ES2216488T3 - Refuerzo de union tridimensional de material compuesto para un vehiculo automovil. - Google Patents
Refuerzo de union tridimensional de material compuesto para un vehiculo automovil.Info
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Abstract
Un miembro (22) de refuerzo de unión para una estructura hueca (13), tridimensional, de un vehículo automóvil (10), que comprende: una parte portadora que tiene una superficie exterior, teniendo dicha parte portadora una parte de base (30) con una primera prolongación (32) con un primer eje geométrico longitudinal (34) que se extiende desde ella, que tiene una segunda prolongación (32) con un segundo eje geométrico longitudinal (34) que se extiende desde ella y en ángulo con respecto a dicho primer eje geométrico longitudinal y que tiene una tercera prolongación (32) con un tercer eje geométrico longitudinal (34) que se extiende desde ella y en ángulo con respecto a dichos ejes geométricos longitudinales primero y segundo, correspondiendo dichos ángulos comprendidos entre dicho primer eje longitudinal, dicho segundo eje longitudinal y dicho tercer eje longitudinal a dicha estructura hueca; y una capa de adhesivo (38) térmicamente expandible, dispuesta en dicha superficie exterior y que cubre sustancialmente a dicha superficie exterior.
Description
Refuerzo de unión tridimensional de material
compuesto para un vehículo automóvil.
El presente invento se refiere, en general, al
refuerzo de miembros estructurales huecos y, más específicamente,
al refuerzo de estructuras huecas de vehículos automóviles que son
generalmente inaccesibles tras su montaje.
La resistencia al choque, las normas vigentes
sobre economía de combustible y la rigidez estructural son
cuestiones fundamentales, importantes en el diseño estructural de
automóviles. Las normas sobre economía de combustible dictan el uso
de materiales más ligeros. Esto, usualmente, se traduce en una
reducción del grosor de los materiales o en el uso de material más
ligero. La resistencia al choque dicta el uso de materiales más
gruesos, al menos en áreas localizadas. La rigidez estructural
también requiere, típicamente, un incremento de material.
El uso de materiales compuestos que son,
generalmente, más fuertes y más ligeros que sus contrapartidas
metálicas, ha aumentado en el transcurso de los años. El inventor
de la presente ha sido pionero en un nuevo enfoque para el refuerzo
de piezas estructurales mediante el refuerzo localizado de regiones
críticas empleando resinas térmicamente expandibles, cargadas con
microesferas, tales como: una viga de material compuesto para
puertas que tiene un alma a base de resina que ocupa un tercio del
ánima de un tubo metálico; una viga de estratificado, hueca,
caracterizada por una elevada relación entre rigidez y masa y
dotada de una parte exterior que está separada de un tubo interno
mediante una delgada capa de espuma estructural; un refuerzo de
inserción portador en forma de W que lleva un cuerpo de espuma para
uso en el refuerzo de una viga hueca; un mamparo que utiliza una
espuma térmicamente expandible para proporcionar un refuerzo
localizado de un carril para la unión de una cuna de motor o
similar.
Las uniones son, en los vehículos automóviles,
las partes más débiles de la estructura. La rigidización de la unión
mejora la rigidez global y las características de marcha del
vehículo. En la formación de la carrocería del vehículo automóvil,
varios miembros estructurales/paneles de carrocería se sueldan o se
unen entre sí. Típicamente, las uniones son huecas por naturaleza.
La estructura hueca permite el flujo de recubrimiento electrolítico
a través de los miembros estructurales para incrementar la
resistencia a la corrosión. Los fabricantes de automóviles han
utilizado diversas técnicas para aumentar la rigidez de las uniones
en un vehículo. Típicamente, las soluciones han supuesto incrementar
sustancialmente la masa, el tamaño y/o la complejidad de las uniones
para incrementar así la rigidez. Al aumentar la masa de las
uniones, se ha reducido un precioso espacio de empaquetado.
