ES2240876T5

ES2240876T5 - Travesaño entre dos zonas de borde laterales de una estructura de vehículo.

Info

Publication number: ES2240876T5
Application number: ES03006347T
Authority: ES
Inventors: Jürgen Scheer; Ulrich Wiedemann; Wolfgang Streinz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-03-30
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2011-12-16
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: DE10214474A1; EP1348613A2; DE50300566D1; EP1348613A3; EP1348613B2; EP1348613B1; ES2240876T3

Abstract

Travesaño entre dos zonas de borde laterales de una estructura de vehículo con al menos un elemento de sujeción para amarrar elementos funcionales del vehículo, caracterizado porque el travesaño (1) está constituido axialmente por un primer tramo (2) de acero y un segundo tramo (3) de un metal ligero que están soldados uno con otro.

Description

La invención concierne a un travesaño entre dos zonas de borde laterales de una estructura de vehículo según el preámbulo de la reivindicación 1, que se revela en el documento DE 100 29 813 A1.

Tales travesaños se extienden en el bastidor de una estructura de vehículo, entre otros elementos, entre las columnas delanteras o columnas A y cumplen funciones diferentes. Sirven, por un lado, en el sentido más amplio, como soporte de la cabina o como dispositivo de sujeción para numerosas piezas postizas, como, por ejemplo, para la fijación de elementos de la columna de dirección, partes de sistemas de airbag, componentes de dispositivos de ventilación y/o climatización, una guantera, etc. Además, tales travesaños tienen también una función de rigidización para la estructura del vehículo.

Tradicionalmente, los travesaños se realizan con frecuencia en forma de una construcción de tubos de acero que está soldada con numerosos elementos de sujeción alineados cada uno de ellos individualmente con los elementos postizos que han de amarrarse. Esta estructura de acero puede presentar un peso importante en función de la respectiva ejecución en el aspecto de la construcción y/o de los materiales. Sin embargo, el ahorro de carburante requerido por motivos de protección del medio ambiente presupone una reducción del peso de los vehículos.

Se conoce por el documento DE 197 15 069 A1 un travesaño entre dos zonas de borde laterales de una estructura de vehículo con al menos un elemento de sujeción para amarrar elementos funcionales del vehículo. El travesaño está subdividido en al menos dos tramos parciales que están unidos uno con otro en forma soltable. Los tramos parciales pueden consistir en un material de construcción ligera, tal como, por ejemplo, un metal ligero, una aleación de metal ligero o un plástico reforzado con fibras. Teniendo en cuenta las condiciones de resistencia que pueden lograrse por la formación de la aleación, se puede obtener, para una misma capacidad de solicitación con esfuerzos, una reducción de peso en comparación con el material acero. Dentro del grupo de los metales ligeros entran en consideración numerosas variantes de materiales, utilizándose como material de base preferiblemente aluminio o magnesio.

El cometido de la invención consiste en perfeccionar el travesaño conocido de modo que disminuya el número de piezas individuales del travesaño propiamente dicho.

Este problema se resuelve con las características de la reivindicación 1.

La idea central de la invención consiste en que el travesaño está constituido axialmente por un primer tramo de acero y un segundo tramo de un metal ligero que están soldados uno con otro. La alta rigidez del acero es necesaria tan sólo en el lado del conductor en la mayoría de los travesaños, especialmente cuando estos presentan un apuntalamiento del túnel. En el travesaño según la invención se aprovecha este conocimiento para formar un travesaño ligero, a cuyo fin el tramo del travesaño del lado del conductor está constituido por un metal ligero menos rígido. La unión de soldadura de los dos tramos garantiza una unión segura que aguanta los esfuerzos dados. Frente a la unión soltable por enchufe de varios tramos parciales de un travesaño, conocida por el estado de la técnica, en el travesaño según la invención no se tienen que manejar varias piezas individuales durante el montaje final del vehículo. El travesaño ya ensamblado y soldado puede ser probado también cualitativamente antes del montaje final. No se producen tolerancias de ensamble como en la unión por enchufe conocida de varios tramos parciales. Dado que en la soldadura de fricción se suelda extremo con extremo, no es necesario además - en contraposición a una unión por enchufe - un solapamiento que va acompañado de un aumento de peso.

El metal ligero es ventajosamente aluminio o magnesio o una aleación de aluminio o magnesio. Estos materiales presentan un peso específico relativamente pequeño y una rigidez relativamente alta, de modo que están predestinados al ahorro de peso.

Se conocen ya por el estado de la técnica, para unir acero con un metal ligero, múltiples procedimientos de soldadura, como, por ejemplo, soldadura por explosión o soldadura por fricción. Se ha comprobado que la técnica de soldadura por fricción es especialmente adecuada para unir los dos tramos del travesaño. En la soldadura por fricción de los dos tramos del travesaño se pueden ajustar y controlar exactamente los parámetros de soldadura, de modo que la capacidad de procesamiento de este procedimiento de soldadura es especialmente alta.

El travesaño presenta idealmente una sección transversal de forma tubular. Como forma tubular se considera aquí cualquier forma de sección transversal que envuelva a una cavidad. La forma de la cavidad o la forma exterior del travesaño carecen de importancia en el presente caso. Un travesaño con una sección transversal de forma tubular presenta, referido al peso, altos momentos de superficie axiales y altos momentos de resistencia. Sin embargo, son adecuadas también secciones transversales de forma de C o de U abiertas en un lado, en las cuales pueden integrarse canales de aire y/o cables eléctricos.

