ES2203586T3 - Chasis para vehiculo y metodo de fabricacion de vigas longitudinales para el mismo. - Google Patents

Chasis para vehiculo y metodo de fabricacion de vigas longitudinales para el mismo.

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ES2203586T3
ES2203586T3 ES01900062T ES01900062T ES2203586T3 ES 2203586 T3 ES2203586 T3 ES 2203586T3 ES 01900062 T ES01900062 T ES 01900062T ES 01900062 T ES01900062 T ES 01900062T ES 2203586 T3 ES2203586 T3 ES 2203586T3
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Abstract

Chasis para un vehículo, chasis que es del tipo con cuello de cisne y comprende por lo menos dos vigas longitudinales (6), siendo reducida en altura la parte delantera de las vigas longitudinales (6), de manera que dicho cuello de cisne está formado por un cambio de altura de las vigas longitudinales (6); por lo menos una viga transversal (7) y por lo menos un eje de rueda (11), de modo que por lo menos las vigas longitudinales (6) están hechas de un material compuesto consistente en material sintético con fibras de refuerzo, caracterizado por el hecho de que el material sintético del material compuesto, con el que están hechas por lo menos las vigas longitudinales (6), es un material sintético termoplástico, en que la altura de la parte delantera de las vigas longitudinales (6) se reduce mediante deformación plástica.

Description

Chasis para vehículo y método de fabricación de vigas longitudinales para el mismo.
El invento se refiere a un chasis para un vehículo, chasis que es del tipo con cuello de cisne y comprende por lo menos dos vigas longitudinales, siendo reducida en altura la parte delantera de las vigas longitudinales, de manera que dicho cuello de cisne está formado por un cambio de altura de las vigas longitudinales; por lo menos una viga transversal y como mínimo un eje de rueda, de modo que por lo menos las vigas longitudinales están hechas de un material compuesto consistente en material sintético con fibras de refuerzo.
Como vehículo se entiende, en este caso, un vehículo remolcado así como un vehículo automóvil, con por lo menos un eje en ambos extremos, así como por lo menos un eje únicamente en el extremo posterior.
En particular, pero de modo no exclusivo, el invento hace referencia a un semirremolque, con uno o más ejes en el extremo posterior.
Se describe un chasis de este tipo para vehículo en la solicitud internacional de patente núm. 97/48589.
Las vigas longitudinales, y preferiblemente también las vigas transversales y los caballetes mediante los cuales los ejes de rueda están posiblemente conectados a las vigas longitudinales, están hechos de una resina termoestable, como poliester, reforzado con fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida o similares.
Sin embargo, dichos materiales compuestos presentan sensibilidad al envejecimiento, y al cabo de un cierto periodo de tiempo, las vigas y otras piezas formadas con tales materiales compuestos mostrarán fisuras microscópicas.
Además, tales materiales compuestos son difíciles de reciclar.
La fijación de las vigas transversales y los caballetes en las vigas longitudinales se realiza por medio de cola, por cuyo motivo las conexiones son de difícil inspección.
La deformación de una viga longitudinal, que en la mayoría de los casos se produce por armazones de tracción y que consiste en un material compuesto junto con un material termoestable sintético, resulta difícil, a consecuencia de lo cual no puede fabricarse de manera económica un semirremolque con una pieza denominada en cuello de cisne.
Uno de los objetos del invento es resolver estos inconvenientes y proporcionar un chasis que tenga buenas propiedades mecánicas las cuales se mantengan al cabo de un cierto periodo de tiempo, chasis que puede comprender otras conexiones en vez de conexiones con cola y al que pueda darse la forma deseada con más facilidad.
De acuerdo con el invento, este objeto se consigue por el hecho de que material sintético del material compuesto, con el que están hechas por lo menos las vigas longitudinales, es un material sintético termoplástico, y en que la altura de la parte delantera de las vigas longitudinales se reduce mediante deformación plástica.
Dado que el material compuesto comprende material termoplástico sintético, de hecho es fácil hacerlo deformable al calentarlo.
Preferiblemente, las vigas longitudinales tienen dos flancos laterales y, en la parte delantera de dichas vigas, los flancos laterales verticales se doblan o comban, preferiblemente hacia al exterior, gracias a una deformación termoplástica.
