ES2303031T3 - Procedimiento de fabricacion de una pieza de estructura de vehiculo automovil, pieza de estructura, traviesa de cara delantera tecnica y viga de parachoques. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de una pieza de estructura (10) de vehículo automóvil, que comprende una capa metálica (12), estabilizada por un elemento (13) de estabilización mecánica de material termoplástico, caracterizado porque comprende las etapas siguientes: - conformar la capa metálica (12) previamente recubierta con un revestimiento de superficie (16) reactivable que sirve de interfaz de unión mecánica con el material termoplástico del elemento (13) de estabilización mecánica, siendo el revestimiento de superficie (16) realizado en un material que comprende un producto compatible con el material termoplástico del elemento de estabilización (13), y - aplicar el material termoplástico que constituye el elemento (13) de estabilización mecánica.
Description
Procedimiento de fabricación de una pieza de
estructura de vehículo automóvil, pieza de estructura, traviesa de
cara delantera técnica y viga de parachoques.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de una pieza de estructura de vehículo
automóvil, a una pieza de estructura, a una traviesa de cara
delantera técnica y a una viga de parachoques.
Las exigencias actuales en el campo del
automóvil llevan a los constructores a utilizar unas piezas de
estructura a la vez rígidas, para aumentar la seguridad de los
pasajeros, y ligeras, para limitar el peso y por tanto el coste de
utilización del vehículo.
Se conoce ya, en el estado de la técnica, una
pieza de estructura de este tipo, tal como una viga de parachoques,
que combina la rigidez de los materiales metálicos y la ligereza de
los materiales plásticos. Para ello, dicha viga "híbrida" está
constituida por una chapa embutida, ensamblada con un elemento de
estabilización mecánica de material termoplástico, tal como un
conjunto de nervaduras de rigidización.
Un ejemplo de pieza de estructura que comprende
una chapa de acero, eventualmente provista de un agente de
adherencia, llena de material termoplástico, se describe en el
documento FR-2 793 438.
Generalmente, el material plástico y la chapa
son solidarizados por unas uniones pasantes, que pueden estar
constituidas por unas porciones de material plástico, obtenidas por
sobremoldeado de este último sobre la chapa, como en los documentos
EP-0 370 342 y FR-2 781 713, o por
engatillado, como en el documento FR-2 800 030.
El problema de este tipo de viga consiste en que
el ensamblaje de la chapa con el material plástico necesita realizar
unos orificios pasantes en uno de los dos materiales. Estos
orificios fragilizan la chapa o el elemento de estabilización de
material plástico, tanto más cuando la unión entre la chapa y el
material plástico se realiza de forma puntual.
Una solución podría ser pegar el elemento de
estabilización de material plástico sobre la chapa, de manera que se
obtenga una unión continua. Sin embargo, este procedimiento no se ha
practicado en razón de la dificultad de alcanzar el interior de la
chapa embutida y de los costes adicionales de aplicación de la cola
en unos puntos precisos.
La presente invención prevé evitar estos
inconvenientes proponiendo un procedimiento de fabricación de una
pieza de estructura de vehículo automóvil, en el cual el metal y el
material plástico son ensamblados sin realizar orificios en la chapa
metálica o en el material termoplástico, simplificando al mismo
tiempo este ensamblaje.
Con este fin, la invención tiene por objeto un
procedimiento de fabricación de una pieza de estructura de vehículo
automóvil, que comprende una capa metálica, estabilizada por un
elemento de estabilización mecánica de material termoplástico,
caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
- -
- conformar una capa metálica previamente recubierta de un revestimiento de superficie reactivable que sirve de interfaz de unión mecánica con el material termoplástico del elemento de estabilización mecánica, siendo el revestimiento de superficie realizado en el material que comprende un producto compatible con el material termoplástico del elemento de estabilización, y
- -
- aplicar el material termoplástico que constituye el elemento de estabilización mecánica.
Así, dicho procedimiento permite obtener una
pieza de estructura híbrida en la cual ni la capa metálica ni el
elemento de estabilización están perforados. Además, gracias al
revestimiento de superficie, la unión entre la capa metálica y el
elemento de estabilización de material plástico es continua, por lo
tanto mejor.
Por elemento de estabilización, se entiende un
elemento que permite limitar los esfuerzos soportados por la capa
metálica cuando tiene lugar la solicitación a flexión o a torsión.
El elemento de estabilización puede comprender por ejemplo una
nervadura de rigidización, o una capa de material plástico.
Según un modo de realización preferido de la
invención, la conformación de la capa metálica comprende una etapa
de plegado o de embutición.
Eventualmente, se aplica el material
termoplástico por sobremoldeado de la capa previamente recubierta.
Así, contrariamente al caso de las uniones pasantes que imponen para
cada punto de unión una cantidad de material termoplástico mínima
para el comportamiento de la unión, el procedimiento según la
invención permite aportar una cantidad de material exactamente
suficiente para la estabilización mecánica de la capa metálica en un
punto preciso, y esto a bajo coste.
