleira inferior têm uma estrutura que não é totalmente martensítica; - o elemento de reforço compreende um primeiro flanco se estendendo em um plano substancialmente paralelo ao painel de assoalho e um segundo flanco se estendendo em um plano perpendicular ao primeiro flanco, os ditos primeiro e segundo flancos ambos ligando a viga longitudinal à peça de soleira inferior; - o segundo flanco se estende em um plano formando um ângulo diferente de zero com a direção longitudinal; - o primeiro flanco tem uma forma substancialmente triangular, um primeiro lado do dito triângulo se estendendo ao longo da viga longitudinal, um segundo lado do dito triângulo ligando a viga longitudinal à peça de soleira inferior e um terceiro lado do dito triângulo se estendendo ao longo do segundo flanco; - o elemento de reforço está ligado à peça de soleira inferior em uma extremidade frontal longitudinal da dita peça de soleira inferior; - o elemento de reforço é soldado à viga longitudinal e à peça de soleira inferior; - a solda do elemento de reforço na viga longitudinal e na peça de soleira inferior é uma solda a pontos por resistência (resistance spot welding) ou uma solda por arco ou uma solda a laser; - a composição do aço endurecido em prensa compreende em % em peso: - 0,15 % < C < 0,5 %, 0,5 % < Mn < 3 %, 0,1 % < Si < 1 %, 0,005 % < Cr < 1 %, Ti < 0,2 %, Al < 0,1 %, S < 0,05 %, P < 0,1 %, B < 0,010 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração; ou - 0,20 % < C < 0,25 %, 1,1 % < Mn < 1,4 %, 0,15 % < Si < 0,35 %, Cr < 0,30 %, 0,020 % < Ti < 0,060 %, 0,020 % < Al < 0,060 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, 0,002 % < B < 0,004 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração; ou - 0,24 % < C < 0,38 %, 0,40 % < Mn < 3 %, 0,10 % < Si < 0,70 %, 0,015 % < Al < 0,070 %, Cr < 2 %, 0,25 % < Ni < 2 %, 0,015 % < Ti < 0,10 %, Nb < 0,060 %, 0,0005 % < B < 0,0040 %, 0,003 % < N < 0,010 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração - a peça de aço endurecido em prensa é revestida; - a estrutura da parte inferior da carroceria compreende ainda um pilar frontal ligado à peça de soleira inferior do lado de baixo e se estendendo em uma direção de elevação substancialmente perpendicular às direções longitudinal e transversal, o dito pilar frontal se estendendo a partir de uma extremidade frontal longitudinal da peça de soleira inferior; - a estrutura da parte inferior da carroceria compreende um painel de assoalho, uma viga longitudinal esquerda e uma viga longitudinal direita, ambas se estendendo na direção longitudinal sob o dito painel de assoalho, e uma peça de soleira inferior esquerda e uma peça de soleira inferior direita se estendendo na direção longitudinal em cada lado do painel de assoalho, um elemento de reforço esquerdo se estendendo entre a viga longitudinal esquerda e a peça de soleira inferior esquerda e um elemento de reforço direito se estendendo entre a viga longitudinal direita e a peça de soleira inferior direita, os ditos elementos de reforço esquerdo e direito sendo feitos da peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração maior ou igual a 1200 MPa; e - a estrutura da parte inferior da carroceria compreende ainda uma viga transversal se estendendo entre a viga longitudinal esquerda e a viga longitudinal direita, a dita viga transversal se estendendo ao longo do mesmo eixo transversal que os elementos de reforço esquerdo e direito; a dita viga transversal sendo constituída por uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração superior ou igual a 1200 MPa.