Asimismo, se ha incrementado el peso de la estructura debido a su
masa.
El documento
WO-A-97/43501 describe una viga
reforzada que tiene una estructura interna de viga en I con capas
de espuma adhesiva opuestas. Las capas de espuma son extrudidas,
cortadas a su longitud y dispuestas sobre superficies opuestas a la
viga en I. Cuando se calienta la viga de refuerzo, las capas
adhesivas se expanden para asegurar la viga en I en su sitio.
El documento
DE-A-19603098 describe un habitáculo
de pasajeros con montantes B rigidizados para coches abiertos o
descapotables. La celda tiene un miembro de refuerzo tubular
adicional en cada montante B. El miembro de refuerzo está
rígidamente conectado cerca del umbral longitudinal y puede fijarse
a las secciones en forma de caja de éste y del montante B mediante
placas de diafragma.
El documento
WO-A-98/02689 describe un miembro
estructural reforzado que tiene una estructura estratificada en
forma de canal, obtenida de una pieza metálica estampada, una
lámina en forma de canal y una capa intermedia de espuma
estructural. El miembro estructural reforzado se forma prensando una
preforma de lámina/resina hasta obtener un canal y expandiendo
térmicamente la resina para formar una espuma estructural.
Por tanto, un objeto del invento es reforzar una
unión en un vehículo automóvil sin tener que incrementar la
cantidad de chapa requerida en la unión.
De acuerdo con el presente invento, se
proporciona un miembro de refuerzo de uniones de acuerdo con la
reivindicación 1 y un método de reforzar una estructura hueca
tridimensional de un vehículo automóvil de acuerdo con la
reivindicación 16.
En un aspecto, el presente invento proporciona
una parte portadora que tiene una superficie exterior. La
superficie exterior tiene una pluralidad de prolongaciones que se
adaptan a la unión en la que ha de colocarse el refuerzo de unión.
Una capa de adhesivo está dispuesta en la superficie exterior de la
parte portadora. La superficie exterior está cubierta
sustancialmente por la capa de adhesivo. La capa de adhesivo está
formada de un material de resina térmicamente expandible.
En otro aspecto, el invento proporciona un método
de formar un miembro de refuerzo. El método comprende las
operaciones de proporcionar una parte portadora; aplicar una capa
de material adhesivo a la parte portadora; calentar la parte
portadora y la parte adhesiva; y unir la parte adhesiva al miembro
estructural.
En todavía otro aspecto, el presente invento
proporciona un método de formar una carrocería de automóvil que
tiene, al menos, dos miembros de carrocería. El conjunto de los
miembros de carrocería define un espacio entre ambos. El método
incluye las operaciones de formar un miembro de refuerzo aplicando
una capa de material adhesivo a una parte portadora; introducir el
miembro de refuerzo en el espacio; y calentar los miembros de
carrocería y la parte portadora con la capa de adhesivo de forma
que el material adhesivo se una a los miembros de carrocería.
Una ventaja del presente invento es que puede
preverse un espacio de empaquetado reducido para los miembros de
carrocería. Ello se debe, en parte, al hecho de que puede
utilizarse chapa más delgada en todos los miembros de carrocería al
haberse reforzado las uniones estructurales. Esto tiene como
consecuencia una deseable reducción global del peso del vehículo
automóvil.
Otras características y ventajas del invento
resultarán evidentes a partir de la Descripción Detallada, que debe
leerse en conjunto con los dibujos, en los que:
la Figura 1 es una vista en perspectiva, con
arranque, de un vehículo automóvil que tiene un miembro de refuerzo
estructural;
las Figuras 2a y 2b son vistas en perspectiva de
dos partes de un miembro portador;
la Figura 3 es una vista en perspectiva de un
portador envuelto con una capa de adhesivo;
la Figura 4 es una vista en planta de una lámina
de material adhesivo que ha de ser aplicada a un portador;
la Figura 5 es un viste en sección de un portador
dentro de un molde;
la Figura 6 es una vista en sección de un miembro
de refuerzo en una estructura hueca de un vehículo automóvil; y
la Figura 7 es una vista en sección alternativa
de un miembro de refuerzo que tiene un interior de espuma en una
estructura hueca de un vehículo automóvil.