En otra ejecución favorable, no perteneciente a la invención, se ha dispuesto entre los dos tramos una placa de acero que está soldada con cada uno de los tramos. De este modo, los dos tramos pueden presentar secciones transversales y/o diámetros exteriores diferentes con independencia uno de otro. Así, por ejemplo, en el lado del acompañante del conductor el tramo puede presentar un diámetro exterior menor que el del tramo del lado del conductor. Esto puede conseguirse también mediante otra ejecución en la que el tubo de acero se estrecha hacia el sitio de soldadura por medio de su entrada en una matriz o por medio de un recalcado circular.

El travesaño según la invención hace posible la utilización de materiales diferentes. Así, es posible un ahorro de masa innecesaria de aproximadamente 1,0 a 1,5 kg. Hasta ahora, era conocido solamente el ensamblar y soldar el travesaño a base de varios tramos del mismo material. No era posible hasta ahora un modo de construcción mixto. Como alternativa, era conocido unir entre sí tramos individuales de un travesaño de una manera distinta a la obtenida mediante una soldadura. A este fin, por ejemplo, se pueden superponer los tramos que han de unirse. No obstante, la unión necesaria sólo se puede establecer con medidas complejas y, por tanto, está afectado de grandes tolerancias. Asimismo, estas uniones conocidas son desfavorables en el aspecto funcional, especialmente respecto de la rigidez.

En el dibujo se han representado dos ejemplos de ejecución que se describen seguidamente con más detalle. Las figuras muestran en representación esquemática:

La figura 1, una vista en perspectiva de un travesaño según la invención,

La figura 2, una sección longitudinal a través del travesaño de la figura 1 en la zona central y

La figura 3, una sección longitudinal a través de una ejecución alternativa de un travesaño que no pertenece a la invención.

En la figura 1 y en la figura 2 se ha representado un travesaño 1 que sirve de soporte de cabina en un vehículo automóvil. El travesaño 1 con una sección transversal de forma tubular está constituido por un primer tramo 2 de acero en el lado del conductor y un segundo tramo 3 de aluminio en el lado del acompañante del conductor. Los dos tramos 2 y 3 están unidos periféricamente en el lado frontal uno con otro por medio de una soldadura de fricción, de modo que el travesaño 1 es rígido.

En el travesaño 1 están soldados varios elementos de sujeción 5 para elementos postizos que no se han representado aquí. Como elemento postizo se fija a los elementos de sujeción 5, por ejemplo, una columna de dirección o un módulo de airbag de acompañante del conductor. En el extremo izquierdo y en el extremo derecho del travesaño 1 están dispuestos unos elementos de fijación 6 que hacen posible un montaje rápido y cómodo del travesaño 1 en la carrocería restante del vehículo. En la zona central el travesaño 1 presenta un apuntalamiento de túnel 7 que puede absorber también, por ejemplo, las fuerzas introducidas a través de la columna de dirección en el primer tramo 2 por el lado del conductor. Debido a este apuntalamiento de túnel 7 las fuerzas que tiene que aguantar el travesaño 1 con el segundo tramo 3 son netamente más pequeñas en el lado del acompañante del conductor que en el lado del conductor. Por tanto, este segundo tramo 3 puede ser una pieza extruida de aluminio, mientras que el primer tramo 2 tiene que ser de acero. Esto conduce a una reducción de la masa del travesaño 1 de aproximadamente 1,0 a 1,5 kilogramos sin que estén ligados a ello costes apreciablemente mayores.

En la sección longitudinal mostrada en la figura 3 a través de un travesaño 1 los dos tramos 2 y 3 están soldados ambos con una placa de acero 4 por el lado frontal. Debido a la placa de acero 4, los dos tramos 2 y 3 pueden presentar secciones transversales y diámetros exteriores completamente diferentes. Es posible así una adaptación aún más amplia de los dos tramos 2 y 3 a los casos de carga existentes.

Como alternativa, los dos tramos 2 y 3 pueden presentar también diámetros exteriores diferentes, sin placa de acero, cuando uno de los dos tramos se estrecha hacia el sitio de amarre por soldadura. Para estrechar el tramo, éste puede presentar, por ejemplo, un recalcado circular o bien la matriz puede estar contraída. En el sitio de soldadura los diámetros exteriores de los dos tramos se corresponden entonces nuevamente uno a otro.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Travesaño entre dos zonas de borde laterales de una estructura de vehículo con al menos un elemento de sujeción para amarrar elementos funcionales del vehículo, en donde el travesaño (1) está constituido axialmente por un primer tramo (2) y un segundo tramo (3) de un metal ligero, caracterizado porque el primer tramo es de acero y

5 porque que los dos tramos (2 y 3) se han soldado por fricción uno con otro, extremo contra extremo y sin solapamiento.
2. Travesaño según la reivindicación 1, caracterizado porque el metal ligero es aluminio o magnesio o una aleación de aluminio o de magnesio.
3. Travesaño según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los dos tramos (2 y 3) 10 presentan una sección transversal de forma tubular.