[011] A invenção também se refere a uma carroceria do veículo que compreende uma estrutura da parte inferior da carroceria do veículo como descrito acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[012] Outros aspectos e vantagens da invenção irão aparecer após a leitura da seguinte descrição, dada a título de exemplo e feita em referência aos desenhos anexos, em que: - A Figura 1 é uma vista em perspectiva a partir de baixo de parte de uma estrutura da parte inferior da carroceria do veículo da invenção; - A Figura 2 é uma vista em perspectiva de parte da estrutura da parte inferior da carroceria do veículo da Figura 1, - A Figura 3 é uma vista em perspectiva do elemento de reforço da estrutura da parte inferior da carroceria do veículo da Figura 1, - A Figura 4 é uma vista em perspectiva maior de parte da estrutura da parte inferior da carroceria do veículo da invenção; - As figuras 5 e 6 são, respectivamente, vistas de baixo e de cima de parte de uma estrutura da parte inferior da carroceria do veículo convencional após uma colisão de pequena sobreposição; - As figuras 7 e 8 são, respectivamente, vistas de baixo e de cima de parte da estrutura da parte inferior da carroceria do veículo da invenção após uma colisão de pequena sobreposição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[013] Na descrição a seguir, o termo “longitudinal” refere-se à direção traseira e dianteira e o termo “transversal” refere-se à direção esquerda e direita de um veículo automotivo em condições de uso regular. Os termos “traseira” e “dianteira” são definidos em relação à direção longitudinal e os termos “superior” e “inferior” são definidos em relação à direção de elevação de um veículo automotivo em condições de uso regular.

[014] Em referência à Figura 1, é descrita uma estrutura da parte inferior da carroceria do veículo que compreende um painel de assoalho (1), pelo menos uma viga longitudinal (2), pelo menos uma peça de soleira inferior (4) e pelo menos um elemento de reforço (6).

[015] O painel de assoalho (1) se estende geralmente ao longo de um plano horizontal em condições de uso regular do veículo e se estende longitudinalmente entre um lado frontal (8) e um lado traseiro e transversalmente entre um lado esquerdo (10) e um lado direito. Nas figuras, por uma questão de simplicidade, apenas o lado frontal (8) e o lado esquerdo (10) são visíveis.

[016] A estrutura da parte inferior da carroceria é substancialmente simétrica em relação a um plano que compreende a direção longitudinal e de elevação e passa pelo centro do painel de assoalho entre o lado esquerdo (10) e o lado direito. Consequentemente, a descrição a seguir será feita em detalhes somente para o lado esquerdo, os mesmos ensinamentos aplicados para o lado direito.

[017] O painel de assoalho (1) destina-se a formar o assoalho do veículo automóvel e a servir de estrutura de base para os bancos e os outros elementos dos compartimentos de passageiros. Espaços também são fornecidos para receber os pés dos passageiros do veículo.

[018] A viga longitudinal (2) se estende por baixo do painel de assoalho (1) na vizinhança de um dos lados do painel de assoalho, próximo do lado esquerdo (10) nas figuras. A viga longitudinal (2) se estende na direção longitudinal substancialmente por baixo de todo o comprimento do painel de assoalho (1), isto é, do lado traseiro para o lado frontal, e compreende uma extremidade frontal longitudinal (12) se estendendo para além do lado frontal (8) do painel de assoalho, como mostrado na Figura 1. Como é sabido, a viga longitudinal (2) faz parte da estrutura para proteger os passageiros do veículo no caso de um impacto frontal total ao ser fixada, na sua extremidade frontal (12) à viga do para-choques transversal através de elementos de absorção de impacto, como caixas de colisão. Como mostrado na Figura 2, a viga longitudinal tem, por exemplo, uma seção transversal em forma de U em um plano transversal, a abertura em U para o painel de assoalho (1) do veículo.

[019] A função de tal viga longitudinal é conhecida per se, e não será descrita em detalhe aqui. A viga longitudinal (2) é, por exemplo, feita de um aço que apresenta uma estrutura que não é totalmente martensítica, tal como um aço de duas fases. De acordo com um exemplo, a viga longitudinal é feita de Dual Phase 600 ou Dual Phase 980, conforme definido nas normas Euro HCT590X, HCT980X ou HCT980XG, respectivamente, estes materiais possuem propriedades mecânicas satisfatórias, como força de rendimento e boa capacidade de absorção de energia devido ao alto endurecimento, permitindo uma redução no peso do veículo.