En las siguientes figuras, se utilizarán números
de referencia similares para representar componentes similares. Las
figuras ilustran un miembro portador que tiene una forma
particular. Sin embargo, a los expertos en la técnica les
resultarían evidentes otras formas y tamaños para un refuerzo de
unión, basándose en las enseñanzas de esta memoria.
Refiriéndonos ahora a la Figura 1, en ella se
muestra un vehículo automóvil 10 que tiene una unión 12. La unión
12 es una estructura hueca 13 definida por un panel interior 14 de
cuarto trasero, un panel exterior 16 de cuarto trasero, un panel
interior 18 de puerta y un panel exterior 20 de puerta. Un miembro
de refuerzo 22 está introducido en la estructura hueca 13 para
reforzar la unión 12. Aunque el miembro de refuerzo 22 se ilustra
dentro de una unión particular, el presente invento tiene
aplicación a las muchas uniones existentes en un vehículo automóvil.
Como se muestra, el miembro de refuerzo se extiende entre el techo
24 y el montante D 26. El miembro de refuerzo 22 es particularmente
adecuado para reforzar el área en que se encuentran tres canales
28. El miembro de refuerzo 22 tiene una parte de cuerpo 30 y tres
partes de prolongación 32. Cada parte de prolongación 32 tiene un
eje geométrico longitudinal 34. Los ejes longitudinales 34
coinciden, preferiblemente, con el eje geométrico alargado de cada
uno de los canales 28. Es decir, pueden construirse miembros de
refuerzo 22 de modo que los ejes longitudinales 34 formen distintos
ángulos entre sí. Los ejes longitudinales 34 pueden ser
perpendiculares entre sí para coincidir con canales 28 que
correspondan a los diversos ángulos del diseño de un vehículo
automóvil.
La longitud de las partes de prolongación 32
desde las partes 30 de cuerpo son función de cuánta unión 12 haya
de reforzarse. Pueden reforzarse diversas distancias dentro de los
canales 28, dependiendo de la estructura de la carrocería en que se
aplique el miembro de refuerzo 22. En la mayoría de las
aplicaciones, las partes de prolongación 32 se extenderán en varios
centímetros desde la parte de cuerpo 30.
Como se muestra, las partes de prolongación 32
tienen una sección transversal generalmente cuadrada. Sin embargo,
se prefiere que las partes de prolongación 32 estén configuradas en
forma similar a la de los canales 28. De esta manera, puede
conseguirse un mejor ajuste entre el miembro de refuerzo y los
canales 28.
Refiriéndonos ahora a las Figuras 2A, 2B y 3, el
miembro de refuerzo 22 está formado, preferiblemente, por un
portador 36 envuelto por una capa de adhesivo 38. El portador 36
está formado, de preferencia, de un material delgado, capaz de
soportar la capa de adhesivo 38. La medida del soporte
proporcionado por el portador 36 es suficiente para que el miembro
de refuerzo 22 pueda ser manipulado y situado en la estructura
hueca del vehículo automóvil durante su fabricación, sin
deformarse. El portador 36 puede formarse, por ejemplo, de un
material metálico tal como una chapa de aluminio, una chapa de
acero o una hoja de aluminio. Grosores adecuados de tal material
pueden ser, por ejemplo, 0,18-0,38 mm
(0,007-0,015 pulgadas), 0,15-0,64 mm
(0,006-0,025 pulgadas) y 0,05-0,15
mm (0,002-0,006 pulgadas), respectivamente. Otros
materiales adecuados para uso como portador son nilón cargado con
vidrio, moldeado por inyección, con 1,57-6,35 mm
(0,062-0,25 pulgadas) de grueso, plástico
resistente a altas temperaturas moldeado por rotación o por soplado
con 1,52-6,35 mm (0,06-0,25
pulgadas) de grueso, (ABS o poliestireno) o espuma de pegamento
colada o moldeada por rotación con 6,35-12,7 mm
(0,25 -0,5 pulgadas) de grueso. Naturalmente, los diversos grosores
pueden variar dependiendo de las circunstancias particulares.