En la parte delantera de las vigas, los flancos laterales verticales se doblan de manera que dos porciones longitudinales adyacentes de cada flanco están en contacto una con otra. Dichas porciones pueden estar encoladas o soldadas entre sí.
Son materiales sintéticos adecuados el polipropileno y la poliamida.
Preferiblemente, también la viga transversal está hecha de un material compuesto con material termoplástico sintético y, en caso de que el eje de la rueda esté conectado a una viga longitudinal por medio de un caballete, de acuerdo con una forma de realización especial, también dicho caballete consiste en material compuesto con material termoplástico sintético.
La viga transversal y, posiblemente, los caballetes pueden estar encolados a la viga longitudinal, pero no obstante están preferiblemente soldados a la misma.
El invento también hace referencia a un método que es particularmente adecuado para la fabricación de vigas longitudinales para el antes mencionado chasis con parte en cuelo de cisne.
Por tanto, el invento hace referencia a un método para la fabricación de una viga longitudinal de un chasis para vehículo con una parte en cuello de cisne, viga longitudinal que comprende un núcleo hueco con flancos laterales, de acuerdo con cuyo método la viga longitudinal está hecha de un material sintético y fibras de refuerzo, con una sección transversal constante a todo lo largo de la misma, y que se caracteriza por el hecho de que la viga longitudinal está hecha de un material termoplástico sintético con fibras de refuerzo, primero con una sección transversal constante, y que a continuación sea calentada localmente hasta que puede ser deformada y que, finalmente, bajo la influencia de presión, se deforma de manera que los flancos laterales de la misma se doblen o comben de manera que se reduce la altura de la misma.
Con el propósito de mostrar mejor las características del invento, a continuación se describen, a modo de ejemplo sin ningún carácter limitativo, algunas formas de realización preferidas de un chasis y de un método para fabricar una viga longitudinal para el mismo, de acuerdo con el invento, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 representa un vehículo con un chasis de acuerdo con el invento;
La figura 2 representa, a mayor escala, la porción indicada con F2 en la figura 1;
La figura 3 representa, en perspectiva, la sección transversal de acuerdo con la línea III-III de la figura 2;
La figura 4 representa, a mayor escala, una sección transversal de acuerdo con la línea IV-IV de la figura 1;
La figura 5 representa una vista lateral de una viga longitudinal utilizada para fabricar el chasis de las figuras anteriores;
La figura 6 representa una sección transversal de acuerdo con la línea VI-VI de la figura 5;
La figura 7 representa una vista lateral análoga a la de la figura 5, pero sin embargo una vez la viga longitudinal ha sido conformada tal como puede verse en el chasis de las figuras 1 a 4;
La figura 8 representa una sección transversal de acuerdo con la línea VIII-VIII de la figura 7;
La figura 9 representa una sección transversal de acuerdo con la línea IX-IX de la figura 7;
La figura 10 representa una sección transversal de acuerdo con la línea XX de la figura 9;
La figura 11 representa una sección transversal similar a la de la figura 10, pero perteneciente a otra forma de realización del invento;
La figura 12 representa una sección transversal de acuerdo con la línea XII-XII de la figura 11, a una mayor escala; y
La figura 13 representa, en perspectiva, una sección transversal similar a la de la figura 3, pero perteneciente a la forma de realización de las figuras 11 y 12.
En la figura 1 se representa una combinación de un tractor de camión 1 con un vehículo de acuerdo con el invento, el cual forma un semirremolque 2, en que el semirremolque 2 es del tipo con el denominado cuello de cisne y consiste en un modo usual de chasis 3 que se apoya por la parte posterior sobre dos juegos de ruedas 4 y sobre el que existe un piso 5 y una superestructura, no representada.
El chasis 3 está formado sustancialmente por dos vigas longitudinales huecas 6 y vigas transversales 7 montadas entre ellas.
Tanto las velas longitudinales 6 como las vigas transversales 7 están hechas de material compuesto que consiste en material termoplástico sintético reforzado con fibras.
Son materiales termoplásticos sintéticos adecuados, entre otros, el polipropileno y la poliamida, mientras que las fibras de refuerzo apropiadas son, entre otras, fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de kevlar o fibras de aramida.