[020] De acordo com a forma de realização mostrada na Figura 4, a estrutura da parte inferior da carroceria compreende uma viga longitudinal esquerda (2) se estendendo na vizinhança e paralela ao lado esquerdo (10) do painel de assoalho (1) e viga longitudinal direita (2) se estendendo na vizinhança e paralela ao lado direito do painel de assoalho.

[021] A peça de soleira inferior (4) se estende na direção longitudinal fora de borda de um lado do painel de assoalho, isto é, ao longo de um lado do painel de assoalho, mas no exterior do dito painel de assoalho (1). A peça de soleira inferior (4) é, por conseguinte, substancialmente paralela à viga longitudinal e adjacente ao painel do assoalho (1). A peça de soleira inferior se estende entre uma extremidade traseira longitudinal e uma extremidade frontal longitudinal (14). A extremidade traseira e a extremidade frontal (14) encontram-se por exemplo substancialmente opostas ou na vizinhança do lado traseiro e do lado frontal do painel de assoalho na direção transversal. A peça de soleira inferior (4) é, por exemplo, feita de um aço que apresenta uma estrutura que não é totalmente martensítica, tal como um aço de duas fases. De acordo com um exemplo, a viga longitudinal é feita de Dual Phase 600 ou Dual Phase 980 conforme definido nas normas Euro HCT590X, HCT980X ou HCT980XG, respectivamente, estes materiais possuem propriedades mecânicas satisfatórias, como força de rendimento e boa capacidade de absorção de energia devido ao alto endurecimento, permitindo uma redução no peso do veículo.

[022] A peça de soleira inferior (4) é a parte interna da peça de soleira inferior do veículo, que é, como conhecido, a parte inferior do anel da porta do veículo, que forma a estrutura disposta para receber uma porta do veículo. Por conseguinte, a peça de soleira inferior (4) é montada com uma peça de soleira inferior exterior (16) para formar a peça de soleira inferior. Por interior e exterior, entende-se que a peça de soleira inferior (4) se estende para o interior do veículo, enquanto a peça de soleira inferior exterior (16) é virada para o exterior do veículo. A peça de soleira inferior exterior (16) é, por exemplo, uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração superior ou igual a 1200 MPa. Tais características mecânicas elevadas o torna uma peça adequada para formar uma estrutura de reforço, tal como o anel da porta.

[023] A composição deste aço pode compreender, por exemplo, em % em peso: 0,15 % < C < 0,5 %, 0,5 % < Mn < 3 %, 0,1 % < Si < 1 %, 0,005 % < Cr < 1 %, Ti < 0,2 %, Al < 0,1 %, S < 0,05 %, P < 0,1 %, B < 0,010 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração.

[024] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,20 % < C < 0,25 %, 1,1 % < Mn < 1,4 %, 0,15 % < Si < 0,35 %, Cr < 0,30 %, 0,020 % < Ti < 0,060 %, 0,020 % < Al < 0,060 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, 0,002 % < B < 0,004 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa está compreendida entre 1300 e 1650 MPa.

[025] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,24 % < C < 0,38 %, 0,40 % < Mn < 3 %, 0,10 % < Si < 0,70 %, 0,015 % < Al < 0,070 %, Cr < 2 %, 0,25 % < Ni < 2 %, 0,015 % < Ti < 0,10 %, Nb < 0,060 %, 0,0005 % < B < 0,0040 %, 0,003 % < N < 0,010 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa é maior que 1800 MPa.

[026] Tal aço tem características mecânicas muito elevadas, o que o torna uma peça adequada para formar uma estrutura de reforço, tal como o anel da porta.

