ES2236647T3 - Parte de estructura de vehiculos a base de un componente de soporte y dos componentes de chapa, limitrofes uno del otro, unidos a el. - Google Patents

Abstract

Una parte de estructura de vehículo formada por un componente de soporte y por dos componentes de chapa, limítrofes los unos de los otros, estando unidos a él, presentando los componentes de chapa cada uno una pestaña de borde que sirve de pestaña de soldadura y siendo la unión al componente de soporte una unión soldada, caracterizada porque las pestañas de borde (8, 19) de los dos componentes de chapa (7, 18) están en apoyo limítrofe una en la otra sobre el componente de soporte (2) porque las pestañas de borde (8, 19) presentan cada una una estructura dentada (20) que se aplica una en otra, asociada, y porque, sobre y a lo largo de la estructura dentada (20) que se aplican una en otra, sobre una zona de diente (25) de un primer reborde (8) y, en la continuación, sobre la zona de diente (26) del otro reborde de dientes (19), es cada vez aplicado un cordón de soldadura (22) que hace las funciones de unión soldada.

Description

Parte de estructura de vehículos a base de un componente de soporte y dos componentes de chapa, limítrofes uno del otro, y unidos a él.

El invento se refiere a una parte de estructura de vehículos formada por un componente de soporte y por dos componentes de chapa, limítrofes unos de los otros, estando unidos a él, según el preámbulo de la reivindicación 1ª.

En tal parte de estructura para vehículos, conocida de manera general por una utilización anterior pública, los componentes de chapa presentan cada uno una pestaña de borde, que hace las funciones de pestaña o brida de soldadura, y la unión a los componentes de soporte es una unión soldada.

Concretamente, en la unión conocida de manera general, las dos pestañas de borde de los dos componentes de chapa están colocadas una por encima de la otro a la manera de una estructura en sándwich. Sobre el componente de soporte, se apoya la pestaña de borde del primer componente de chapa y, por encima, la pestaña de borde del segundo componente de chapa. Así, dos capas de chapa son colocadas una por encima de la otra sobre la pared del componente de soporte, lo que, en el caso de la utilización de un procedimiento de soldadura, requiere una energía de soldadura relativamente elevada si se quiere obtener un cordón de soldadura perfecto. Si se utiliza como procedimiento de soldadura una soldadura por láser para unir los tres componentes, la introducción de energía destinada a fabricar el cordón de soldadura no es posible más que por ejemplo desde la cara superior de la parte de estructura del vehículo, haciendo que la necesidad de energía, necesaria para obtener una soldadura en la masa a través de las tres capas de componente, es aún desventajosamente aumentada con relación al procedimiento de soldadura sobre dos lados. Cuanto mayor es la introducción de energía utilizada durante el proceso de soldadura, mayor es el riesgo de combado o de deformación de los componentes individuales. Esto puede conducir desventajosamente a tolerancias no aceptables y/o a la obligación de proceder a retoques en la parte de estructura de vehículos que hacen que, entre otras cosas, los costes de fabricación sean aumentados.

Para poder unir los componentes respetando las dimensiones, utilizando la unión soldada, éstos son colocados en posición precisa y mantenidos en su posición utilizando por ejemplo elementos de aprieto o de embridado para aplicar el cordón de soldadura. Por el hecho de colocar uno sobre el otro las dos pestañas de borde de los dos componentes de chapa, el posicionamiento preciso de los dos componentes de chapa, uno con relación al otro, y un aprieto o embridado, sin que haya desplazamiento mutuo de los componentes, requiere beneficiarse de destrezas artesanales incrementadas.

El propósito del invento es perfeccionar una parte de estructura de vehículos de manera que permita fabricar una unión soldada con una pequeña introducción de energía y, así, una reducción del riesgo de deformación y/o de combado de los componentes, y hacer posible la adopción de un aprieto o embridado simple de los componentes.

Este problema es resuelto por las propiedades de la reivindicación 1ª.

Según la reivindicación 1ª, las pestañas de borde de los dos componentes de chapa están apoyadas de manera limítrofe uno para la otra sobre el componente de soporte. Las pestañas de borde presentan cada una una estructura dentada, que se aplican una en la otra, asociada y sobre y a lo largo de la estructura dentada que se aplican una en la otra, sobre una zona de diente de una primera pestaña de borde y, en la continuación, sobre la zona de diente de la otra pestaña de dientes, es aplicado cada vez un cordón de soldadura que hace las funciones de unión soldada.