Pueden emplearse diversos métodos para formar el
portador 36, dependiendo del material del portador. Como se ilustra
en las Figuras 2A y 2B, pueden estamparse dos piezas de aluminio o
de acero para formar dos mitades 40 y 42 del portador 36. Las
mitades 40 y 42 pueden soldarse luego o montarse juntas por salto
elástico para formar el portador 36. Como se muestra, la mitad 40
tiene extremos 44 a lo largo de cada parte 32 de prolongación. Sin
embargo, en la realización preferida el portador 36 no tiene
extremos 44 o tiene orificios en los extremos 44 para permitir el
paso de recubrimiento electrolítico durante la fabricación para
incrementar la protección contra la corrosión. No obstante, la
adición de los extremos 44 aumenta, adicionalmente, la resistencia
del portador 36.
El portador 36 puede formarse, también,
disponiendo una hoja con un respaldo de lámina sobre un núcleo de
espuma tridimensional. El portador 36 también puede formarse por
moldeo por soplado, moldeo por inyección, colada de pegamento en
forma de espuma en torno a un núcleo de Styrofoam o utilizando una
envuelta o "lata de aluminio" como portador interno con
procedimientos basados en técnicas para formar las latas de
aluminio para bebidas. El portador 36 también puede formarse por
hidroconformación de un metal hasta darle forma tridimensional.
Después de la formación del portador 36, o en el
transcurso de ella, pueden añadirse al portador 36 prolongaciones
metálicas tales como espigas 46 o lengüetas metálicas. Las espigas
46 se alinean con orificios de las uniones 12 o próximos a ellas.
El número de espigas 46 puede variar de una aplicación a otra. Las
espigas sitúan el miembro de refuerzo 22 dentro de los canales 28
durante el montaje del vehículo. Los canales 28 pueden tener
orificios a su través que se alineen con las espigas 46.
El polímero utilizado para formar la capa de
adhesivo 22 es un material a base de resina, termoexpandible.
Pueden utilizarse varias composiciones a base de resina para formar
la capa de adhesivo 38 del presente invento. Las composiciones
preferidas comunican excelentes características de resistencia y
rigidez, al tiempo que sólo incrementan el peso de una manera
marginal. Con referencia específica ahora a la composición de la
capa de adhesivo 38, la densidad del material debe ser,
preferiblemente, de desde unos 320,37 kg/m^{3} (20 libras por pié
cúbico) a unos 800,92 kg/m^{3} (50 libras por pié cúbico), para
reducir el peso. El punto de fusión, la temperatura de deformación
por calor y la temperatura a la que se produce la perforación
química debe ser suficientemente alta para que la capa de adhesivo
38 mantenga su estructura a las altas temperaturas que se
encuentran, típicamente, en los hornos de pintura y en otros
tratamientos en el montaje de vehículos. Por tanto, la capa de
adhesivo 38 debe ser capaz de soportar temperaturas superiores a
160ºC (320ºF) y, preferiblemente, 176,67ºC (350ºF) durante breves
períodos. Asimismo, la capa de adhesivo 38 debe ser capaz de
soportar, en el servicio final, temperaturas de hasta 32,22ºC a
93,33ºC (90ºF a 200ºF) durante períodos prolongados de tiempo sin
que aparezcan una degradación ni una deformación sustanciales
inducidas por el calor.