[027] A peça de soleira inferior (4) tem por exemplo uma seção transversal em forma de U no sentido transversal, como se mostra na Figura 2, a abertura em U para a peça de soleira inferior exterior (16), isto é, em direção ao exterior do veículo. A peça de soleira inferior exterior (16) é disposta de modo a fechar este perfil, como mostrado na Figura 1. A peça de soleira inferior (4) e a peça de soleira inferior exterior (16) são, por exemplo, soldadas entre si para formar a peça de soleira inferior, como conhecido per se. A função desta peça de soleira inferior é conhecida per se, e não será descrita em detalhe aqui.

[028] Como mostrado na Figura 1, um pilar frontal (18); se estendendo na direção de elevação a partir da extremidade frontal (14) da peça de soleira inferior. Como se sabe, o pilar frontal (18) também faz parte do anel da porta e serve de suporte para a parte da frente do veículo. O pilar frontal (18) é feito de uma parte (19) do pilar frontal interno (mostrado na Figura 2) e de uma parte do pilar frontal exterior montada em conjunto para formar o pilar frontal. O pilar frontal é, por exemplo, feito de uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração superior ou igual a 1200 MPa. Tais características mecânicas elevadas o torna uma peça adequada para formar uma estrutura de reforço, tal como o anel da porta.

[029] A composição deste aço pode compreender, por exemplo, em % em peso: 0,15 % < C < 0,5 %, 0,5 % < Mn < 3 %, 0,1 % < Si < 1 %, 0,005 % < Cr < 1 %, Ti < 0,2 %, Al < 0,1 %, S < 0,05 %, P < 0,1 %, B < 0,010 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração.

[030]

[031] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,20 % < C < 0,25 %, 1,1 % < Mn < 1,4 %, 0,15 % < Si < 0,35 %, Cr < 0,30 %, 0,020 % < Ti < 0,060 %, 0,020 % < Al < 0,060 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, 0,002 % < B < 0,004 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa está compreendida entre 1300 e 1650 MPa.

[032] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,24 % < C < 0,38 %, 0,40 % < Mn < 3 %, 0,10 % < Si < 0,70 %, 0,015 % < Al < 0,070 %, Cr < 2 %, 0,25 % < Ni < 2 %, 0,015 % < Ti < 0,10 %, Nb < 0,060 %, 0,0005 % < B < 0,0040 %, 0,003 % < N < 0,010 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa é mais elevada do que 1800 MPa. De acordo com a forma de realização mostrada na Figura 4, a estrutura da parte inferior da carroceria compreende uma peça de soleira inferior esquerda (4) se estendendo ao lado e paralelamente ao lado esquerdo (10) do painel de assoalho (1) e peça de soleira inferior direita (4) se estendendo ao lado e paralelamente ao lado direito do painel de assoalho.

[033] A viga longitudinal (2) e a peça de soleira inferior (4) estão ligadas entre si por um elemento de reforço (6) se estendendo de modo transversal entre a viga longitudinal e a peça de soleira inferior (4).

[034] Mais particularmente, o elemento de reforço (6) se estende entre a extremidade frontal (14) da peça de soleira inferior (4) e a viga longitudinal (2) se estendendo em oposição à extremidade frontal (14) na direção transversal, como mostrado na Figura 2.

[035] O elemento de reforço (6) compreende um primeiro flanco (20) se estendendo substancialmente paralelo ao painel de assoalho (1) e um segundo flanco (22) se estendendo desde o primeiro flanco (20) em direção ao painel de assoalho. Por outras palavras, o primeiro flanco (20) se estende em um plano que contém uma direção longitudinal e uma direção transversal, isto é, um plano horizontal em utilização regular do veículo. O segundo flanco (22) se estende substancialmente perpendicularmente ao primeiro flanco (20), cada um dos primeiro e segundo flancos se estendendo entre a viga longitudinal (2) e a peça de soleira inferior (4).

[036] O primeiro flanco tem substancialmente uma forma triangular, com um primeiro lado (24) a prolongar-se ao longo da viga longitudinal (2), um segundo lado (26) se estendendo transversalmente entre a viga longitudinal (2) e a peça de soleira inferior (4) e um terceiro lado (28) ligando a extremidade frontal do primeiro lado (24) ao segundo lado (26) e se estendendo entre a viga longitudinal (2) e a peça de soleira inferior (4), o segundo flanco (22) se estendendo a partir do dito terceiro lado (28), significando que o terceiro lado (28) do primeiro flanco (20) também é um lado do segundo flanco.

