BRPI1003016A2

BRPI1003016A2 - reforço estrutural com material de união em superfìcies ortogonais

Info

Publication number: BRPI1003016A2
Application number: BRPI1003016-6A
Authority: BR
Inventors: Sebastien Delneufcourt; Francois Godillon; Gaetan Lison; Vincent Belpaire
Original assignee: Sika Technology Ag
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-04-24
Also published as: CN102001360B; EP2289771A1; US8746780B2; CN102001360A; EP2289771B2; JP2011046373A; JP5739122B2; US20110049323A1; EP2289771B1

Abstract

REFORçO ESTRUTURAL COM MATERIAL DE UNIãO EM SUPERFìCIES ORTOGONAIS. A presente invenção refere-se a um reforço (22) para instalação em um elemento estrutural (20) é descrito. O reforço inclui um carreador rígido (24) possuindo pelo menos uma primeira superfície (26) e uma segunda superfície (28). A primeira superfície (26) é substancialmente ortogonal à dita segunda superfície (28). O material de união é disposto em ambas a dita primeira superfície (26) e a dita segunda superfície (28). O reforço (22) é configurado para ser instalado em um elemento estrutural (20) de forma que a primeira superfície (26) seja substancialmente paralela a um eixo geométrico longitudinal (L) do elemento estrutural (20), e a segunda superfície (28) seja substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal (L) do elemento estrutural (20).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REFORÇO ESTRUTURAL COM MATERIAL DE UNIÃO EM SUPERFÍCIES ORTOGO- NAIS".

Antecedentes

A presente invenção refere-se a reforços estruturais que são uti- lizados em várias indústrias para fornecer suporte estrutural ou para reduzir ruído e/ou vibrações em vários produtos. Por exemplo, na indústria automo- tiva, um reforço pode ser utilizado para reforçar vigas, pilares, trilhos, nós, portas ou tetos de veículos. Reforços conhecidos comumente incluem um elemento carreador rígido e uma espuma estrutural ou adesivo estrutural (coletivamente aqui conhecidos como "materiais de união") dispostos em locais selecionados na superfície externa do carreador. O carreador é algu- mas vezes feito de metal, plástico, vidro preenchido ou híbrido de plástico e metal, ou híbrido de esteira de fibra e plástico, plástico. O material de união está comumente em um estado não expandido quando o reforço é fabricado, mas configurado para expandir em resposta a um ativador, tal como calor, e aderir às superfícies do elemento estrutural. No contexto automotivo, o calor de ativação é comumente fornecido quando o veículo é passado através da cabine de pintura.

Várias configurações de reforço conhecidas são ilustradas nas figuras 1a a 1c. Cada figura 1a a 1c é uma vista de extremidade transversal de um reforço 10 posicionado dentro de um canal 12. O reforço 10 inclui um elemento carreador 14 e material de união 16 disposto em locais seleciona- dos. Em cada modalidade, o material de união 16 é disposto nas paredes longitudinais externas do carreador 14, se estendendo ao longo do compri- mento do elemento carreador 14. De forma perceptível, nessas modalida- des, não existe material de união disposto em quaisquer superfícies do car- reador que sejam substancialmente ortogonais ao eixo geométrico longitudi- nal do elemento estrutural 12 ou reforço 10.

Desenvolveu-se um reforço com uma configuração aperfeiçoada de material de união aplicado ao carreador, que resulta em um desempenho aperfeiçoado do reforço. Sumário

Um reforço para instalação em um elemento estrutural é descri- to. O reforço inclui um carreador rígido possuindo pelo menos uma primeira superfície e uma segunda superfície. A primeira superfície é substancialmen- te ortogonal à dita segunda superfície. O material de união é disposto na dita primeira superfície e na dita segunda superfície. O reforço é configurado de forma que, quando instalado em um elemento estrutural, o material de união nas primeira e segunda superfícies se una, respectivamente, a uma superfí- cie do elemento estrutural que é substancialmente paralela ao eixo geomé- tricô longitudinal do elemento estrutural e a uma superfície que é substanci- almente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal do elemento estrutural.

