ES2207620T3 - Una unidad de interconexion para elementos estructurales. - Google Patents

Abstract

Una unidad (1) de interconexión para conectar elementos estructurales, que se caracteriza porque incluye: un elemento (2) metálico de unión con al menos un brazo (2a) en forma de canal, y que tiene la porción extrema de al menos un elemento (3) de conector para conexión a otro elemento estructural dispuesta en el mismo; y una estructura (6) de rejilla de refuerzo, hecha de un material plástico moldeado por inyección en el elemento (2) metálico de unión después de que al menos el elemento (3) de conector ha sido posicionado, estando asegurada dicha estructura (6) de rejilla tanto al elemento (2) metálico de unión como al menos dicho elemento (3) de conector.

Description

Una unidad de interconexión para elementos estructurales.

La presente invención se refiere a un conector para elementos estructurales, para su uso en el montaje de estructuras con una elevada relación de rendimiento/peso, tal como las carrocerías de los vehículos a motor.

Un objeto de la invención consiste en proporcionar una unidad de interconexión que sea a la vez simple y económica de fabricar, y que ofrezca una elevada resistencia estructural. Una unidad de interconexión de este tipo, de acuerdo con la parte pre-caracterizadora de la reivindicación 1, se encuentra descrita en el documento US-A-5741026.

Este y otros objetos se han alcanzado de acuerdo con la invención, mediante la provisión de una unidad de interconexión cuyas características principales están definidas en la reivindicación 1 anexa.

Otras características y ventajas de la invención, se pondrán de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue, proporcionada únicamente a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

Las figuras 1 y 2 son vistas en perspectiva de una unidad de interconexión de la invención;

la figura 3 es una vista en perspectiva de una unidad de interconexión de la invención durante una fase de su fabricación;

la figura 4 es una vista en perspectiva parcial de un detalle de la figura 3;

la figura 5 es una sección transversal tomada por la línea V-V de la figura 1; y

la figura 6 es una sección tomada por la línea VI-VI de la figura 1.

En las figuras 1 y 2, una unidad de interconexión de la invención está indicada generalmente como 1.

En la realización mostrada a título de ejemplo, la unidad de interconexión 1 incluye un elemento 2 de unión metálico esencialmente en forma de T, dotado de dos brazos 2a esencialmente alineados y de un brazo 2b que se extiende desde una porción 2c intermedia (véase la figura 2 en particular).

Los brazos 2a y el brazo 2b del elemento 2 de unión metálico, tienen esencialmente forma de canal. Los bordes superiores de los lados de estos brazos del elemento 2 de unión, forman pestañas respectivas que se dirigen hacia el exterior, indicadas con 2d en las figuras 3, 4 y 6. En la porción 2c intermedia, se ha formado una muesca 2e en la superficie inferior del elemento 2 de unión, con preferencia de modo que se proyecta hacia el interior de la sección en forma de canal, como puede apreciarse en las figuras 2, 3 y 6.

La muesca 2e es alargada y se extiende al menos parcialmente hacia el brazo 2b del elemento 2 de unión. Por razones que se explicarán posteriormente, una pluralidad de aberturas 2f se han formado ventajosamente en la superficie superior de la muesca 2e (véanse las figuras 3, 5 y 6).

El elemento 2 de unión está hecho preferentemente de acero, o de aluminio o de una aleación del mismo, o de magnesio o de una aleación del mismo. El elemento 2 de unión puede ser conformado mediante cualquier método conocido, por ejemplo por curvado, laminación o hidro-conformación de un metal laminado, o mediante revenido o fundición en un molde.

El elemento 2 de unión puede estar hecho ventajosamente en una sola pieza, siendo de espesor sustancialmente uniforme o bien de espesor variable. En el segundo caso, el elemento 2 de unión puede estar hecho a partir de un metal laminado multicapa y/o a partir de materiales compuestos unidos entre sí por medio del llamado método de troquelado a medida. Alternativamente, el elemento 2 de unión puede ser montado a partir de varios componentes, constituidos posiblemente por diferentes materiales y de espesores variables, estando cada componente fabricado por medio de un método de moldeo en sí conocido, y después ensamblado con los demás con la utilización de conectores fabricados con métodos conocidos.

