ES2281587T3 - Estructura de aleta en vehiculos automoviles. - Google Patents
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Abstract
Estructura de aleta en vehículos automóviles, que incluye una aleta delantera (3) y al menos un elemento de deformación (4) con el que el canto superior de la aleta (3) se apoya en dirección sustancialmente vertical contra un componente portante (2) de la carrocería del vehículo, estando asociado fijamente a la aleta (3) un banco de aleta (1) que se extiende en la dirección longitudinal del vehículo y que sigue sustancialmente al contorno interior de la aleta (3), cuyo banco está fijado, por un lado, al contorno interior de la aleta (3) y, por otro lado, al componente portante (2) de la carrocería del vehículo, y presentando el banco de aleta (1) al menos un elemento de deformación (4) que está unido de una pieza con el banco de aleta (1) y que, partiendo del componente portante (2), está orientado hacia arriba contra el canto superior (5) de la aleta (3) y unido fijamente con éste, caracterizada porque el banco de aleta (1) está constituido por un elemento plano conformado y porque el al menos un elemento de deformación (4) está conformado en la estructura del banco de aleta (1).
Description
Estructura de aleta en vehículos
automóviles.
La invención concierne a una estructura de aleta
en vehículos automóviles según el preámbulo de la reivindicación
1.
Debido al hecho conocido desde hace tiempo de
que, en una colisión frontal de un peatón con un automóvil de
turismo, el peatón impacta sobre todo con el tronco o la cabeza
sobre el capó delantero y/o las partes de carrocería adyacentes,
como las aletas, y, a consecuencia de ello, puede recibir daños
corporales considerables, la industria de fabricación de
automóviles ha realizado grandes esfuerzos para contrarrestar este
inconveniente a fin de minimizar al menos los daños corporales
derivados de un eventual choque entre un peatón y un vehículo
automóvil.
En principio, la rigidez básica necesaria de la
estructura de la aleta ha de armonizarse en este caso con una
protección del peatón lo más alta posible que se distinga en
particular por una "blandura" lo más elevada posible de la
zona superior de la aleta.
Según esto, es conocido soportar el canto
superior de la aleta por medio de los denominados elementos de
absorción de energía. Dichos elementos pueden estar formados, por
ejemplo, por perfiles en U lateralmente abiertos que, en caso de
una fuerza vertical, son adecuados para ser comprimidos, con lo que
se crea un movimiento de deformación absorbente de energía (DE 29
34 060 A1; JP 11321717 A).
Asimismo, es conocido prever miembros de
deformación sustentadores en forma de chapas configuradas en forma
bombeada o curvadas que a su vez, en caso de una fuerza vertical,
liberan el recorrido de deformación necesario por cesión y
subsiguiente acodamiento o compresión (DE 29 34 060 A1; JP 11321717
A), pudiendo hacerse ajustable la "blandura" de estas zonas de
la aleta por medio de una pluralidad de elementos de deformación
dispuestos en la dirección longitudinal del vehículo, distanciados
uno de otro y que actúan por separado uno de otro, denominados
también solapas de fijación (DE 30 47 969 A1;
DE 199 59 606 A1).
DE 199 59 606 A1).
Todas las soluciones antes citadas tienen en
común que se proporciona realmente una cierta "blandura" de las
zonas superiores de la aleta, pero la rigidez de la aleta es
ajustable transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo
y en la dirección de la misma únicamente por la selección del
material y el espesor del material de la aleta, de modo, sin duda,
está indicado aquí siempre un cierto compromiso entre la rigidez
necesaria de la aleta y la "blandura" deseada de la misma.
Para solucionar este problema, se conoce por el
documento DE 199 48 732 A1 conformar la aleta a partir de una chapa
con espesores de material diferentes, por ejemplo fabricada según la
"técnica de corte a medida", presentando la zona inferior de
la aleta un espesor de material mayor para conseguir la alta rigidez
deseada y teniendo la zona superior de la aleta un espesor de
material menor para crear una determinada "blandura". La zona
superior de la aleta está apoyada además verticalmente sobre un
larguero a través de un miembro de deformación de espuma absorbente
de energía. Como especialmente desventajoso se estima con respecto a
esta solución el coste de fabricación de las "chapas cortadas a
medida".