Con mayor detalle, en una realización
particularmente preferida, la espuma estructural térmicamente
expandida de la capa de adhesivo 38 incluye una resina sintética,
un agente formador de celdas, y una carga. Una resina sintética
comprende desde aproximadamente 40% a aproximadamente 80% en peso,
preferiblemente desde aproximadamente 45% a aproximadamente 75% en
peso, y del modo más preferible desde aproximadamente 50% a
aproximadamente 70% en peso, de capa de adhesivo 38. De la manera
más preferible, parte de la resina incluye una resina epoxídica
flexible. Como se utiliza en esta memoria, la expresión "agente
formador de celdas" se refiere, en general, a agentes que
producen burbujas, poros o cavidades en la capa de adhesivo 38. Es
decir, la capa de adhesivo 38 tiene una estructura celular con
numerosas celdas dispuestas por toda su masa. La estructura celular
proporciona un material de gran resistencia y baja densidad que
proporciona una estructura fuerte, aunque ligera. Agentes
formadores de celdas que son compatibles con el presente invento
incluyen microburbujas o microesferas "huecas" de refuerzo,
que pueden estar formadas de vidrio o de plástico. Se prefieren, en
particular, las microesferas de vidrio. Asimismo, el agente
formador de celdas puede comprender un agente hinchador, que puede
ser un agente hinchador químico o un agente hinchador físico. Cuando
el agente formador de celdas comprende microesferas o macroesferas,
constituye desde aproximadamente 10% a 50% en peso, preferiblemente
desde aproximadamente 15% a aproximadamente 40% en peso y, del modo
más preferible, de aproximadamente 20% a aproximadamente 40% en
peso del material que forma la capa de adhesivo 22. Cuando el
agente formador de celdas comprende un agente hinchador, éste
constituye desde aproximadamente 0,5% a aproximadamente 5,0% en
peso, preferiblemente desde aproximadamente 1% a aproximadamente
4,0% en peso y, del modo más preferible, desde aproximadamente 1% a
aproximadamente 3% en peso de la capa de adhesivo 38. Cargas
adecuadas incluyen microesferas de vidrio o de plástico, sílice
pirogénica, carbonato de calcio, fibra de vidrio molida, y
filamentos de vidrio cortados. Particularmente, se prefiere una
carga tixotrópica. Pueden ser adecuados otros materiales. La carga
comprende desde aproximadamente 1% a aproximadamente 15% en peso,
de preferencia desde aproximadamente 2% a aproximadamente 10% en
peso y, del modo más preferible, desde aproximadamente 3% a
aproximadamente 8% en peso de la capa de adhesivo 38.
Resinas sintéticas preferidas para uso en el
presente invento incluyen resinas termocurables, tales como
resinas epoxídicas, resinas de fenol éster, resinas de poliéster
termocurables, y resinas de uretano. No se pretende que el alcance
del presente invento quede limitado por el peso molecular de la
resina y a los expertos en la técnica se les ocurrirán pesos
adecuados basándose en la presente exposición. Cuando el componente
de resina del material de carga líquido es una resina termocurable,
pueden incluirse, también, varios aceleradores tales como
imidizoles y agentes de curado, preferiblemente diciandiamida, para
mejorar el régimen de curado. Una cantidad funcional de acelerador
es, típicamente, desde aproximadamente 0,5% a aproximadamente 2,0%
del peso de resina con la correspondiente reducción de uno de los
tres componentes, resina, agente formador de celdas o carga.
Similarmente, la cantidad de agente de curado es, típicamente desde
aproximadamente 1% a aproximadamente 8% del peso de resina, con la
correspondiente reducción de uno de los tres componentes, resina,
agente formador de celdas o carga. También pueden incluirse en la
capa cantidades eficaces de ayudas al tratamiento, estabilizadores,
colorantes, absorbedores de ultravioleta y similares. Los
termoplásticos también pueden ser adecuados.