En esta parte de estructura de vehículo, es ventajoso que las dos pestañas de borde de los dos componentes de chapa no sean colocadas una sobre otra sobre el componente de soporte, sino de manera limítrofe una para la otra en apoyo sobre el componente de soporte. Así, no se tienen más que dos capas de chapa colocadas una sobre la otra, haciendo que el aporte de energía, necesario para producir el cordón de soldadura, pueda ser reducido. Por este hecho igualmente, el riesgo de una combado y/o deformación del componente de soporte o de los dos componentes de chapa es reducido. Por el hecho de la estructura dentada, que se aplican entre sí, que se tiene sobre las dos pestañas de borde, se puede efectuar un tipo de preajuste mutuo de las dos piezas de chapa, haciendo que el aprieto o embridado de los dos componentes de chapa sobre el componente de soporte, para aplicación del cordón de soldadura, sea facilitado. Un desplazamiento mutuo en la dirección del cordón de soldadura de los dos componentes de chapa es ampliamente excluido por el hecho de la existencia de la estructura dentada.

Según un modo de realización particularmente preferido, el componente de soporte según la reivindicación 2ª, es un soporte hueco o una viga hueca. Si el componente de soporte está realizado en forma de soporte hueco o de viga hueca, entonces los inconvenientes de combado o de deformación del componente de soporte, durante el proceso de soldadura de la parte de la estructura de vehículo del tipo del preámbulo, se presentan particularmente, por el hecho de que la pared del soporte hueco o de la viga hueca, sobre la que se apoyan las pestañas de soldadura, no es accesible más que desde su lado, es decir desde un lado, para el proceso de soldadura. La utilización por ejemplo de una pinza de soldadura que actúa desde los dos lados sobre los componentes a soldar es imposible en el caso de un soporte hueco o de una viga hueca utilizada a título de componente de soporte. Gracias a la puesta en apoyo limítrofe de las dos pestañas de soldadura sobre el soporte hueco o la viga hueca, por el contrario, es suficiente con introducir un poco de energía para obtener la soldadura, de modo que el riesgo de deformación o de combado es reducido. La problemática, según la cual la parte de estructura de vehículo no sería accesible más que por un lado sobre el emplazamiento a soldar, puede volver a encontrarse igualmente en el caso de otras disposiciones del componente de soporte y de los componentes de chapa a unir a éste. Así, por ejemplo por el hecho de las condiciones de construcción, el acceso al lado del componente de soporte opuesto a las pestañas de soldadura puede revelarse imposible, de manera que, durante el proceso de soldadura, la introducción de energía en los componentes implicados no puede hacerse más que desde un lado.

Según un perfeccionamiento según la reivindicación 3ª, el soporte hueco o la viga hueca es una viga hueca de metal ligero, realizada en forma de perfil extruido y/o conformado por aplicación de una elevada presión interior (IHD) y/o aplicación de una elevada presión exterior (AHD). Así, la técnica de unión según el invento es utilizable en el caso de carrocerías modernas con estructuras portadoras de viga hueca de metal ligero. Las vigas huecas de metal ligero son compuestas utilizando nudos de fundición de metal ligero para proporcionar la estructura portadora global, sabiendo que otros componentes de chapa limítrofes están conectados a la estructura portadora. La parte de estructura de vehículo según el invento en el caso de tales estructuras portadoras es utilizable de manera particularmente ventajosa por el hecho de que, como consecuencia del sistema de construcción de carrocería, un gran número de uniones soldadas es necesario sobre las vigas huecas de metal ligero, entre dos componentes de chapa en apoyo y limítrofes uno del otro. Por el hecho del valor relativamente pequeño de la energía utilizada durante el proceso de soldadura, cualquier combado o deformación de la estructura portadora de carrocería es ampliamente excluido. Además, el consumo de energía necesario para la soldadura es disminuido lo que conduce a una reducción de los costes de fabricación.

El cordón de soldadura según la reivindicación 4ª es realizado en forma de cordón de soldadura láser. Se obtiene así un procedimiento de soldadura particularmente apropiado para la fabricación de la unión soldada. Por el hecho de que, en el caso de un procedimiento de soldadura por láser, la introducción de energía sobre los componentes a soldar no se hace más que desde un lado, este tipo de soldadura es igualmente utilizable ventajosamente si el componente de soporte está por ejemplo realizado en forma de viga hueca de metal ligero. En principio, cualquier procedimiento de soldadura correspondiente a las exigencias requeridas es utilizable.