Las vigas longitudinales 6 tiene un perfil I con un núcleo hueco y consiste en un ala superior 8, un ala inferior 9 y dos flancos laterales 10 situados entre ellas. Pueden estar compuestas por varios perfiles básicos fijados entre sí, así como consistir en una sola pieza, tal como en el ejemplo representado.
Dichas vigas longitudinales 6 son fabricadas, por ejemplo, mediante técnicas tales como "moldeo por compresión continua".
Tal como se ha representado con detalle en la figura 2, los juegos de ruedas 4 consisten sustancialmente en un eje de rueda 11 que nace en cojinetes 12 conectados al chasis 3 de manera elástica, y ruedas 13 fijadas a los extremos del eje de rueda 11.
El montaje elástico de cada cojinete 12 con respecto a una viga longitudinal 6 se lleva a cabo, tal como se ha representado con detalle en la figura 2, por intermedio de una pieza de fijación, un denominado caballete 14 que está situado en la parte superior entre los dos flancos laterales 10 de la viga longitudinal 6, en el lugar de una interrupción 15 en el ala inferior 9 y, posiblemente, también en una interrupción en el ala superior 8 de esta viga longitudinal 6.
Dicho caballete 14 tiene la forma de un elemento tubular que llega hasta el borde superior de la viga longitudinal 6 y que, debajo de esta viga longitudinal 6, tiene el costado posterior achaflanado.
El caballete 14 puede estar hecho de acero o aluminio, pero preferiblemente también está hecho de material compuesto con un material termoplástico sintético, por ejemplo, mediante el denominado método "aplicado a mano" o formado bajo calor y presión, el denominado "moldeo a compresión". Esta técnica mencionada en último lugar consiste en aplicar el material sintético y las fibras de refuerzo o una estera de fibras previamente impregnadas dentro de un molde calentado y luego prensar la mezcla de polímero y material de refuerzo para darle la forma deseada, utilizando alta presión, por ejemplo de aproximadamente 100 toneladas por metro cuadrado.
El extremo del caballete 14 situado entre los flancos laterales 10 va fijado a dichos flancos laterales 10 con dos paredes laterales planas, por ejemplo, encoladas a los mismos, pero preferiblemente soldadas. Posiblemente, la fijación aún puede reforzarse con tornillos.
Debajo de la viga longitudinal 6, el caballete 14 puede ensancharse algo.
En el extremo más bajo del caballete 14, va fijado un resorte de lámina 17, posiblemente de manera oscilante. A una distancia del caballete 14, el cojinete 12 va fijado al resorte de lámina 17 por medio de elementos de fijación 18.
Entre el cojinete 12 y una situación del caballete 14 situado debajo de la viga longitudinal 6, existe un amortiguador 19, mientras entre el extremo libre del resorte de lámina 17 y la viga longitudinal 6, hay un fuelle de aire 20 que está conectado a una fuente de aire comprimido de un modo no representado en las figuras.
Cada una de las vigas transversales 7 consiste en un cuerpo tubular cilíndrico 21 y bridas redondas 22 en ambos extremos. El cuerpo 21 también está hecho del antes mencionado material compuesto, posiblemente por bobinado de tracción o bobinado de refuerzo.
El bobinado de tracción es una variante del armazón de tracción, en que se enrollan una o más capas de fibras de refuerzo sobre un mandril, capas que antes y/o después de aplicarse son impregnadas con un material sintético, después de lo cual el conjunto es estirado a través de un elemento de extrusión, para luego dejar que el material sintético endurezca.
En bobinado de refuerzo es un método en que se enrollan fibras o cintas de refuerzo, impregnadas con material sintético, sobre un mandril o cilindro rotativo, después de lo cual endurece el material sintético.
Las bridas 22 se fabrican por separado del mismo material compuesto, preferiblemente mediante el antes citado "moldeo a compresión", y se sueldan o encolan a los extremos del cuerpo 21, preferiblemente con una cola de dos componentes, tal como cola epoxy.
En lugar de bridas 22 formadas por separado, el cuerpo 21 puede estar provisto de un ensanchamiento a ambos extremos, de manera que la viga transversal 7 puede estar hecha de una pieza.
Las vigas transversales 7 van fijadas con sus bridas 22 o ensanchamiento a un flanco lateral 10 de una viga longitudinal 6, por ejemplo encolada con una cola flexible, tal como una cola de dos componentes, pero preferiblemente son soldadas. Posiblemente, la conexión aún puede reforzarse con tornillos.