En la siguiente tabla, se establece una
composición preferida para la capa de adhesivo 38. Se ha encontrado
que esta composición proporciona un material que se expande
completamente y que cura a unos 160ºC (320ºF) y proporciona
excelentes propiedades estructurales. Todos los porcentajes de la
presente exposición son porcentajes en peso a no ser que
específicamente se diga otra cosa.
Ingrediente | Margen de % en peso | Porcentaje preferido |
EPON 828 (resina epoxídica) | 30 – 40 | 36,96 |
DER 331 (resina epoxídica flexible) | 10 – 20 | 15,06 |
AMICURE CGNA (agente de curado) | 3,5-4,6 | 4,12 |
AMICURE VR (acelerador) | 0,4-1,2 | 0,80 |
TS720 (carga tixotrópica) | 0,5-1,5 | 1,1 |
CELOGEN AZ 199 (azodicarbonamida como agente | 0,7-1,8 | 1,21 |
de hinchado) | ||
B38 MICROS (microesferas de vidrio) | 30,0-45,0 | 37,16 |
CARBONATO DE CALCIO WINNOFIL (carga CO_{3}C_{2}) | 0,1-1,1 | 0,6 |
o NEGRO DE HUMO | ||
NIPOL 1312 (caucho líquido) | 2,0-4,0 | 3,01 |
Además, pueden incluirse colorantes y otros
aditivos, tales como azul de Ftalocianina y KR55.
La capa de adhesivo 38, en la mayoría de las
aplicaciones, es una capa que se extiende alrededor o
sustancialmente alrededor de toda la superficie exterior del
portador 36. Se prefiere que la capa de adhesivo 38 tenga un grosor
relativamente uniforme, por ejemplo de desde aproximadamente 2 a
aproximadamente 6 mm, en estado no expandido.
Refiriéndonos ahora a la Figura 4, la capa de
adhesivo 38 puede prepararse troquelando una lámina 48 de resina con
la geometría requerida. La parte troquelada 50 se envuelve,
entonces, en torno al protador tridimensional 36. Alternativamente,
pueden utilizarse otras formas de portador 36 de recubrimiento. Por
ejemplo, puede aplicarse una capa de adhesivo 38 por pulverización
o por moldeo por compresión.
Refiriéndonos ahora a la Figura 5, otro método de
aplicar la capa de adhesivo 38 al portador 36 es mediante el uso de
un molde 52. Se sitúa el portador 36 dentro de un molde 52. Un
espacio 54 existente entre el molde 52 y el portador 36 es,
preferiblemente, uniforme y está dimensionado con el grosor deseado
de la capa de adhesivo 38. A través del molde 52 hay prevista una
abertura 56 de modo que pueda inyectarse el material fundido de la
capa de adhesivo en el espacio 54 para rodear al portador 36.
Se prefiere que el molde 52 esté enfriado y
pulido para facilitar el desprendimiento de la pieza. Esto puede
hacerse de varias formas, tal como haciendo correr fluidos
refrigerantes por el cuerpo 52 del molde. Al enfriar el molde 52 se
simplifica la separación de la capa de adhesivo 38 del molde 52.
Con referencia ahora a la Figura 6, en ella se
muestra una vista en sección transversal de un miembro de refuerzo
22 formado de acuerdo con las Figuras 3, 4 o 5. La capa de
adhesivo 38 se aplica uniformemente alrededor del portador 36. El
portador 36 es, preferiblemente, hueco y se adapta, generalmente,
al canal 28. La capa de adhesivo 38 tiene las características de
que, cuando el vehículo es sometido a la etapa de cocción de la
pintura, la capa de adhesivo 38 se expande y se une a los canales
28. Así, una vez que se enfría la capa de adhesivo 38, ésta se une
a los canales 28 para reforzar la unión 12. Dado que las uniones de
un vehículo se refuerzan estructuralmente, se mejoran las
características de rigidez y de marcha, lo que permite reducir el
peso disminuyendo el grosor del metal utilizado para formar los
paneles de la carrocería del vehículo.