[037] O segundo flanco (22) se estende substancialmente em um plano formando um ângulo diferente de zero com a direção longitudinal, significando que o segundo flanco está inclinado entre a viga longitudinal (2) e a peça de soleira inferior (4) de tal modo que o segundo flanco (22) se estende tanto transversalmente como longitudinalmente. De acordo com a forma de realização mostrada nas figuras, o segundo flanco (22) não se estende em um plano único e pode ser ligeiramente arqueado entre a viga longitudinal (2) e a peça de soleira inferior (4).

[038] Além disso, o segundo flanco (22) não é plano e compreende nervuras estampadas. Estas nervuras asseguram a rigidez requerida ao longo da direção de elevação do elemento de reforço (6).

[039] O segundo flanco (22) se estende entre um primeiro lado (32) se estendendo da extremidade frontal do primeiro lado (24) do primeiro flanco e um segundo lado (34) se estendendo desde a extremidade do segundo lado (26) do primeiro flanco em contato com a peça de soleira inferior (4). O terceiro lado (28) do primeiro flanco (20) liga o primeiro lado (32) e o segundo lado (34) do segundo flanco (22) e forma o lado inferior do segundo flanco. O segundo flanco (22) se estende entre o lado inferior e um lado superior (36), oposto ao lado inferior, se estendendo também entre o primeiro lado (32) e o segundo lado (34) do segundo flanco.

[040] O primeiro e o segundo flancos (20) e (22) compreendem, cada um, extremidades de montagem (38) dispostas para serem aplicadas contra a viga longitudinal (2) e a peça de soleira inferior (4) para formar superfícies de montagem com estas partes, como será descrito subsequentemente.

[041] De acordo com a forma de realização mostrada nas figuras, o primeiro flanco (20) compreende furos de fixação (32) para montar o elemento de reforço (6) no berço (cradle) do veículo.

[042] O elemento de reforço (6) é feito de uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração superior ou igual a 1200 MPa. O material apresenta uma microestrutura martensítica.

[043] A composição do aço endurecido em prensa pode compreender, por exemplo, em % em peso: 0,15 % < C < 0,5 %, 0,5 % < Mn < 3 %, 0,1 % < Si < 1 %, 0,005 % < Cr < 1 %, Ti < 0,2 %, Al < 0,1 %, S < 0,05 %, P < 0,1 %, B < 0,010 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração.

[044] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,20 % < C < 0,25 %, 1,1 % < Mn < 1,4 %, 0,15 % < Si < 0,35 %, Cr < 0,30 %, 0,020 % < Ti < 0,060 %, 0,020 % < Al < 0,060 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, 0,002 % < B < 0,004 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa está compreendida entre 1300 e 1650 MPa.

[045] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,24 % < C < 0,38 %, 0,40 % < Mn < 3 %, 0,10 % < Si < 0,70 %, 0,015 % < Al < 0,070 %, Cr < 2 %, 0,25 % < Ni < 2 %, 0,015 % < Ti < 0,10 %, Nb < 0,060 %, 0,0005 % < B < 0,0040 %, 0,003 % < N < 0,010 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa é mais elevada do que 1800 MPa. O aço pode ser revestido, por exemplo, galvanizado-recozido (galvannealed) ou galvanizado por qualquer processo adequado, tal como revestimento por imersão a quente, eletrodeposição, revestimento a vácuo.

[046] Por microestrutura martensítica, entende-se que a estrutura do aço consiste em mais de 95 % de martensita após estampagem a quente. O elemento de reforço (6) é feito de uma placa plana que é estampada a quente para formar o primeiro e segundo flancos (20) e (22) em uma única operação.

[047] O elemento de reforço obtido (6) tem uma resistência à tração muito elevada, o que o torna particularmente robusto contra a deformação.