Haciendo de nuevo referencia a las figuras 1 y 2, las porciones extremas de dos elementos 3 de conector, previstos para ser conectados (de alguna manera que no ha sido representada), con otros elementos estructurales tales como vigas maestras, tirantes, cabios, o similares, con el fin de formar estructuras complejas, se sitúan y se fijan a los brazos 2a del elemento 2 de unión.

En la realización ilustrada a título de ejemplo, estos elementos de conector forman una sección cerrada. Sin embargo, tales elementos de conector podrían tener una sección abierta.

Al igual que el elemento 2 de unión, los elementos 3 de conector están hechos ventajosamente de metal: acero, aluminio o una aleación del mismo, o magnesio o una aleación del mismo, por ejemplo.

Dependiendo de cualquier oportunidad o necesidad, los elementos 3 de conector pueden estar hechos de un material diferente al del elemento 2 de unión.

Haciendo referencia, en particular, a las figuras 3 y 4, un par de bridas de unión 2g esencialmente en forma de C, se extienden desde la superficie inferior de los brazos 2a del elemento 2 de unión. Por conveniencia, estas bridas de unión se hacen en una sola pieza con el elemento 2 de unión, por medio de operaciones que incluyen el corte y el plegado hacia arriba.

Las bridas de unión 2g del brazo 2a del elemento 2 de unión, son de un tamaño que permite que las porciones extremas de los elementos 3 de conector sean insertados en el mismo, según se muestra en las figuras 3 y 4 en particular.

En la realización ilustrada a título de ejemplo, un elemento estructural 4, hecho del mismo material que el elemento 2 de unión, se fija al brazo 2b del elemento 2 de unión. El elemento 4 estructural tiene también sección transversal en forma de canal.

El brazo 2b del elemento 2 de unión puede ser más grueso, de modo que, al estar reforzado de este modo, asegura que el esfuerzo se transfiere gradualmente a, y desde, el elemento 4 estructural. Alternativamente, según se muestra en las figuras 2 y 3, las porciones extremas del brazo 2b del elemento 2 de unión y del elemento 4 estructural se superponen respectivamente y se fijan mecánicamente, por medio de soldadura por puntos, por ejemplo. Una placa, tal como la que se ha indicado con 5 en las figuras 1, 2 y 3, podría ser fijada también al elemento 4 estructural, por medio de soldadura por ejemplo.

Durante el montaje, los elementos 3 conectores situados en las bridas de unión 2g del elemento 2 de unión, pueden asegurarse mejor mediante soldadura o adhesivo.

La unidad 1 de interconexión incluye también una estructura de rejilla de refuerzo, indicada con 6 en la figura 1. Esta estructura está hecha de material plástico, material termoplástico con preferencia, que se moldea por inyección en el elemento 2 metálico de unión después de que los elementos 3 de conector han sido posicionados y el elemento 4 estructural adicional ha sido fijado.

La estructura 6 de rejilla de refuerzo, se fija de forma segura tanto al elemento 2 metálico de unión como a los elementos 3 conectores. En la realización representada, incluye una pluralidad de paredes que se intersectan más o menos ortogonalmente, fijadas a los lados y a la parte inferior de los brazos 2a, 2b del elemento 2 de unión.

La sección transversal de la base de los nervios o paredes de la estructura 6 de rejilla puede ser agrandada para formar un cuadrado, un rectángulo, un triángulo, un trapezoide, un semicírculo, o similar, de dimensiones adecuadas como para formar una trayectoria de flujo preferente para el material plástico durante el moldeo.

Se pueden utilizar muchos métodos para fijar la estructura 6 de rejilla al elemento 2 de unión. En el ejemplo ilustrado (véanse las figuras 5 y 6 en particular), se fija a la pared de base del elemento 2 de unión en el lugar de los orificios, tales como los 2f formados a través de la muesca 2e. Durante el moldeo, se realiza una formación 7 ensanchada en cualquier lado del orificio, en la base de una de las paredes o de las particiones que forman la estructura de rejilla, o en una intersección de las mismas.