El cordón de soldadura puede ser realizado de manera continua sobre todas las zonas de dentado o puede ser realizado en forma de cordón de soldadura alternado cada vez interrumpido, según la reivindicación 5ª. El cordón de soldadura alternado no puede ser aplicado más que en una zona de dientes y es interrumpido en la zona de transición de una zona de dientes a la zona de dientes siguiente. Se obtiene así una unión soldada suficientemente estable según las condiciones encontradas, para la cual la introducción de energía durante el proceso de soldadura puede ser aún ventajosamente reducida.

Según un modo de realización particularmente preferido según la reivindicación 6ª, las zonas de dientes son aproximadamente rectangulares. Todas las anchuras de dientes y espacios entre dientes de la estructura dentada son de igual anchura y las anchuras de dientes son superiores a las alturas de dientes. Para poder efectuar una compensación de tolerancia entre los dos componentes de chapa, según la reivindicación 7ª, entre las zonas de dientes y los espacios intermedios de dientes, que se aplican unos en otros, está previsto un espacio intermedio que ofrece la posibilidad de una compensación mutua de las tolerancias de posición. Así, en un caso ideal, todas las anchuras de dientes y espacios intermedios de dientes de la estructura dentada son de igual anchura, haciendo que se cree una configuración concreta apropiada que pueda ser fabricada de manera simple. El espacio intermedio entre las anchuras de dientes y los espacios intermedios de dientes, de las dos estructuras dentadas que se aplican una en la otra de los dos componentes de chapa, pueden ser mantenido tan pequeño que, por una parte, una orientación relativa de los dos componentes de chapa entre sí puede ser efectuada y que, al mismo tiempo, puede efectuarse una compensación de tolerancia de la posición relativa de los dos componentes de chapa entre sí. Por el hecho de la regularidad de las dos estructuras dentadas, durante la aplicación de un cordón de soldadura alternado, el procedimiento de soldadura es simplificado, por el hecho de que las longitudes de la zona de soldadura y de la zona interrumpida son siempre de igual valor.

Según una aplicación concreta según la reivindicación 8ª, el componente de soporte es un larguero de marco de techo realizado en forma de viga hueca de metal ligero de forma arqueada. El primer componente de chapa es una pieza de chapa lateral que forma la piel exterior, con una pestaña de borde de pieza de chapa lateral, y el segundo componente de chapa es una chapa de techo con una pestaña de borde de techo de chapa. Para realizar un canalón, tanto la pestaña de borde lateral de chapa, como igualmente la pestaña de borde de techo de chapa son conectadas por un codo, en forma de grada, del componente de chapa lateral que hace las funciones de piel exterior, asociada, y de la chapa de techo asociada. La transición entre la chapa de techo y el componente de chapa lateral que sirve de piel exterior, constituye, para la parte de estructura de vehículo según el invento, un emplazamiento particularmente apropiado por el hecho de que, como consecuencia del grosor de los componentes, se debe aplicar un cordón de soldadura largo, que hace que el riesgo de una combado o de una deformación sea relativamente grande. Si las dos pestañas de borde son realizados cada vez con estructuras dentadas que se aplican unas en otras y están en apoyo de manera limítrofe una de la otra sobre la viga hueca de metal ligero, es así suficiente tener un aporte de energía relativamente pequeño para producir la unión soldada, haciendo que el riesgo de deformación o de combado de la viga hueca de metal ligero y/o de la chapa de techo y/o del componente de chapa lateral que hace las funciones de piel exterior sea reducido. Durante la aplicación de un cordón de soldadura alternado, la introducción de energía necesaria por el hecho de las interrupciones del cordón de soldadura es el objeto de una reducción suplementaria. El cordón de soldadura, aplicado en el fondo del canalón, en la zona de las dos pestañas, no constituye una soldadura estanca, de modo que, en general, de manera conocida, es preciso aplicar una estanquidad del canalón.

El invento va a ser explicado más en detalle con la ayuda de un dibujo.

En el dibujo:

La fig. 1 representa una vista de lado esquemática de una parte de estructura de vehículo,

La fig. 2 es una ilustración esquemática de la vista en corte A-A de la fig. 1, y

La fig. 3 es una vista desde arriba esquemática de un cordón de soldadura alternado en la zona de un canalón sobre un techo de vehículo.