[048] O elemento de reforço (6) acima descrito está ligado à viga longitudinal (2) por uma das suas extremidades transversais, formada pelo primeiro lado (24) do primeiro flanco (20) e pelo primeiro lado (32) do segundo flanco (22), e à peça de soleira inferior (4) pela outra das suas extremidades transversais, forma a extremidade do segundo lado (26) do primeiro flanco (20) e pelo segundo lado (34) do segundo flanco (22). De acordo com a forma de realização mostrada na Figura 2, uma parte da peça de pilar frontal interno (19) está também ligada ao segundo lado (34) e se estende entre o elemento de reforço e a peça de soleira inferior exterior (16). A junção entre a soleira inferior, o pilar frontal (18) e o elemento de reforço (6) é, portanto, particularmente robusta.

[049] As extremidades transversais do elemento de reforço (6) estão ligadas à viga longitudinal (2) e à peça de soleira inferior (4) por solda. Esta solda pode ser realizada por solda em pontos de resistência, solda por arco ou por solda a laser, as extremidades de montagem (38) do elemento de reforço (6) na viga longitudinal (2) e na peça de soleira inferior (4).

[050] De acordo com a forma de realização mostrada na Figura 4, a estrutura da carroceria na parte inferior compreende um elemento de reforço esquerdo (6) ligando a viga longitudinal esquerda (2) à peça de soleira inferior esquerda (4) e um elemento de reforço direito (6) ligando a viga longitudinal direita (2) à peça de soleira inferior direita (4).

[051] De acordo com esta forma de realização, uma viga transversal (40) se estendendo entre a viga longitudinal esquerda (2) e a viga longitudinal direita (2). A viga transversal (40) se estende ao longo do mesmo eixo transversal que os elementos de reforço esquerdo e direito (6), significando que as extremidades transversais da viga transversal (40) se estende oposta às extremidades transversais dos elementos de reforço esquerdo e direito (6) ligados à viga longitudinal esquerda e direita (2). A viga transversal (40) é, por exemplo, feita de uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração superior ou igual a 1200 MPa.

[052] A composição deste aço pode compreender, por exemplo, em % em peso: 0,15 % < C < 0,5 %, 0,5 % < Mn < 3 %, 0,1 % < Si < 1 %, 0,005 % < Cr < 1 %, Ti < 0,2 %, Al < 0,1 %, S < 0,05 %, P < 0,1 %, B < 0,010 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração.

[053] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,20 % < C < 0,25 %, 1,1 % < Mn < 1,4 %, 0,15 % < Si < 0,35 %, Cr < 0,30 %, 0,020 % < Ti < 0,060 %, 0,020 % < Al < 0,060 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, 0,002 % < B < 0,004 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa está compreendida entre 1300 e 1650 MPa.

[054] De acordo com outra forma de realização preferida, a composição de aço compreende, por exemplo, em % em peso: 0,24 % < C < 0,38 %, 0,40 % < Mn < 3 %, 0,10 % < Si < 0,70 %, 0,015 % < Al < 0,070 %, Cr < 2 %, 0,25 % < Ni < 2 %, 0,015 % < Ti < 0,10 %, Nb < 0,060 %, 0,0005 % < B < 0,0040 %, 0,003 % < N < 0,010 %, S < 0,005 %, P < 0,025 %, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração. Com esta faixa de composição, a resistência à tração da peça de aço endurecido em prensa é maior que 1800 MPa.

[055] Na utilização normal do veículo, o (s) elemento (s) de reforço têm uma função anti-torção para manter a orientação transversal e longitudinal da peça de soleira inferior em relação à viga longitudinal (2) e para manter a coesão da estrutura da carroceria do lado inferior. Para esta função, o elemento de reforço (6) também pode ser dito como uma caixa de torção.

[056] A função do (s) elemento (s) de reforço (6) no caso de uma colisão de pequena sobreposição será agora descrita em referência às figuras 5 a 8.