También puede disponerse una viga transversal, del modo antes descrito, entre las piezas de dos caballetes opuesto 14 que sobresalen por el costado inferior.
La construcción tubular obtenida de las vigas longitudinales 6 proporciona vigas más ligeras con una especial resistencia a la torsión. Las vigas transversales 7 no sólo mantienen las dos vigas longitudinales en su lugar sino que también acogen las fuerzas de torsión del chasis 3 en sentido longitudinal.
El hecho de que la parte superior del caballete 14 sobresale entre los flancos laterales 10 de una viga longitudinal 6, permite soldar o encolar dicho caballete 14 a dos paredes laterales verticales, lo cual proporciona una muy gran superficie de contacto y se evita una carga concentrada sobre la viga longitudinal 6.
Si es necesario, cerca de los ejes de rueda 11, las vigas longitudinales 6 pueden reforzarse por sus costados inferiores mediante vigas longitudinales complementarias.
Como el semirremolque 2 es del tipo con un denominado cuello de cisne, el costado inferior de las vigas longitudinales 6, en la parte delantera o porción frontal, queda desplazada en sentido vertical a fin de quedar situado encima de la parte posterior del camión tractor 1. Esto se consigue reduciendo la altura de las vigas 6 en su parte delantera.
Tal como se ha representado en la figura 4, el semirremolque 2 antes descrito puede comprender una placa de acoplamiento 23 en la parte delantera, consistente del mismo material sintético que las vigas longitudinales 6, placa que va fijada al costado inferior de estas últimas, por ejemplo soldada a las mismas, y lleva debajo el perno 24 mediante el cual el semirremolque 2 puede conectarse a la placa central 25 del camión tractor 1.
Dado que las vigas longitudinales 6 están hechas de un material compuesto con un material termoplástico sintético, es posible darles la forma antes mencionada de manera sencilla a fin de formar el cuello de cisne.
En las figuras 5 y 6 se representa con detalle una tal viga longitudinal 6 con un perfil hecho de una pieza, de la manera como se fabrica en primer lugar.
A continuación, la parte delantera de la misma se calienta hasta que puede deformarse el material compuesto, después de lo cual la parte delantera del costado inferior de la viga longitudinal 6 se deforma hasta adoptar la forma antes citada que se ha representado con detalle en las figuras 7 y 10.
Dicha deformación se realiza bajo presión, de modo que la presión puede ser una presión exterior que se ejerce, por ejemplo mediante una prensa hidráulica. Esta prensa empuja, por ejemplo con un punzón, sobre el ala inferior 9, mientras que se soporta el ala superior 8.
Dicha presión externa también puede ser la presión atmosférica en el caso de que se crea un vacío parcial o vacío en la viga longitudinal hueca 6.
En ambos casos, los dos flancos laterales 10 del núcleo de la viga longitudinal 6, que pueden deformarse por medio de calor, se doblarán, preferiblemente hacia al exterior, tal como se ha representado con detalle en las figuras 8 y 9.
Se obtiene una tal deformación que las paredes laterales suelen doblarse hasta que dos porciones longitudinales adyacentes 26 de un flanco lateral 10 se mueven una hacia la otra. Una vez una contra otra, dichas porciones se sueldan o encolan entre sí.
A fin de soldar dichas porciones 26 una a otra, se incorpora un alambre calefactor 27, por ejemplo un alambre de carbón, en una o en cada una de dichas porciones 26. Para soldar las porciones 26, se envía una corriente eléctrica a través de los cables 27.
Es obvio que la forma de las vigas longitudinales 6 no queda limitada a la representada y que tales vigas 6 no tienen que ser necesariamente perfiles en I.
Las figuras 11 a 13 muestran una viga longitudinal 6 con una forma distinta, especialmente con una diferente sección transversal, que es rectangular.
La reducción de altura en la parte delantera de las vigas longitudinales 6 para formar el cuello de cisne se obtiene del mismo modo descrito antes y representado en la figura 12.
Con dichas vigas 6, el caballete 14 no es tubular sino que comprende dos placas paralelas 28 de material termoplástico, estando el extremo superior de las cuales encolado o soldado a los flancos laterales 10 de una viga 6, tal como puede verse en la figura 13.