Refiriéndonos ahora a la Figura 7, en ella se
ilustra una vista en sección de un método alternativo para formar
el miembro de refuerzo 22. En lugar de tener un cuerpo hueco, como
en la Figura 6, el portador 36 se forma con un núcleo de espuma 58.
Una lámina o una capa metálica forma el portador 36. Por ejemplo,
puede envolverse una lámina de aluminio alrededor del núcleo de
espuma 58. Utilizando un núcleo de espuma 58, la capa de adhesivo
38 puede aplicarse en cualquiera de las formas antes especificadas.
El núcleo de espuma 58 se forma, preferiblemente, de un material
térmicamente activado o fugitivo. Es decir, cuando se calienta el
núcleo de espuma, éste se rompe para dejar un portador hueco 36. El
calor que se prefiere aplicar para que se rompa el núcleo de espuma
58 es la temperatura máxima a la que es sometido el vehículo durante
la operación de cocción de la pintura. Al emplear un núcleo de
espuma 58, se obtiene un miembro de refuerzo 22 ligeramente más
rígido y, así, puede ser más fácil manipular el miembro de refuerzo
22 durante el montaje del vehículo, especialmente cuando se usan
portadores hechos con lámina.
En funcionamiento, los miembros de refuerzo 22
como se han descrito en lo que antecede, serían suministrados,
probablemente, a las instalaciones de montaje de los vehículos
automóviles. Los miembros de refuerzo pueden fabricarse de acuerdo
con cualquiera de los métodos antes establecidos. Durante el montaje
de la carrocería del vehículo y antes de soldar o pegar los
diversos paneles de la carrocería, se colocarían miembros de
refuerzo en diversas uniones del vehículo. Preferiblemente, las
uniones y la capa de adhesivo 38 se alinean con las juntas de la
carrocería del vehículo. Después de haber introducido los miembros
de refuerzo 22 en las uniones, se unen entre sí los paneles de la
carrocería. Comúnmente, la carrocería del vehículo, una vez soldada,
se somete a la aplicación de un recubrimiento electrolítico.
Durante el recubrimiento electrolítico, la carrocería se sumerge en
una masa de recubrimiento electrolítico. El recubrimiento
electrolítico fluye a través del miembro de refuerzo hueco 22 para
cubrir la carrocería, incluyendo el interior de los canales 28.
Subsiguientemente, se aplica pintura a los
paneles de la carrocería. Después de aplicada la pintura a los
paneles de la carrocería, se cuece de nuevo la pintura. Durante
este procedimiento de cocción, la temperatura de los paneles de la
carrocería se eleva sustancialmente. Comúnmente, la temperatura de
la carrocería supera los 162,78ºC (325ºF). La temperatura del
interior de los canales 28 se eleva, asimismo, hasta ese valor.
Esta temperatura activa entonces la capa de adhesivo 38 de manera
que ésta se expande y se une con el interior de los paneles de la
carrocería, dentro de los canales 28. Cuando se enfría, el miembro
de refuerzo 22 se une a los paneles de la carrocería y la unión
queda, entonces, reforzada.
Aunque se ha descrito con detalle el mejor modo
de llevar a la práctica el presente invento, los familiarizados con
la técnica a la que se refiere este invento, reconocerán varios
diseños y realizaciones alternativos para poner en práctica el
invento como se define en las siguientes reivindicaciones.