[057] As figuras 5 e 6 mostram, respectivamente, a partir de baixo e de cima, uma estrutura da parte inferior da carroceria de um veículo convencional, após uma colisão de pequena sobreposição e as figuras 7 e 8 mostram, respectivamente, de baixo e de cima, uma estrutura da parte inferior da carroceria do veículo de acordo com a invenção, após uma colisão de pequena sobreposição.

[058] No caso de uma colisão de pequena sobreposição, a roda (42) do veículo se estendendo em frente do pilar frontal (18) tende a rodar em direção à traseira e ao interior do veículo.

[059] Como pode ser visto comparando a Figura 5 e a Figura 7, a invenção torna possível limitar fortemente as intrusões no compartimento de passageiros. De fato, no caso de uma estrutura da parte inferior da carroceria convencional, a rotação da roda (42) esmaga a peça de soleira inferior no sentido transversal e entra no compartimento do veículo. Neste caso, como mostrado na Figura 6, o espaço (44) para receber os pés do passageiro é também esmagado entre a peça de soleira inferior e a viga longitudinal (2), o que pode ferir gravemente o passageiro.

[060] Com a estrutura da parte inferior da carroceria da invenção, o elemento de reforço (6) evita que o peça de soleira inferior entre no compartimento do veículo e reduz assim fortemente o esmagamento do espaço (44) para receber os pés do passageiro.

[061] Consequentemente, a distância d separando na direção transversal da viga longitudinal (2) da peça de soleira inferior (4) é mantida ou reduzida por uma pequena quantidade. Consequentemente, o espaço (44) para receber os pés do passageiro mantém sua integridade após o acidente e o passageiro é protegido.

[062] Como exemplo, a distância d separando na direção transversal a extremidade frontal da peça de soleira inferior e a viga longitudinal (2) é substancialmente ao redor de 290 mm no estado normal do veículo. No caso de uma colisão de pequena sobreposição, esta distância é reduzida para cerca de 160 mm em uma estrutura da parte inferior da carroceria convencional, enquanto a dita distância é reduzida em 1 ou 2 mm, ou seja, cerca de 288 mm, com a estrutura da parte inferior da carroceria da invenção.

[063] Consequentemente, a utilização do elemento de reforço (6) de acordo com a invenção, melhora muito o comportamento do veículo no caso de um impacto de pequena sobreposição.

Claims

1. ESTRUTURA DA PARTE INFERIOR DA CARROCERIA DO VEÍCULO, compreendendo um painel de assoalho (1), pelo menos uma viga longitudinal (2) se estendendo em uma direção longitudinal do veículo sob o dito painel de assoalho (1) e pelo menos uma peça de soleira inferior (4) se estendendo na direção longitudinal adjacente ao painel de assoalho (1), a estrutura da parte inferior da carroceria do veículo compreendendo ainda pelo menos um elemento de reforço (6) se estendendo em uma direção transversal perpendicular à direção longitudinal, dito elemento de reforço (6) se estende sob o painel de assoalho (1) e sendo fixado em uma de suas extremidades transversais à viga longitudinal (2) e na outra de suas extremidades transversais à peça de soleira inferior (4), a estrutura sendo caracterizada por: - o elemento de reforço (6) ser feito de uma peça de aço endurecido em prensa com uma resistência à tração superior ou igual a 1200 MPa - o elemento de reforço (6) compreender um primeiro flanco (20) se estendendo em um plano paralelo ao painel de assoalho (1) e um segundo flanco (22) se estendendo em um plano perpendicular ao primeiro flanco (20), os ditos primeiro e segundo flancos (20, 22) ambos ligando a viga longitudinal (2) à peça de soleira inferior (4), o segundo flanco (22) se estendendo em um plano formando um ângulo diferente de zero com a direção longitudinal.

2. ESTRUTURA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo elemento de reforço (6) ter uma microestrutura martensítica e em que pelo menos uma dentre viga longitudinal (2) e peça de soleira inferior (4) tem uma estrutura é parcialmente martensítica.