Breve Descrição dos Desenhos

A descrição a seguir será compreendida de forma mais completa a partir da descrição detalhada a seguir dos desenhos ilustrativos, nos quais:

as figuras 1a a 1c são vistas transversais de reforços conheci- dos;

a figura 2 é um reforço de acordo com uma modalidade ilustrati- va;

a figura 3 ilustra um elemento estrutural ilustrativo;

a figura 4 ilustra o elemento estrutural da figura 3, com um dos painéis externos removidos;

a figura 5 ilustra o reforço das figuras 2 e 4, ilustrado em isola- mento fixado a um suporte do elemento estrutural;

a figura 6 é uma vista transversal do reforço ilustrado nas figuras 2, 4 e 5;

a figura 7 é uma vista em perspectiva de uma segunda modali- dade possuindo dois reforços posicionados dentro de um elemento estrutu- ral;

a figura 8 é uma vista transversal da disposição de reforço ilus- trada na figura 7;

a figura 9 é uma vista em perspectiva de outra modalidade de um elemento estrutural; a figura 10 é o elemento estrutural da figura 9, com um dos pai- néis removido, ilustrando o reforço posicionado dentro do elemento estrutu- ral;

a figura 11 ilustra o reforço da figura 10 em isolamento; a figura 12 é uma vista transversal do reforço na figura 11.

Descrição Detalhada

Um reforço aperfeiçoado é descrito. O reforço inclui um elemen- to carreador rígido e uma espuma estrutural ou adesivo (coletivamente aqui conhecidos como "material de união") dispostos em locais selecionados na superfície externa do elemento carreador. O elemento carreador é algumas vezes feito de metal, plástico, vidro preenchido, um híbrido de metal e plásti- co, um híbrido de plástico e esteira de fibra, plástico. O material de união está comumente em um estado não expandido (espuma estrutural) ou esta- do não curado maleável (adesivo) quando o reforço é montado, mas configu- rado para expandir e curar ou ser apertado no processo de montagem e cu- rar em resposta a um elemento de ativação, tal como calor. O reforço deve ser instalado dentro da cavidade aberta de um elemento estrutural, tal como uma coluna, canal ou pilar em um automóvel, por exemplo. O material de união é aplicado a pelo menos duas superfícies do carreador que são orto- gonais uma à outra. A primeira superfície é configurada a fim de ser instala- da de forma substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal do elemento estrutural. A segunda superfície é configurada a fim de ser instala- da substancialmente de forma ortogonal ao eixo geométrico longitudinal do elemento estrutural. O material de união é configurado para unir às superfí- cies ortogonais do elemento estrutural. Para fins dessa patente, "substanci- almente ortogonal" significa formando um ângulo com o eixo geométrico lon- gitudinal primário do elemento estrutural que tem preferivelmente cerca de 90 graus, mas também pode ter em torno de 60 ou 45 graus e 120 ou 135 graus.

A figura 2 ilustra uma modalidade de um reforço 22. O reforço 22 inclui um carreador 24 e um material de união, que é disposto pelo menos em ambas uma primeira superfície 26 e uma segunda superfície 28, que são substancialmente ortogonais uma à outra. O reforço 22 pode possuir materi- al de união em outras superfícies do carreador 24 também. O reforço 22 po- de incluir também conectores mecânicos 25 que podem ser utilizados para fixar mecanicamente o reforço 22 a um painel de um elemento estrutural.

As figuras de 3 a 6 ilustram coletivamente o reforço 22 instalado em um elemento estrutural 20 antes da ativação do material de união. A figu- ra 3 é uma vista em perspectiva de um elemento estrutural 20, que nesse caso em particular é um trilho superior dianteiro/percurso de carga (Shotgun) de um automóvel. O elemento estrutural 20 possui um eixo geométrico Iongi- tudinal primário L.

A figura 4 é uma vista em perspectiva do elemento estrutural 20 ilustrado na figura 3, mas com um dos painéis do elemento estrutural remo- vido de forma que o interior do elemento estrutural, incluindo o reforço 22, possa ser observado. Como instalado, a camada de material de união na segunda superfície 28 do carreador é substancialmente ortogonal para o eixo geométrico longitudinal L do elemento estrutural 20. Além disso, o mate- rial de união na segunda superfície 28 se apoia em uma parte do carreador 20, nesse caso um suporte 29, que é substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal L. Quando o material de união é ativado, o mesmo une a uma superfície do elemento estrutural 22 que é substancialmente pa- ralela ao eixo geométrico longitudinal Lea uma superfície do elemento es- trutural que é substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal L, isto é, o suporte 29.

A figura 5 é uma vista isolada do reforço 22 e do suporte 29. O material de união 28 na superfície ortogonal do carreador 24 expande e une ao suporte 29 quando o material de união é ativado.

A figura 6 é uma vista transversal do reforço 22 ilustrado na figu- ra 5, tirada ao longo da linha 6-6. O material de união 26 na superfície longi- tudinal do carreador 24 se apoia em uma superfície longitudinal 23 do ele- mento estrutural 22. O material de união 28 na superfície ortogonal 28 do carreador 24 se apoia no suporte 29. O material de união une às respectivas superfícies do carreador 24 durante a ativação. As uniões resultantes forma- das nas superfícies ortogonais do carreador 24 e o elemento estrutural 22 resultam em um reforço mais forte do elemento estrutural 20 do que houves- se apenas uniões entre as superfícies longitudinais do carreador 24 e as su- perfícies longitudinais do elemento estrutural 22.