Se ha representado esquemáticamente en la fig. 1 una vista de lado de una parte de estructura de vehículo 1. Una viga hueca 2 de metal ligero de forma arqueada que hace las funciones de componente de soporte (dibujada con trazos) está realizada en forma de perfil extruido y se extiende desde la zona de una columna A3 hasta aproximadamente una extremidad de vehículo, a una columna C4, respectivamente una columna D5. Entre la columna A3 y la columna C4 está realizada, verticalmente, desde la viga hueca 2 de metal ligero, en saliente hacia abajo, una columna B6. Dos riostras transversales 14 y 15 delimitan la zona de techo 16 de la parte de estructura de vehículo 1 en la dirección longitudinal del vehículo. Las riostras transversales 14 y 15 no están representadas más que por su raíz en la fig. 1, el parabrisas que se conecta sobre la riostra delantera 14 y la luna trasera sobre la riostra trasera 15 no están representados.

En la fig. 2, se ha representado esquemáticamente el corte según la línea A-A de la fig. 1. La viga hueca 2 de metal ligero está cubierta por un componente de chapa lateral 7 que forma la piel exterior, de manera que el componente de chapa lateral 7 que forma la piel exterior está apoyado, por una pestaña de borde de componente de chapa lateral 8, sobre la cara superior de la viga hueca 2 de metal ligero. Partiendo de la pestaña de borde 8 de la pieza lateral de chapa, la pieza lateral de chapa 7 que hace las funciones de piel exterior está acodada hacia arriba y, a continuación, recubre, por un espacio libre 9, éste parcialmente con relación a la viga hueca 2 de metal ligero. Una pestaña de borde 10 lateral del componente de chapa lateral es así colocada a distancia de la viga hueca 2 de metal ligero. Sobre la pestaña de borde 10 lateral del componente de chapa lateral es aplicado un componente de chapa interior 11, que tiene una pestaña de borde de pieza de chapa interior 12. El componente de chapa interior 11 recubre como estructura interior de marco de techo la viga hueca 2 de metal ligero. En la zona de apoyo 23 del componente de chapa lateral 11 y a lo largo de la viga hueca 2 de metal ligero hay previstos agujeros oblongos a lo largo de los cuales y a través de los cuales es formado un cordón de soldadura continuo para obtener una unión del componente de chapa interior 11 a la viga hueca 2 de metal ligero.

Para constituir un canalón 17 sobre el techo 16, una chapa de techo 18 presenta un codo en forma de grada, lateral con una pestaña de borde de techo de chapa 19 orientada más o menos horizontalmente, unido a la viga hueca 2 de metal ligero en la zona de la pestaña de borde 8 superior del componente de chapa lateral. La pestaña de borde de techo de chapa 19 y la pestaña de borde lateral de chapa 8 están colocadas uno al lado de la otro y son unidas a la viga hueca 2 de metal ligero con la ayuda de una soldadura por láser. La configuración precisa de las dos pestañas de borde 8 y 19 en la zona del canalón 17 está representada en la fig. 3.

Se ha representado en la fig. 3 una vista desde arriba esquemática de un cordón de soldadura alternado 22 en la zona del canalón 17 en la zona de techo 16. En la fig. 2, se ha dibujado una dirección de observación 24, a la que corresponde la ilustración de la fig. 3. La pestaña de borde de pieza de chapa lateral 8 y la pestaña de borde de techo de chapa 19 presentan cada una una estructura dentada 20 asociada que se aplican una en otra y sobre y a lo largo de la estructura dentada 20 que se aplica una en otra es cada vez colocado, en una zona de dientes 25 de la pestaña de borde de pieza de chapa lateral 8 y, en la continuación, sobre una zona de dientes 27 de la pestaña de borde de techo de chapa 19, un cordón de soldadura alternado 22 que hace la función de unión soldada. El cordón de soldadura alternado 22 es cada vez interrumpido en las zonas de transición, entre la zona de dientes 25 de la zona de borde de pieza de chapa lateral hacia la zona de dientes 26 inmediatamente cercana a la pestaña de borde de chapa de techo 19. Las zonas de dientes 25 y 26 son de configuración rectangular, de manera que todas las anchuras de dientes a 27 y espacios intermedios de dientes b 28 de la estructura dentada 20 sean cada vez de igual anchura. Las anchuras de dientes a 27 son superiores a una altura de dientes c 29. Entre las zonas de dientes 25 y 26, que se aplican unas en otras, y los espacios intermedios de dientes 28 hay previsto un intervalo intermedio 21, para ofrecer la posibilidad de una compensación de tolerancia mutua.