El revestimiento de superficie está realizado en
un material reactivable, preferentemente en caliente. Así, este
material sólo reacciona a una cierta temperatura, tal como la
temperatura a la cual es inyectado el material termoplástico de la
nervadura de rigidización, lo que permite conformar la capa metálica
sin que el revestimiento de superficie se ligue a las herramientas
de conformado.
Según un primer modo de realización, el
recubrimiento previo de la capa metálica con el revestimiento de
superficie se realiza separadamente, en cuanto se fabrica la capa
metálica, por ejemplo en forma de una chapa. La chapa previamente
recubierta es conformada ulteriormente y el material termoplástico
es aplicado sobre la chapa previamente recubierta conformada, de
acuerdo con la invención.
Según un segundo modo de realización, el
recubrimiento previo se realiza inmediatamente antes de la
conformación de la capa metálica.
Eventualmente, la capa metálica recubierta por
el revestimiento de superficie comprende una zona, denominada zona
libre, no cubierta por el elemento de estabilización de material
plástico. Esta zona libre puede servir de interfaz de unión con otro
componente distinto del elemento de estabilización. Así, es posible,
reactivando de nuevo la zona libre, hacerla reaccionar de forma que
el revestimiento de superficie pueda servir de medio de fijación de
otros componentes, tales como unos componentes fijados optativamente
según el vehículo.
Una pieza de estructura según la invención puede
comprender además una o varias de las características
siguientes:
- -
- el revestimiento de superficie reactivable y el elemento de estabilización comprenden un producto común;
- -
- el revestimiento de superficie comprende un producto ligante y, por el lado opuesto a la capa metálica, una película de material termoplástico realizada en el mismo material que el elemento de estabilización, de manera que favorezca la adherencia del elemento de estabilización sobre el revestimiento de superfi-cie;
- -
- el elemento de estabilización está realizado en polipropileno o poliamida;
- -
- el revestimiento de superficie comprende polipropileno o poliamida.
La invención se refiere asimismo a una pieza de
estructura de vehículo automóvil obtenida mediante la aplicación de
un procedimiento del tipo citado, por ejemplo una traviesa de cara
delantera técnica o una viga de parachoques.
La invención se pondrá más claramente de
manifiesto a partir de la lectura de la descripción siguiente, dada
únicamente a título de ejemplo y con referencia a la figura única
adjunta, que representa una vista en perspectiva de una parte de una
pieza de estructura según la invención.
La pieza de estructura representada en la figura
única es una viga 10 de parachoques anterior o posterior. Esta viga
10 comprende una capa metálica 12, de sección en U, realizada por
embutición de una chapa.
La viga 10 comprende asimismo, en el interior de
la capa en U, un elemento de estabilización 13, realizado en un
material termoplástico tal como el polipropileno, destinado a
limitar los esfuerzos soportados por la capa metálica 12 cuando
tienen lugar solicitaciones a flexión o a torsión. El elemento de
estabilización 13 representado en la figura comprende a la vez unas
nervaduras de rigidización 14, que atraviesan el interior de la capa
12, y unas zonas de estabilización 18, dispuestas en sobreespesor en
el interior de la capa 12.
Según otro modo de realización, el elemento de
estabilización de material termoplástico está compuesto únicamente
por nervaduras de rigidización, o únicamente por una capa en
sobreespesor, uniforme o no.
Gracias a los dos componentes 12 y 13,
realizados en un material diferente, la viga 10 ofrece una buena
inercia y una buena resistencia a la torsión, siendo al mismo tiempo
suficientemente ligera.
Para ligar la capa 12 y el elemento de
estabilización 13, la capa está recubierta por un revestimiento de
superficie 16, que sirve de interfaz de unión mecánica con el
elemento 13.
El revestimiento de superficie 16 está realizado
en un material que presenta las características siguientes:
- -
- es termorreactivo, es decir que adquiere unas propiedades de adherencia a una cierta temperatura;
- -
- es apto para pegar unos materiales metálicos, como las colas conocidas en el estado de la técnica, para pegar unas piezas de estructura metálicas, tales como el capó y el doblado de capó, o el portón y la dobladura del portón vendidos en particular por la sociedad Henkle;
- -
- contiene polipropileno.
El ensamblaje de la capa metálica 12 y del
elemento de estabilización 13 se efectúa de la forma siguiente.
En una primera etapa, la capa metálica es
previamente recubierta, por lo menos en toda su superficie interior,
con el revestimiento de superficie 16. Esta primera etapa es
realizada en cuanto se fabrica la chapa, antes de su
comercialización.
En una segunda etapa, la capa 12, previamente
recubierta del revestimiento 16, es recortada y conformada por
embutición o plegado, a fin de adoptar la forma de sección en U
representada en el plano.
En una tercera etapa, la chapa así preparada es
colocada en un molde en el cual es inyectado polipropileno de manera
que forme las nervaduras 14 de material plástico así como las zonas
de estabilización 18.