3. ESTRUTURA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por tanto a viga longitudinal (2), como a peça de soleira inferior (4), terem uma estrutura que não é totalmente martensítica.

4. ESTRUTURA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo primeiro flanco (20) ter uma forma triangular, um primeiro lado (24) do dito triângulo se estendendo ao longo da viga longitudinal (2), um segundo lado (26) do dito triângulo ligando a viga longitudinal (2) à peça de soleira inferior (4) e um terceiro lado (28) do dito triângulo se estendendo ao longo do segundo flanco (22).

5. ESTRUTURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo elemento de reforço (6) estar ligado à peça de soleira inferior (4) em uma extremidade frontal longitudinal (14) da dita peça de soleira inferior (4).

6. ESTRUTURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo elemento de reforço (6) ser soldado à viga longitudinal (2) e à peça de soleira inferior (4).

7. , de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela solda do elemento de reforço (6) à viga longitudinal (2) e à peça de soleira inferior (4) ser uma solda a pontos por resistência (resistance spot welding) ou uma solda por arco ou uma solda a laser.

8. ESTRUTURA O, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela composição do aço endurecido em prensa compreender, em % em peso: - 0,15% < C < 0,5%, 0,5% < Mn < 3%, 0,1% < Si < 1%, 0,005% < Cr < 1%, Ti < 0,2%, Al < 0,1%, S < 0,05%, P < 0,1%, B < 0,010%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração, ou - 0,20% < C < 0,25%, 1,1% < Mn < 1,4%, 0,15% < Si < 0,35%, Cr < 0,30%, 0,020% < Ti < 0,060%, 0,020% < Al < 0,060%, S < 0,005%, P < 0,025%, 0,002% < B < 0,004%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração; ou - 0,24% < C < 0,38%, 0,40% < Mn < 3%, 0,10% < Si < 0,70%, 0,015% < Al < 0,070%, Cr < 2%, 0,25% < Ni < 2%, 0,015% < Ti < 0,10%, Nb < 0,060%, 0,0005% < B < 0,0040%, 0,003% < N < 0,010%, S < 0,005%, P < 0,025%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis resultantes da elaboração.

9. ESTRUTURA DA PARTE INFERIOR DA CARROCERIA DO VEÍCULO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a peça de aço endurecido em prensa é revestida.

10. ESTRUTURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por compreender, ainda, um pilar frontal (18) ligado à peça de soleira inferior (4) e se estendendo em uma direção de elevação perpendicular às direções longitudinal e transversal, o dito pilar frontal (18) se estende desde uma extremidade frontal longitudinal (14) da peça de soleira inferior (4).

11. ESTRUTURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por compreender um painel de assoalho (1), uma viga longitudinal esquerda (2) e uma viga longitudinal direita (2), ambas se estendendo na direção longitudinal sob o dito painel de assoalho (1) e uma peça de soleira inferior esquerda (4) e uma peça de soleira inferior direita (4), se estendendo na direção longitudinal de cada lado do painel de assoalho (1), um elemento de reforço esquerdo (6) se estendendo entre a viga longitudinal esquerda (2) e a peça de soleira inferior esquerda (4) e um elemento de reforço direito (6) se estendendo entre a viga longitudinal direita (2) e a peça de soleira inferior direita (4), sendo os ditos elementos de reforço esquerdo e direito (6) feitos de uma peça de aço endurecido em prensa tendo uma resistência à tração maior ou igual a 1200 MPa.

12. ESTRUTURA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por compreender, ainda, uma viga transversal (40) se estendendo entre a viga longitudinal esquerda (2) e a viga longitudinal direita (2), a dita viga transversal (40) se estendendo ao longo do mesmo eixo transversal que os elementos de reforço esquerdo e direito (6); a dita viga transversal (40) sendo feita de uma peça de aço endurecido em prensa tendo uma resistência à tração maior ou igual a 1200 MPa.

13. CARROCERIA DO VEÍCULO, caracterizada por compreender uma estrutura da parte inferior da carroceria do veículo, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.