Las uniones o fijaciones entre la estructura 6 de rejilla y el elemento 2 de unión, pueden ser de varias formas: un círculo por ejemplo, o una elipse, o una forma cruciforme simétrica o asimétrica.

Por los lados de los brazos 2a, 2b del elemento 2 de unión, la estructura 6 de rejilla se fija, por ejemplo, como se ha mostrado en la figura 6. En esta disposición, se forma un reborde 8 durante el moldeo a lo largo de los bordes de la pestaña 2d de estos lados (véase la figura 2).

Durante el moldeo de la estructura 6 de rejilla de refuerzo, los elementos 3 de conector son rodeados parcialmente y fijados por medio de formaciones de material plástico moldeado que se introducen en las aberturas 2h (véase la figura 4) de la pared inferior de los brazos 2a del elemento 2 de unión por medio de la formación de las bridas de unión 2g. Estas formaciones de material plástico se han indicado con 9 en las figuras 2 y 5.

Las porciones extremas de los elementos 3 de conector del elemento 2 de unión se han fijado a la parte superior por medio de una formación adicional plana de material plástico, tal como la indicada con 10 la figura 5. Esta formación ha sido realizada en una sola pieza, con nervios 11 transversales que pueden envolver ventajosamente las bridas de unión 2g. Resulta particularmente ventajoso envolver las bridas de unión cuando los elementos 3 de conector están hechos de un material diferente al del elemento 2 de unión, puesto que evitando el contacto mediante estos diferentes materiales, resulta posible evitar que la galvanización les provoque corrosión.

Con referencia a la figura 1, las paredes 12 de cierre extremas pueden ser realizadas en una sola pieza con la estructura 6 de rejilla a través de las porciones extremas de los brazos 2a del elemento 2 de unión, con el fin de rodear de manera sellable a los elementos 3 de conector.

La estructura de rejilla puede ser fijada de manera más segura a los elementos 3 de conector por medio de disposiciones similares a las descritas con relación a la fijación de dicha estructura reticular al elemento 2 de unión.

Resulta conveniente, aunque no necesario, que la estructura 6 de rejilla disponga de porciones debilitadas que puedan servir como iniciadores de plegado, por ejemplo en caso de un choque de la estructura de la que forma parte el conector. Estas porciones debilitadas pueden consistir en áreas bien localizadas en las que las paredes o particiones que forman la estructura de rejilla sean más delgadas en sección transversal, o en porciones con una curvatura exagerada, operables para que sirvan como iniciadores de la flexión.

Naturalmente, conservando sin cambio el principio de la invención, las realizaciones y los detalles de fabricación pueden variar ampliamente respecto a los que se han descrito e ilustrado únicamente a título de ejemplo no limitativo, sin apartarse por ello del alcance de la invención, según se reivindica en las reivindicaciones anexas.

Así, por ejemplo, el elemento 2 metálico de unión podría ser precortado y posicionado a continuación en un molde accionable para proporcionar al elemento precortado la forma deseada, formando con el material plástico la estructura de rejilla, y cualesquiera otras estructuras descritas en lo que antecede, y moldeadas después por inyección.

Claims (24)

1. Una unidad (1) de interconexión para conectar elementos estructurales, que se caracteriza porque incluye:

un elemento (2) metálico de unión con al menos un brazo (2a) en forma de canal, y que tiene la porción extrema de al menos un elemento (3) de conector para conexión a otro elemento estructural dispuesta en el mismo; y

una estructura (6) de rejilla de refuerzo, hecha de un material plástico moldeado por inyección en el elemento (2) metálico de unión después de que al menos el elemento (3) de conector ha sido posicionado, estando asegurada dicha estructura (6) de rejilla tanto al elemento (2) metálico de unión como al menos dicho elemento (3) de conector.

2. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el elemento (2) metálico de unión está hecho de un material elegido entre acero, aluminio o una aleación del mismo, o magnesio o una aleación del mismo.