El invento no queda limitado a las formas de realización antes descritas y representadas en las figuras, sino que dicho chasis puede hacerse con diferentes variantes sin apartarse del ámbito del invento, tal como se define en las reivindicaciones 1 a 16.

Claims (16)

1. Chasis para un vehículo, chasis que es del tipo con cuello de cisne y comprende por lo menos dos vigas longitudinales (6), siendo reducida en altura la parte delantera de las vigas longitudinales (6), de manera que dicho cuello de cisne está formado por un cambio de altura de las vigas longitudinales (6); por lo menos una viga transversal (7) y por lo menos un eje de rueda (11), de modo que por lo menos las vigas longitudinales (6) están hechas de un material compuesto consistente en material sintético con fibras de refuerzo, caracterizado por el hecho de que el material sintético del material compuesto, con el que están hechas por lo menos las vigas longitudinales (6), es un material sintético termoplástico, en que la altura de la parte delantera de las vigas longitudinales (6) se reduce mediante deformación plástica.
2. Chasis de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las vigas longitudinales (6) tiene dos flancos laterales (10) y, que en la parte delantera de dichas vigas longitudinales (6) los flancos laterales verticales (10) se doblan o comba, gracias a una deformación termoplástica.
3. Chasis de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que en la parte delantera de las vigas (6) los flancos laterales verticales (10) están doblados hacia fuera.
4. Chasis de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que en la parte delantera de las vigas (6), los flancos laterales verticales (10) se doblan de manera que dos porciones longitudinales adyacentes (26) de cada flanco (10) están en contacto uno con otro y preferiblemente encoladas o soldadas entre sí.
5. Chasis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el material sintético es polipropileno o poliamida.
6. Chasis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la viga transversal (7) está fabricada de material compuesto con material termoplástico sintético.
7. Chasis de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la viga transversal (7) está soldada o encolada por sus extremos a las vigas longitudinales (6).
8. Chasis de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la viga transversal (7) lleva en sus extremos una brida (22) o un ensanchamiento y está soldada o encolada a un flanco lateral (10) de dos vigas longitudinales (6).
9. Chasis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el eje de rueda (11) va conectado a una viga longitudinal por intermedio de caballetes (14) que también están hechos de material compuesto con material termoplástico sintético, estando los caballetes (14) soldados o encolados a las vigas longitudinales (6).
10. Chasis de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que las vigas longitudinales (6) tienen dos flancos laterales (10) y en que sobresale un caballete (14) con su extremo superior en la viga longitudinal (6), entre los dos flancos laterales (10), cuyo extremo, con dos paredes laterales planas, va soldado o encolado a dichos flancos laterales (10).
11. Chasis de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que las vigas longitudinales (6) tienen dos flancos laterales (10) y en que el caballete (14) comprende dos placas (28) de material termoplástico, que van soldadas o encoladas a los flancos laterales (10) de una viga longitudinal (6).
12. Método para la fabricación de una viga longitudinal para un chasis para vehículo con una parte en cuello de cisne, comprendiendo la viga longitudinal (6) un núcleo hueco con flancos laterales (6), de acuerdo con cuyo método la viga longitudinal está hecha de un material sintético y fibras de refuerzo, caracterizado por el hecho de que la viga longitudinal (6) está hecha de un material termoplástico sintético con fibras de refuerzo, primero con una sección transversal constante, y que a continuación parte de la misma, destinada a formar la porción delantera, se calienta hasta que puede ser deformada y que, finalmente, dicha porción se deforma, bajo la influencia de presión, de manera que los flancos laterales (10) de la misma se doblen a fin de reducir la altura de la misma.
13. Método de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que en dicha parte de la viga (6) los flancos laterales (10) están doblados hacia al exterior.
14. Método de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que en dicha parte de la viga (6), los flancos laterales (10) son doblados exteriormente hasta que las dos porciones longitudinales adyacentes (26) de un blando (10) entren en contacto una con otra.
15. Método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que las porciones longitudinales (26) de un flanco lateral (10) se sueldan o encolan entre sí.
16. Método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que las porciones longitudinales (26) de un flanco lateral (10) se sueldan entre sí por medio de una corriente eléctrica enviada a través de por lo menos un alambre calefactor (27) insertado en por lo menos una de las porciones (26), por ejemplo un alambre de carbón.
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