Por el contrario, con el documento DE 100 09 364
A1 se ha revelado una disposición de aleta que, a su vez, prevé el
elemento de deformación anteriormente mencionado con sección
transversal del perfil en forma de C, estando asociada al elemento
de deformación transversalmente a la dirección longitudinal del
vehículo, para lograr una elevada rigidez de la aleta
transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo y en la
dirección de la misma, una pluralidad de unas denominadas piezas de
apoyo en forma de bandas que están unidas fijamente tanto con el
contorno interior de la aleta como también con la pata inferior del
elemento de deformación. Además, se propone que la pieza de apoyo
se extienda por toda la longitud del elemento de deformación, visto
en la dirección longitudinal del vehículo. Gracias a esta medida
pueden, sin duda, ajustarse tanto una cierta "blandura" de la
aleta por medio de una reducción del espesor del material como
también la rigidez necesaria de la misma, pero, debido a la
naturaleza multipieza del elemento de deformación y de la pieza de
apoyo, se puede consignar un elevado gasto de fabricación y montaje
que, por su parte, está acompañado de elevados costes. Además, hay
que considerar como desventajoso el que, por medio de la sección
transversal del perfil en forma de C del elemento de deformación,
éste tiende al denominado "salto" elástico, lo cual se opone a
una juntura exacta en sí deseada entre el canto superior de la
aleta y el correspondiente canto del capó delantero.
Finalmente, por el documento
JP(A)20013100764 se conoce una estructura de aleta con
un banco de aleta que se extiende en la dirección longitudinal del
vehículo y que sigue sustancialmente el contorno interior de la
aleta, el cual está fijado, por un lado, al contorno interior de la
aleta y, por otro, al componente portante de la carrocería del
vehículo. El banco de aleta está formado por un perfil hueco cerrado
en muy amplio grado en sección transversal con escotaduras en forma
de ventanas y almas que sirven, por su parte, como elemento de
deformación y que, partiendo del componente portante, están
orientadas hacia arriba contra el canto superior de la aleta y
unidas con ésta.
El cometido de la invención consiste ahora en
crear una estructura de aleta mejorada que sea sencilla y barata y
esté construida en forma rígida, en particular transversalmente al
eje longitudinal del vehículo automóvil y en la dirección del
mismo, y que, en caso de una componente de fuerza vertical a
consecuencia de una choque con un peatón y del impacto de éste
sobre la zona superior de la aleta, admita una absorción de energía
que proporcione un trato lo más cuidadoso posible del peatón
afectado.
Además, el cometido de la invención es
garantizar una juntura exacta entre el canto superior de la aleta y
el correspondiente canto del capó delantero.
Partiendo de una estructura de aleta en
vehículos automóviles, que incluye una aleta delantera y al menos
un elemento de deformación con el que el canto superior de la aleta
se apoya en posición sustancialmente vertical contra un componente
portante de la carrocería del vehículo, estando asociado fijamente a
la aleta un banco de aleta que se extiende en la dirección
longitudinal del vehículo y que sigue sustancialmente el contorno
interior de la aleta, cuyo banco está inmovilizado, por un lado, en
el contorno interior de la aleta y, por otro, en el componente
portante de la carrocería del vehículo, y presentando el banco de
aleta al menos un elemento de deformación que está unido de una
pieza con el banco de aleta y que, partiendo del componente
portante, está orientado hacia arriba contra el canto superior de la
aleta y unido fijamente con éste, se soluciona ahora el problema
por el hecho de que el banco de aleta está constituido por un
elemento plano conformado y el al menos un elemento de deformación
está conformado en la estructura del banco de aleta.
En una ejecución ventajosa, el banco de aleta
y/o el al menos un elemento de deformación presentan escotaduras,
cortes y/o elementos de rigidización. Además, se considera como
inventivo que el al menos un elemento de deformación esté provisto
de uno o varios lugares de pandeo nominal.
Convenientemente, el banco de aleta junto con el
al menos un elemento de deformación está configurado como una pieza
conformado de chapa metálica o de plástico.
Asimismo, se propone que el banco de aleta se
extiende en dirección horizontal o ascendiendo o descendiendo bajo
un ángulo determinado "\alpha", partiendo del componente
portante de la carrocería del vehículo, hacia el contorno interior
de la aleta.
