ES2303031T5 - Procedimiento de fabricación de una pieza de estructura de vehículo automóvil, pieza de estructura, traviesa de cara delantera técnica y viga de parachoques - Google Patents
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Description
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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 según la reivindicación 1.
Así, dicho procedimiento permite obtener una pieza de estructura hibrida 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 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.
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Según un segundo modo de realización, el recubrimiento previo se realiza inmediatamente antes de la conformación de la capa metálica.
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 sirve 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. Además, el revestimiento de superficie reactivable y el elemento de estabilización comprenden un producto común.
Una pieza de estructura según la invención puede comprender además una o varias de las características siguientes:
-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 superficie;
-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.
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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 5 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.
10 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 15 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 20 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
25 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.
30 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
35 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.
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Claims (11)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento de fabricación de una pieza de estructura (10) de vehículo automóvil, que comprende una capametálica (12), estabilizada por un elemento (13) de estabilización mecánica de material termoplástico, caracterizado 5 por que 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 producto10 compatible con el material termoplástico del elemento de estabilización (13), comprendiendo la conformación de la capa metálica una etapa de plegado o de embutición, y-aplicar el material termoplástico que constituye el elemento (13) de estabilización mecánica,15 y por que:-el revestimiento de superficie (16) y el elemento de estabilización (13) comprenden un producto común,-la capa metálica (12) recubierta con el revestimiento de superficie (16) comprende una zona (20), 20 denominada zona libre, no cubierta por el elemento de estabilización (13) de material termoplástico, y-la zona libre (20) sirve de interfaz de unión con otro componente distinto del elemento de estabilización (13).
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el elemento de estabilización (13) comprende una nervadura 25 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).30 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se aplica el material termoplástico por sobremoldeado de la capa (12) previamente recubierta.
- 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, 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 termoplástico35 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).
- 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el elemento de estabilización (13) estárealizado en propileno o poliamida. 40
- 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el revestimiento de superficie (16) comprende polipropileno o poliamida.
- 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el recubrimiento previo de la capa 45 metálica (12) con el revestimiento de superficie (16) se realiza en cuanto se fabrica la capa metálica (12).
- 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, 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).50
- 10. Pieza de estructura (10) de vehículo automóvil fabricada mediante la aplicación del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
- 11. Traviesa de cara delantera técnica según la reivindicación 10. 55
- 12. Viga de parachoques según la reivindicación 10.5
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