As figuras de 7 a 12 ilustram várias outras modalidades. As figu- ras 7 e 8 são vistas diferentes de uma modalidade que inclui dois reforços instalados em um elemento estrutural. A figura 7 é uma vista em perspectiva com um painel do elemento estrutural 20 removido de forma que o interior do elemento estrutural 20 e os reforços instalados 22, 32 possam ser observa- dos, e a figura 8 é uma vista em corte do conjunto ilustrado na figura 7. O elemento estrutural 20 inclui o suporte 29. O primeiro reforço 22 e o segundo reforço 32 são instalados no elemento estrutural 20 em lados opostos do suporte 29. O primeiro reforço 22 inclui primeira e segunda superfícies 26, 28, ambas com material de união disposto nas mesmas. A primeira superfí- cie 26 e a segunda superfície 28 são substancialmente ortogonais uma à outra. A segunda superfície 28 se apoia no suporte 29. De forma similar, o segundo reforço 32 também inclui duas superfícies 36, 38 que são substan- cialmente ortogonais uma à outra e que incluem material de união disposto nas mesmas. A segunda superfície 38 do segundo reforço 32 apoia o supor- te 29 no lado oposto como a segunda superfície 28 do primeiro reforço 22. Um fixador mecânico 27 pode ser utilizado para conectar os primeiro e se- gundo reforços 22, 32, em torno do suporte 29. Quando instalado, o material de união nas primeiras superfícies 26, 36 de ambos os reforços 22, 32 unem a uma superfície do elemento estrutural que é substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal L. O material de união nas segundas superfícies 28,38 de ambos os reforços 22, 32 se une a uma superfície, isto é, suporte 29,que é substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal L.

As figuras de 9 a 12 ilustram outra modalidade. A figura 9 ilustra um elemento estrutural 90 possuindo um eixo geométrico longitudinal L. A figura 10 ilustra o elemento estrutural 90 com um painel removido para se observar o interior do elemento estrutural. Dentro do elemento estrutural 90 encontra-se um reforço 92 e um trilho de reforço 95. O reforço 92 inclui um carreador 94 com um material de união disposto na primeira superfície 98 e a segunda superfície 100, que são substancialmente ortogonais uma à outra. A segunda superfície 100 apoia uma superfície 96 do elemento estrutural 90 que é substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal L.

A figura 11 é uma vista isolada do reforço 92, ilustrando em mai- ores detalhes o material de união disposto nas primeira e segunda superfí- cies 98, 100. Como ilustrado na figura 11, o carreador 94 pode ter várias configurações, incluindo uma estrutura tipo colmeia.

A figura 12 é uma vista transversal do reforço 92 ilustrado na fi- gura 11, instalado no elemento estrutural 90. A figura 12 ilustra de forma me- lhor que o elemento carreador 94 inclui um elemento plano 99, com material de união disposto em ambos os lados 100, 101 do elemento plano 99. O ma- terial de união na primeira superfície 98 é configurado para unir a uma su- perfície do elemento estrutural 90 que é substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal L. O material de união nos lados opostos do elemen- to plano 99 é intercalado entre dois elementos planos 96, 97 do elemento estrutura 90 que são substancialmente ortogonais ao eixo geométrico longi- tudinal L.

A descrição acima deve ser ilustrativa e não restritiva. Muitas abordagens alternativas ou aplicações além dos exemplos fornecidos serão aparentes aos versados na técnica depois da leitura da descrição acima. O escopo da invenção deve ser determinado, não com referência à descrição acima, mas deve, ao invés disso, ser determinado com referência às reivin- dicações em anexo, juntamente com o escopo completo das equivalências às quais tais reivindicações são intituladas. É antecipado e pretendido que desenvolvimentos futuros ocorrerão na técnica discutida aqui, e que os sis- temas e métodos descritos serão incorporados em tais exemplos futuros. Em suma, deve-se compreender que a invenção é passível de modificação e variação e é limitada apenas pelas reivindicações a seguir.

As presentes modalidades foram particularmente ilustradas e descritas, que são meramente ilustrativas dos melhores modos. Deve ser compreendido pelos versados na técnica que várias alternativas às modali- dades descritas aqui podem ser empregadas na prática das reivindicações sem se distanciar do espírito e escopo como definido nas reivindicações em anexo. Pretende-se que as reivindicações a seguir definam o escopo da in- venção e que o método e aparelho dentro do escopo dessas reivindicações e suas equivalências sejam cobertos. Essa descrição deve ser compreendi- da incluindo todas as combinações novas e não óbvias dos elementos des- critos aqui, e as reivindicações podem ser apresentadas nesse pedido ou em pedido posterior para qualquer combinação nova e não óbvia desses ele- mentos. Além disso, as modalidades acima são ilustrativas, e nenhum ele- mento ou característica único é essencial para todas as possíveis combina- ções que possam ser reivindicadas nesse ou em qualquer pedido posterior.