Además, se propone en el sentido de la invención
que el banco de aleta presente una o varias almas de fijación
respectivas para su fijación en el componente portante de la
carrocería del vehículo y en el contorno interior de la aleta,
estando orientadas las almas de fijación casi paralelas al
componente portante o al contorno interior de la aleta. El banco de
aleta puede fijarse entonces, a través del alma o las almas de
fijación, en el componente portante por soldadura, por pegado o por
medios de fijación mecánicos. Como prevé todavía la invención, el
banco de aleta se fija al contorno interior de la aleta por pegado a
través del alma o las almas de fijación.
Finalmente, según la invención, el número de
elementos de deformación y su extensión orientada en la dirección
longitudinal del vehículo, la configuración de los mismos con
acanaladuras de rigidización, almas de rigidización y/o lugares de
pandeo nominal, la configuración del banco de aleta con escotaduras,
cortes, acanaladuras de rigidización y/o almas de rigidización y el
ángulo "\alpha" bajo el cual se guía el banco de aleta,
partiendo del componente portante de la carrocería del vehículo,
hacia el contorno interior de la aleta, se eligen de forma definida
en función de un apoyo deseado de la aleta o de su rigidez
transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo, y en la
dirección de la misma y de una deceleración deseada de un cuerpo que
impacta sobre la aleta con una fuerza de impacto vertical
determinada.
La invención se explica con más detalle a
continuación con ayuda de un ejemplo de ejecución representado
esquemáticamente en los dibujos. Muestran:
La figura 1, la vista en perspectiva del banco
de aleta según la invención en la estructura de aleta de un
vehículo automóvil;
La figura 2, la vista "A" según la figura
1;
La figura 3, la sección
"B-B" del banco de aleta según la figura 1 en
combinación con un componente portante y una aleta; y
La figura 4, la sección
"C-C" del banco de aleta según la figura 1 en
la combinación según la figura 3.
Las figuras 1 y 2 muestran en vista en
perspectiva un elemento plano conformado a modo de un denominado
banco de aleta 1 que, por su lado, según las figuras 3 y 4, está
unido fijamente tanto con un componente portante 2 de la carrocería
del vehículo, en el presente caso un larguero, como también con una
aleta 3 que puede estar configurada como pieza conformada de chapa
metálica o de plástico.
El banco de aleta 1 se extiende sustancialmente
en la dirección longitudinal del vehículo y sigue entonces al
contorno interior de la aleta 3.
Además, el banco de aleta 1 dispone de al menos
un elemento de deformación 4, en el presente caso tres de estos
elementos, que están unidos de una pieza con el banco de aleta 1 y
que, partiendo del componente portante 2, están orientados hacia
arriba contra el canto superior 5 de la aleta 3 y unidos fijamente
con éste, en particular pegados o soldados (figura 3).
Según la invención, los elementos de deformación
4 se han conformado en la estructura del banco de aleta 1 por medio
de, por ejemplo, una prensa conformadora, pudiendo utilizarse
pletinas de partida para el banco de aleta 1 tanto de chapa
metálica como también de plástico. Gracias a esta medida se pueden
conseguir en particular ahorros de material y de costes.
Asimismo, el banco de aleta 1, para su fijación
en el componente portante 2 de la carrocería del vehículo y en el
contorno interior de la aleta 3, presenta una o varias almas de
fijación respectivas 6; 7, estando éstas orientadas casi paralelas
al componente portante 2 o al contorno interior de la aleta 3
(figuras 3 y 4).
Como se muestra además en las figuras 3 y 4, el
banco de aleta 1 está fijado en el componente portante 2, a través
de las almas de fijación 6, con ayuda de medios de fijación
mecánicos 8 que, por ejemplo, pueden ser uniones atornilladas o
también remachadas no representadas con detalle. Asimismo, es
imaginable y queda abarcado también por la invención fijar el banco
de aleta 1 en el componente portante 2 por soldadura o pegado.
La fijación del banco de aleta 1 en la aleta 3
por medio de las almas de fijación 7 se puede realizar
preferiblemente por pegado. Se evitan así marcas sobre la piel
exterior de la aleta 3, en particular cuando se utilizan grosores
de chapa reducidos para la aleta 3 y uniones adhesivas 9 elásticas
dentro de ciertos límites.