3. Una unidad de interconexión de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el elemento (2) metálico de unión se ha formado en una sola pieza.

4. Una unidad de interconexión de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el elemento (2) metálico de unión está hecho de capas compuestas, utilizando metal laminar soldado o vinculadas entre sí de cualquier otro modo.

5. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que al menos una brida de unión (2g) se extiende desde una superficie de al menos un brazo (2a) citado del elemento (2) de unión para encerrar la porción extrema de al menos dicho elemento (3) de conector.

6. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 5, en la que al menos dicha brida de unión (2g) ha sido formada en una sola pieza con el elemento (2) de unión mediante operaciones de curvado y de corte.

7. Una unidad de interconexión de acuerdo con las reivindicaciones 5 ó 6, en la que al menos dicha brida de unión (2g) se extiende desde la base de un brazo (2a) del elemento (2) de unión.

8. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que al menos dicho elemento (3) de conector está hecho de metal.

9. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 8, en la que al menos dicho elemento (3) de conector está hecho de un material elegido entre acero, o aluminio o una aleación del mismo, o magnesio o una aleación del mismo.

10. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que al menos dicho elemento (3) de conector está hecho de un metal diferente al del elemento (2) de unión, con formaciones separadoras realizadas con dicho material (11) plástico interpuestas entre ambos.

11. Una unidad de interconexión de acuerdo con las reivindicaciones 5 y 10, que se caracteriza porque al menos dicha brida de unión (2g) está cubierta por el material plástico que forma la citada estructura (6) de rejilla.

12. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que se han formado medios para la fijación de la estructura (6) de rejilla de refuerzo anteriormente mencionada, tales como ranuras y orificios, en el elemento (2) de unión y en al menos el citado elemento (3) de conector.

13. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 12, en la que la estructura (6) de rejilla se ha fijado al elemento de unión y al menos a dicho elemento (3) de conector por medio de formaciones (7) ensanchadas de material plástico, fijadas a dicho medio (2f) de sujeción.

14. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que el elemento (2) de unión posee al menos un brazo (2b) adicional en forma de canal, para la conexión de un elemento (4) estructural, hecho del mismo metal que el elemento (2) de unión.

15. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 14, en la que dicha estructura (6) de rejilla se extiende al menos en parte también hacia el brazo (2b) adicional citado del elemento (2) de unión.

16. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que dicha estructura (6) de rejilla posee porciones debilitadas en ciertas zonas predeterminadas, accionables para que actúen como iniciadores de plegado.

17. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 16, en la que al menos una porción debilitada es de sección transversal más delgada.

18. Una unidad de interconexión de acuerdo con las reivindicaciones 16 ó 17, en la que al menos una porción debilitada es localmente curva en un grado mayor que un valor predeterminado.

19. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque la estructura (6) de rejilla incluye una pluralidad de nervios o paredes con sección transversal ensanchada, de cualquier forma, en la base.

20. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 19, en la que la estructura (6) de rejilla posee medios para su fijación al elemento (2) de unión de una configuración predeterminada, es decir, circular, elíptica, a modo de ranura, o en forma de cruz simétrica o asimétrica.

21. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que se han formado paredes (12) de cierre extremas en una sola pieza con la estructura (6) de rejilla, que se extienden a través de la porción extrema de los brazos (2a) mencionados del elemento (2) de unión, y que circundan de manera sellable a los elementos (3) de conector.

22. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que se ha formado al menos una muesca (2e) en la base del elemento (2) de unión, en la parte de este último comprendida entre sus brazos (2a, 2b), con preferencia de modo que se proyectan hacia el interior de la sección en forma de canal de dicho elemento (2) de unión.

23. Una unidad de interconexión de acuerdo con la reivindicación 22, en la que se ha formado al menos un orificio (2f) a través de dicha muesca (2e) para fijar localmente la citada estructura (6) de rejilla de refuerzo.

24. Una unidad de interconexión de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que dicho elemento (2) metálico de unión está realizado como elemento precortado, el cual se ha configurado en un molde en el que también ha de ser moldeada por inyección la citada estructura de rejilla.