Todos os termos utilizados nas reivindicações devem receber suas construções razoáveis mais amplas e seus significados normais como compreendido pelos versados na técnica a menos que uma indicação explí- cita do contrário seja feita aqui. Em particular, o uso de artigos no singular tal como "um", "uma", "o", "a", "dito", "dita", etc. deve ser lido para recitar um ou mais dos elementos indicados a menos que uma reivindicação recite uma limitação explícita do contrário.

Claims

1. Reforço (22) para instalação em um elemento estrutural (20) possuindo um eixo geométrico longitudinal (L)1 compreendendo: um carreador rígido (24) possuindo pelo menos uma primeira superfície (26) e uma segunda superfície (28), em que a dita primeira super- fície (26) é substancialmente ortogonal à dita segunda superfície (28); o material de união disposto na dita primeira superfície (26) e na dita segunda superfície (28); e em que o reforço (22) é configurado a fim de ser instalado no e- lemento estrutural (20) de forma que a dita primeira superfície (26) seja substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal (L) e a dita se- gunda superfície (28) seja substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal (L).

2. Reforço, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito car- reador rígido (24) é feito de um dos seguintes: metal, plástico, vidro preen- chido ou hibrido de metal e plástico, ou hibrido de plástico e esteira de fibra, plástico.

3. Reforço, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito ma- terial de união compreende um dos seguintes: espuma estrutural e adesivo curável por calor.

4. Reforço, de acordo com a reivindicação 1, em que o elemento estrutural (20) forma uma cavidade aberta em um automóvel.

5. Reforço, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito car- reador (24) compreende uma estrutura tipo colmeia.

6. Método de montagem de um elemento estrutural (20) com- preendendo: a instalação de um reforço (22) no elemento estrutural (20), o re- forço (22) possuindo um carreador rígido (24) e um material de união dispos- to em uma primeira superfície (26) e em uma segunda superfície (28), a dita segunda superfície (28) sendo substancialmente ortogonal à dita primeira superfície (26); e a ativação do dito material de união para fazer com que o mes- mo una as ditas primeira e segunda superfícies (26, 28) do dito carreador (24) às superfícies correspondentes do elemento estrutural (20).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, em que a dita etapa de ativação compreende a aplicação de calor acima de um nível limite pre- determinado.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, em que a dita etapa de ativação compreende a aplicação de calor com relação à aplicação de tinta a um veículo automotivo.

9. Subconjunto de elemento estrutural, compreendendo: um primeiro reforço (20) possuindo um carreador rígido (24) e um material de união disposto em uma primeira superfície (26) e em uma segunda superfície (28) do dito carreador (24) do dito primeiro reforço (22), a dita segunda superfície (28) sendo substancialmente ortogonal à dita primei- ra superfície (26); um segundo reforço (32) possuindo um carreador rígido e um material de união disposto em uma primeira superfície (36) e em uma se- gunda superfície (38) do dito carreador do dito segundo reforço (32), a dita segunda superfície (38) sendo substancialmente ortogonal à dita primeira superfície (36); e um elemento rígido substancialmente plano (28) conectado entre as ditas respectivas segundas superfícies (28, 38) dos ditos primeiro e se- gundo reforços (22, 32).

10. Subconjunto de elemento estrutural, de acordo com a reivin- dicação 9, em que o dito primeiro reforço (22), o dito segundo reforço (32) e o dito elemento rígido substancialmente plano (28) são conectados juntos por um conector mecânico (27).

11. Subconjunto de elemento estrutural, de acordo com a reivin- dicação 9, em que o dito elemento rígido substancialmente plano (28) é con- figurado para ser fixado a um elemento estrutural (20).

12. Subconjunto de elemento estrutural, compreendendo: um elemento estrutural (90); um reforço (92) disposto no dito elemento estrutural (90), o dito reforço (92) possuindo um carreador rígido (94), o dito carreador rígido (94) possuindo um elemento plano (99); o material de união disposto em uma primeira superfície (98) do dito carreador (94) e em ambos os lados (100, 101) do dito elemento plano (99), o dito elemento plano (99) sendo substancialmente ortogonal à dita primeira superfície (98) e intercalado entre um par de elementos planos (96, -97) do dito elemento estrutural (90).