Gracias a todas las medidas precedentes se crea
sustancialmente una estructura de aleta rígida transversalmente al
eje longitudinal del vehículo y en la dirección del mismo. Además, a
consecuencia del apoyo del canto superior 5 de la aleta 3 por medio
de los elementos de deformación 4, se garantiza el mantenimiento de
una juntura exacta 10 entre el canto superior 5 de la aleta 3 y el
correspondiente canto del capó delantero 11 incluso con grosores de
material reducidos de la aleta 3.
Para conseguir determinadas rigideces de la
estructura de la aleta, el banco de aleta 1 puede presentar
escotaduras 12, cortes 13 y/o elementos de rigidización
configurados a voluntad. En el presente caso, el banco de aleta 1
está provisto de escotaduras 12 similares a ventanas y cortes
laterales 13, así como de elementos de rigidización en forma de
acanaladuras de rigidización 14 y almas de rigidización 15.
Para que se solucione el problema de una
absorción de energía lo más cuidadosa posible en caso de una
componente de fuerza vertical a consecuencia de un choque con un
peatón y un impacto del mismo sobre la zona superior de la aleta 3,
los elementos de deformación 4 pueden disponer de uno o varios
lugares de pandeo nominal, en el presente caso un lugar de pandeo
nominal 16 que, por su parte, está configurado a la manera de una
manivela.
Además, puede estar indicado aquí también que se
prevean, según sea necesario, elementos de rigidización en forma de
acanaladuras de rigidización 14 y/o almas de rigidización 15, así
como escotaduras 12 similares a ventanas y/o cortes 13. Sin
embargo, en el presente ejemplo de ejecución, la rigidización
adicional se restringe a una acanaladura de rigidización 14 que
está dispuesta debajo del lugar de pandeo nominal 16 (figura 3).
Como puede apreciarse particularmente en la
figura 4, el banco de aleta 1 se extiende ascendiendo bajo un
determinado ángulo "\alpha" desde el componente portante 2 de
la carrocería del vehículo hacia el contorno interior de la aleta
3, de donde resulta un determinado segmento de superficie en
voladizo 17 de la aleta 3. De la misma manera, existe la
posibilidad de conducir al banco de aleta 1 en dirección horizontal
o descendiendo bajo un determinado ángulo "\alpha",
partiendo del componente portante 2 de la carrocería del vehículo,
hacia el contorno interior de la aleta 3 (no representado con
detalle). Por tanto, de lo anterior resulta un brazo de palanca
ajustable a voluntad dentro de ciertos límites que, de una forma
fácilmente imaginable con toda seguridad para un experto, tiene una
influencia considerable sobre la "blandura" de la aleta 3 o la
deceleración de una parte del cuerpo de un peatón que impacte sobre
la misma.
En efecto, en extensos ensayos se ha encontrado
que, precisamente por la elección del número de elementos de
deformación 4 y su extensión orientada en la dirección longitudinal
del vehículo, la configuración de los mismos con acanaladuras de
rigidización 14, almas de rigidización 15 y/o lugares de pandeo
nominal 16, la configuración del banco de aleta 1 con escotaduras
12 similares a ventanas, cortes 13, acanaladuras de rigidización 14
y/o almas de rigidización 15, y la elección del ángulo
"\alpha" bajo el cual se extiende el banco de aleta 1,
partiendo del componente portante 2 de la carrocería del automóvil,
hacia el contorno interior de la aleta 3, se pueden ajustar de
forma definida el apoyo de la aleta 3 o su rigidez transversalmente
a la dirección longitudinal del vehículo y en la dirección de la
misma y la deceleración de un cuerpo que impacte sobre la aleta 3
con una fuerza de impacto vertical determinada.
La forma de funcionamiento de la invención
respecto de la protección de peatones resulta ser sustancialmente
como sigue:
Dado el caso de que un peatón colisione
frontalmente con un vehículo automóvil que comprende una estructura
de aleta configurada según la invención, dicho peatón impacta con el
tronco y/o la cabeza sobre la aleta 3. Tan pronto como una fuerza
vertical suficiente actúa sobre la aleta 3, el segmento de
superficie en voladizo 17 en cuestión de la aleta 3 se pandea hacia
dentro con absorción de energía y, como consecuencia, al menos un
elemento de deformación 4 se deforma permanentemente con absorción
de energía adicional. Si el elemento de deformación está provisto
de un lugar de pandeo nominal 16, éste se pandea al principio de
forma definida dentro del mismo y, al proseguir una introducción de
fuerza incrementada, se pandea en la zona de la rigidización
situada
debajo.
debajo.