Así, en la zona del canalón 17, se crea una parte de estructura de vehículo 1 para la cual, por el hecho de la estructura dentada 20 de las dos pestaña de borde 8 y 19, es posible de manera simple tener un ajuste y una orientación mutuas de los dos componentes. Por el hecho de la colocación de una al lado de la otra de las dos estructuras de dientes 20, que se aplican una en otra, de las dos pestañas de borde 8 y 19, se evita tener una duplicación de la chapa de las pestañas de borde 8 y 19, de modo que, durante el proceso de soldadura, es suficiente con introducir una cantidad de energía disminuida para la obtención de una soldadura óptima. Por aplicación del cordón de soldadura alternado 22, que es cada vez interrumpido entre las zonas de dientes 25 y 26, la energía de soldadura en acción es el objeto de una reducción suplementaria. Se reduce así el riesgo de una combado o una deformación durante el proceso de soldadu-
ra.

Claims (8)

1. Una parte de estructura de vehículo formada por un componente de soporte y por dos componentes de chapa, limítrofes los unos de los otros, estando unidos a él, presentando los componentes de chapa cada uno una pestaña de borde que sirve de pestaña de soldadura y siendo la unión al componente de soporte una unión soldada, caracterizada porque las pestañas de borde (8, 19) de los dos componentes de chapa (7, 18) están en apoyo limítrofe una en la otra sobre el componente de soporte (2) porque las pestañas de borde (8, 19) presentan cada una una estructura dentada (20) que se aplica una en otra, asociada, y porque, sobre y a lo largo de la estructura dentada (20) que se aplican una en otra, sobre una zona de diente (25) de un primer reborde (8) y, en la continuación, sobre la zona de diente (26) del otro reborde de dientes (19), es cada vez aplicado un cordón de soldadura (22) que hace las funciones de unión soldada.

2. Una parte de estructura de vehículo según la reivindicación 1ª, caracterizada porque el componente de soporte es un soporte hueco o una viga hueca (2).

3. Una parte de estructura de vehículo según la reivindicación 2ª, caracterizada porque la viga hueca o soporte hueco (2) es una viga hueca de metal ligero (2), realizada en forma perfilada extruida y/o conformada por aplicación de una elevada presión interior (IHD) y/o aplicación de una elevada presión exterior (AHD).

4. Una parte de estructura de vehículo según una de las reivindicaciones 1ª a 3ª, caracterizada porque el cordón de soldadura está realizado en forma de cordón de soldadura por láser (22).

5. Una parte de estructura de vehículo según la reivindicación 4ª, caracterizada porque el cordón de soldadura está realizado en forma cada vez de cordón de soldadura (22) alternante interrumpido, de manera que el cordón de soldadura alternante (22) no sea aplicado más que en una zona de diente (25, 26) y sea interrumpido en la zona de transición, entre una zona de diente (25) y la zona de diente (26) siguien-
te.

6. Una parte de estructura de vehículo según una de las reivindicaciones 1ª a 5ª, caracterizada porque las zonas de dientes (25, 26) son de forma más o menos rectangular y configuradas de manera que todas las anchuras de dientes (27) y espacios entre dientes (28) de la estructura dentada (29) sean de anchura idéntica y que las anchuras de dientes (27) sean superiores a las alturas de dientes (29).

7. Una parte de estructura de vehículo según una de las reivindicaciones 1ª a 6ª, caracterizada porque entre las zonas de dientes (25, 26) y los espacios intermedios de dientes (28), que se aplican unas en otras, está previsto un intersticio intermedio (21) que ofrece la posibilidad de una compensación mutua de las tolerancias de posición.

8. Una parte de estructura de vehículo según una de las reivindicaciones 1ª a 7ª, caracterizada porque el componente de soporte es un larguero de marco de techo, realizado en forma de viga hueca (2) de metal ligero de forma arqueada, porque el primer componente de chapa es una pieza de chapa lateral de piel exterior (7), que tiene una pestaña de borde (8) que forma una pieza lateral de chapa, porque el segundo componente de chapa es una chapa de techo (18) con una pestaña de borde de techo de chapa (19), y porque, para formar un canalón (17), tanto la pestaña de borde lateral de chapa (8), como igualmente la pestaña de borde de techo de chapa (19), se conectan en un acodado, en forma de grada, de la pieza lateral de chapa de piel exterior (7) asociada y de la chapa de techo (18) asociada.