Cuando tiene lugar este sobremoldeado, el
polipropileno es inyectado a una temperatura relativamente elevada,
de manera que sea líquido. Esta temperatura es por otra parte
suficientemente elevada para hacer reaccionar el material que
compone la capa de interfaz 16.
Por otra parte, como el material del
revestimiento de superficie 16 comprende polipropileno, éste es
compatible con el polipropileno inyectado para moldear el elemento
13.
Por consiguiente, cuando el propileno entra en
contacto, en el molde, con el revestimiento de superficie 16, éste
reacciona, de manera que crea una unión entre el elemento 13 y la
capa metálica 12.
Así, como se aprecia en la viga 10 obtenida
después de inyección, se obtienen las zonas de estabilización 18, en
las cuales la capa de interfaz 16 y el material termoplástico
inyectado se han fusionado de forma que aseguren una unión continua
del material plástico y de la capa metálica 12, y por tanto para
estabilizar la capa 12.
Eventualmente, según un modo de realización no
representado, el revestimiento de superficie 16 es recubierto, antes
del sobremoldeado, con una película de polipropileno, de manera que
favorezca el enganchado del polipropileno que compone las nervaduras
de rigidización sobre la capa metálica.
Por otra parte, se puede observar que, como la
capa metálica 12 está previamente recubierta en toda la superficie
con el revestimiento 16, algunas zonas no cubiertas por el material
plástico cuando tiene lugar la inyección no han reaccionado y no
están recubiertas por el material plástico. Por consiguiente, estas
zonas 20 que quedan libres, que presentan el revestimiento de
superficie 16, pueden ser reactivadas por el calor, de manera que
puedan fijar un componente sobre la pieza de estructura, tal como
una guía de aire, unas patas de fijación (para las piezas fijadas
opcionalmente sobre el vehículo), un avisador sonoro....
Se observará que la invención no está limitada
al modo de realización descrito anteriormente.
En particular, la obtención de una unión entre
el material plástico y la capa metálica 12 no se realiza únicamente
por sobremoldeado, pudiendo la misma realizarse asimismo por
ensamblaje.
Por último, una pieza de estructura tal como la
descrita puede ser utilizada en el vehículo para otras piezas
diferentes a la viga 10, por ejemplo una traviesa de la cara
delantera técnica, un montante de puertas, un larguero, una pieza de
estructura de techo, un apoyo bajo para peatón, un montante de
hueco, un soporte de álabe, una traviesa de hueco, un postigo
bajo.
Claims (16)
1. Procedimiento de fabricación de una pieza de
estructura (10) de vehículo automóvil, que comprende una capa
metálica (12), estabilizada por un elemento (13) de estabilización
mecánica de material termoplástico, caracterizado porque
comprende las etapas siguientes:
- -
- conformar la capa metálica (12) previamente recubierta con un revestimiento de superficie (16) reactivable que sirve de interfaz de unión mecánica con el material termoplástico del elemento (13) de estabilización mecánica, siendo el revestimiento de superficie (16) realizado en un material que comprende un producto compatible con el material termoplástico del elemento de estabilización (13), y
- -
- aplicar el material termoplástico que constituye el elemento (13) de estabilización mecánica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el elemento de estabilización (13) comprende una nervadura de
rigidización (14).
3. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, en el que el elemento de estabilización (13)
comprende una capa de material plástico (18).
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la conformación de la capa
metálica (12) comprende una etapa de plegado o de embutición.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que se aplica el material
termoplástico por sobremoldeado de la capa (12) previamente
recubierta.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el revestimiento de superficie
(16) y el elemento de estabilización (13) comprenden un producto
común.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el revestimiento de superficie
(16) comprende un producto ligante y, por el lado opuesto a la capa
metálica (12), una película de material termoplástico realizada en
el mismo material que el elemento de estabilización (13), de manera
que favorezca la adherencia del elemento de estabilización sobre el
revestimiento de superficie (16).
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que el elemento de estabilización (13)
está realizado en propileno o poliamida.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que el revestimiento de superficie
(16) comprende polipropileno o poliamida.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que la capa metálica (12) recubierta
con el revestimiento de superficie (16) presenta una zona (20),
denominada zona libre, no recubierta por el elemento de
estabilización (13) de material termoplástico.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en
el que la zona libre (20) sirve de interfaz de unión con otro
componente distinto que el elemento de estabilización (13).
12. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que el recubrimiento previo de la
capa metálica (12) con el revestimiento de superficie (16) se
realiza en cuanto se fabrica la capa metálica (12).
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que el recubrimiento previo de la
capa metálica (12) con el revestimiento de superficie (16) se
realiza inmediatamente antes de la conformación de la capa metálica
(12).
14. Pieza de estructura (10) de vehículo
automóvil fabricada mediante la aplicación del procedimiento según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Traviesa de cara delantera técnica según la
reivindicación 14.
16. Viga de parachoques según la reivindicación
14.
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