En resumen, se puede consignar que, como una
mejora decisiva del estado de la técnica, se ha creado una
estructura de aleta que, a través de un dispositivo único, es
decir, configurado de una pieza, en forma de un banco de aleta 1
con elementos de deformación 4, resuelve el problema planteado de
una manera barata y con medios sencillos.
Claims (9)
1. Estructura de aleta en vehículos automóviles,
que incluye una aleta delantera (3) y al menos un elemento de
deformación (4) con el que el canto superior de la aleta (3) se
apoya en dirección sustancialmente vertical contra un componente
portante (2) de la carrocería del vehículo, estando asociado
fijamente a la aleta (3) un banco de aleta (1) que se extiende en
la dirección longitudinal del vehículo y que sigue sustancialmente
al contorno interior de la aleta (3), cuyo banco está fijado, por un
lado, al contorno interior de la aleta (3) y, por otro lado, al
componente portante (2) de la carrocería del vehículo, y presentando
el banco de aleta (1) al menos un elemento de deformación (4) que
está unido de una pieza con el banco de aleta (1) y que, partiendo
del componente portante (2), está orientado hacia arriba contra el
canto superior (5) de la aleta (3) y unido fijamente con éste,
caracterizada porque el banco de aleta (1) está constituido
por un elemento plano conformado y porque el al menos un elemento
de deformación (4) está conformado en la estructura del banco de
aleta (1).
2. Estructura de aleta según la reivindicación
1, caracterizada porque el banco de aleta (1) y/o el al menos
un elemento de deformación (4) presentan escotaduras (12), cortes
(13) y/o elementos de rigidización.
3. Estructura de aleta según una de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el al menos un
elemento de deformación (4) está provisto de uno o varios lugares
de pandeo nominal (16).
4. Estructura de aleta según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el banco de
aleta (1) junto con el al menos un elemento de deformación (4) está
configurado como una pieza conformada de chapa metálica o de
plástico.
5. Estructura de aleta según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el banco de
aleta (1) se extiende en dirección horizontal o ascendiendo o
descendiendo bajo un ángulo determinado "\alpha", partiendo
del componente portante (2) de la carrocería del vehículo, hacia el
contorno interior de la aleta (3).
6. Estructura de aleta según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el banco de
aleta (1), para su fijación en el componente portante (2) de la
carrocería del vehículo y en el contorno interior de la aleta (3),
presenta una o varias almas de fijación respectivas (6; 7), estando
orientadas las almas de fijación (6; 7) casi paralelas al
componente portante (2) o al contorno interior de la aleta (3).
7. Estructura de aleta según la reivindicación
6, caracterizada porque el banco de aleta (1) está fijado en
el componente portante (2) por soldadura, por pegado o por medios de
fijación mecánicos (8) a través del alma o las almas de fijación
(6; 7).
8. Estructura de aleta según la reivindicación
7, caracterizada porque el banco de aleta (1) está fijado
por pegado al contorno interior de la aleta (3) a través del alma o
las almas de fijación (6; 7).
9. Estructura de aleta según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el número de
elementos de deformación (4) y su extensión orientada en la
dirección longitudinal del vehículo, la configuración de los mismos
con acanaladuras de rigidización (14), almas de rigidización (15)
y/o lugares de pandeo nominal (16), la configuración del banco de
aleta (1) con escotaduras (12), cortes (13), acanaladuras de
rigidización (14) y/o almas de rigidización (15), y el ángulo
"\alpha" bajo el cual se conduce el banco de aleta (1),
partiendo del componente portante (2) de la carrocería del vehículo,
hacia el contorno interior de la aleta (3), se eligen de forma
definida en función de un apoyo deseado de la aleta (3) o de su
rigidez transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo y
en la dirección de la misma y de una deceleración deseada de un
cuerpo que impacte sobre la aleta (3) con una fuerza de impacto
vertical determinada.
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