Claims (19)
1. Un miembro (22) de refuerzo de unión para una
estructura hueca (13), tridimensional, de un vehículo automóvil
(10), que comprende:
una parte portadora que tiene una superficie
exterior, teniendo dicha parte portadora una parte de base (30) con
una primera prolongación (32) con un primer eje geométrico
longitudinal (34) que se extiende desde ella, que tiene una segunda
prolongación (32) con un segundo eje geométrico longitudinal (34)
que se extiende desde ella y en ángulo con respecto a dicho primer
eje geométrico longitudinal y que tiene una tercera prolongación
(32) con un tercer eje geométrico longitudinal (34) que se extiende
desde ella y en ángulo con respecto a dichos ejes geométricos
longitudinales primero y segundo, correspondiendo dichos ángulos
comprendidos entre dicho primer eje longitudinal, dicho segundo eje
longitudinal y dicho tercer eje longitudinal a dicha estructura
hueca; y
una capa de adhesivo (38) térmicamente
expandible, dispuesta en dicha superficie exterior y que cubre
sustancialmente a dicha superficie exterior.
2. Un miembro de refuerzo de unión de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que dichas prolongaciones son de
metal.
3. Un miembro de refuerzo de unión de acuerdo con
la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicha parte
portadora comprende dos canales metálicos estampados, acoplados
entre sí.
4. Un miembro de refuerzo de unión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha parte
portadora comprende un miembro de espuma recubierto con una lámina,
formando dicha lámina la mencionada superficie exterior.
5. Un miembro de refuerzo de unión de acuerdo con
la reivindicación 4, en el que dicho miembro de espuma es activado
por calor.
6. Un miembro de refuerzo de unión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha capa
de adhesivo comprende, en porcentaje en peso,
7. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el
que dicha capa de adhesivo comprende, además, desde un 10% a un 50%
en peso, aproximadamente, de microesferas huecas de vidrio.
8. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el
que dicho primer eje longitudinal es perpendicular a dicho segundo
eje longitudinal.
9. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en la reivindicación 8, en el que dicho tercer eje
longitudinal es sustancialmente perpendicular a dichos ejes
longitudinales primero y tercero.
10. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el
que dicha parte portadora es hueca.
11. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el
que dicha superficie exterior tiene una capa metálica.
12. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el
que dicho portador tiene orificios pasantes.
13. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el
que dicha parte de base y cada una de dichas prolongaciones, tienen
forma tubular.
14. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el
que dicho portador está cargado con una espuma de núcleo.
15. Un miembro de refuerzo de unión como se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el
que dicho portador es hueco.
16. Un método de reforzar un miembro de
estructura hueco, tridimensional de un vehículo automóvil, que
comprende:
proporcionar una parte de portador que tiene una
superficie exterior, teniendo dicha parte de portador una parte de
base con una primera prolongación que tiene un primer eje
geométrico longitudinal que se extiende desde ella, con una segunda
prolongación con un segundo eje geométrico longitudinal que se
extiende desde ella y en ángulo con respecto a dicho primer eje
longitudinal y con una tercera prolongación con un tercer eje
longitudinal que se extiende desde ella y en ángulo con respecto a
dichos ejes longitudinales primero y segundo, correspondiendo
dichos ángulos existentes entre dicho primer eje longitudinal,
dicho segundo eje longitudinal y dicho tercer eje longitudinal al
miembro de estructura hueco;
aplicar una capa de material adhesivo
térmicamente expandible a dicha parte de portador;
calentar la parte de portador y la capa de
adhesivo;
activar la capa de adhesivo;
unir la capa de adhesivo al miembro estructural;
y
enfriar el miembro de estructura y la capa de
adhesivo.
17. Un método de acuerdo con la reivindicación
16, que comprende además la operación de cortar la capa de adhesivo
a partir de una lámina de material adhesivo.
18. Un método de acuerdo con la reivindicación
16, en el que la operación de aplicar la capa de adhesivo comprende,
además, las operaciones secundarias de poner la parte de portador
en un molde; inyectar la capa de adhesivo entre la parte de
portador y el molde; y retirar del molde la parte de portador con la
capa de adhesivo.
19. Un método de espumar un miembro de refuerzo
como se ha reivindicado en la reivindicación 18, que comprende
además la operación de enfriar el molde.
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