ES2313957T3 - Estructura ligera de suelo para vehiculos. - Google Patents

Abstract

Estructura de suelo para vehículos, destinada a sustituir un panel convencional de suelo para vehículos, comprendiendo dicha estructura de suelo para vehículos una capa de soporte (1) y un revestimiento interior (10, 11) en el lado del compartimiento para pasajeros de la capa de soporte (1), en que la capa de soporte (1) comprende una capa central alveolar (7), una capa rigidizante (8) vinculada al lado del compartimiento para pasajeros de la capa central (7) y una capa rigidizante del lado exterior (9) vinculada directamente a la cara exterior de la capa central (7), en que la capa rigidizante del lado exterior (9) es de poro abierto, y en que la capa central (7) consiste de un material termoestable o de un material tipo cartón.

Description

Estructura ligera de suelo para vehículos.

La presente invención se refiere a una estructura ligera de suelo para vehículos, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Es conocido equipar paneles de suelo para vehículos con un revestimiento acústicamente efectivo, es decir acústicamente aislante y/o acústicamente absorbente. Como regla general, estos revestimientos comprenden una capa de amortiguación acústicamente aislante que se aplica directamente al panel de suelo. En vehículos de elevado confort se añaden una capa adicional de espuma o género no tejido acústicamente absorbente y una capa de alfombra pesada y estanca al aire sobre dicha capa de amortiguación de vibraciones y acústicamente absorbente, en el lado del compartimiento de pasajeros. Estas capas adicionales están diseñadas acústicamente de tal manera que puedan interaccionar entre sí a modo de sistema de resorte-masa acústico.

Es también conocido aplicar una capa protectora a la cara exterior de los paneles de suelo con el fin de protegerlos mecánica y/o químicamente de, por ejemplo, el impacto de piedras o los efectos de la sal en invierno. Una tal protección de bajos comprende generalmente la pulverización de una capa de PVC de aproximadamente 1 mm de espesor y relativamente costosa.

Se ha comprobado que la aplicación de una pluralidad de capas y revestimientos con diversas funciones incrementa de forma indeseable el peso total del vehículo y también reduce de forma indeseable el espacio disponible en el compartimiento de pasajeros, particularmente el espacio para los pies. Sin embargo, el objetivo general de la industria moderna de vehículos consiste en diseñar vehículos más ligeros, más espaciosos y más económicos.

En la JP 05 050951 se divulga un panel de suelo de un cuerpo de automóvil cuya estructura está constituida por una estructura multicapa alveolar. Tales estructuras de panel de suelo están generalmente fabricadas de aluminio o de otro material metálico ligero y sirven para mantener una requerida rigidez y estabilidad del panel de suelo. Este tipo de estructura es bien conocido en la técnica y posee el inconveniente de transmitir directamente energía acústica (ruido) a lo largo de su estructura. Por consiguiente, este tipo de panel de suelo requiere medios insonorizantes adicionales para compartimientos de pasajeros del vehículo que, en contrapartida, vuelven a incrementar el peso total.

Constituye la finalidad de la presente invención proporcionar una estructura de suelo ligera con propiedades acústicas ventajosamente integradas en la misma.

Una estructura alveolar atenuadora del ruido se divulga en la Patente US No. 4.384.020. Este panel multicapa atenuador del ruido comprende un núcleo celular dispuesto entre dos láminas de revestimiento. Una de estas láminas de revestimiento está perforada y está adicionalmente recubierta con una lámina para impedir una contaminación de la estructura alveolar. Ello permite al campo acústico penetrar en las cavidades de la estructura alveolar, lo cual se traduce en un efecto de absorción según los resonadores de Helmholtz, es decir dentro de una estrecha banda de frecuencias. Esta estructura está diseñada para su empleo en motores de propulsión a chorro y no es adecuada para la industria del automóvil moderno, que requiere un sistema de atenuación acústica dentro de una amplia banda de frecuencias.

Un ulterior elemento constructivo plano con buenas propiedades de absorción acústica se divulga en la GB 2101930 A. Este panel comprende una capa central alveolar y dos capas de recubrimiento, al menos una de las cuales posee una estructura de células abiertas.

Constituye por tanto la finalidad de la presente invención proporcionar un suelo para vehículos que sea más ligero y menos costoso que previas configuraciones de suelo para vehículos, aunque cumpliendo simultáneamente las exigencias mecánicas, térmicas y acústicas establecidas.

Ello se consigue mediante una estructura ligera de suelo para vehículos con las características de la reivindicación 1, y en particular mediante una estructura ligera de suelo para vehículos en que el panel de suelo convencional es sustituido por una capa de soporte que comprende una capa central alveolar vinculada por ambos lados con sendas capas rigidizantes. De acuerdo con una primera forma de realización preferente, la cara interior de la capa rigidizante está constituida de un material SMC, y la cara exterior de la capa rigidizante está constituida de un género no tejido o fieltro cosido. Este fieltro está preferiblemente constituido de fibras de vidrio y PET que están impregnadas con Resol al 25%, y posee un peso de 1,3 kg/m^{2}, por ejemplo. Es esencial para el suelo para vehículos de acuerdo con la invención que al menos esta capa rigidizante de la cara exterior sea de poros abiertos y que la capa central esté fabricada de un material plástico termoestable o tipo cartón. Con el fin de mejorar la eficiencia acústica puede aplicarse adicionalmente un doble fieltro con dos láminas diferentemente comprimidas. De acuerdo con esta forma de realización el revestimiento interior consiste de un sistema de resorte-masa acústico que comprende preferentemente una capa resorte fabricada de espuma de PU y una capa de masa fabricada de caucho o látex.

De acuerdo con una ulterior forma de realización de la estructura ligera de suelo para vehículos según la invención, la capa de soporte está provista de un revestimiento exterior que comprende dos fieltros diferentemente comprimidos. Estas capas de fibras de poro abierto, es decir porosas y permeables al aire, pueden estar adicionalmente protegidas contra la humedad y la suciedad mediante una delgada capa de caucho o látex. Por su cara interior la capa de soporte comprende una capa acústicamente aislante de caucho o látex. En su lugar puede también emplearse una capa de SMC o una capa de Renfort impregnada.

Ulteriores formas de realización preferentes presentan las características de las reivindicaciones dependientes.

De esta manera se obtiene una estructura ligera de suelo para vehículos, acústica y térmicamente altamente eficiente, que resulta sustancialmente más ligera que sistemas convencionales. La estructura según la invención puede ser fácilmente fabricada y conformada, preferiblemente en un proceso de una sola etapa, y, particularmente, el suelo para vehículos puede ser parcialmente configurado en forma de \Omega con el fin de alcanzar la rigidez requerida. La estructura ligera de suelo para vehículos según la invención es particularmente adecuada para su empleo en el suelo de cabina para camiones. Resulta evidente que esta estructura de suelo puede también emplearse para otras partes de vehículo, en particular para elementos laterales de cabina u otros elementos de suelo.

A continuación se describirá la invención más detalladamente mediante formas de realización preferentes y con relación a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Fig. 1 es una vista esquemática de un suelo convencional para vehículos;

la Fig. 2 ilustra un suelo ligero de acuerdo con la invención, con un sistema de resorte-masa acústico; y

la Fig. 3 ilustra un suelo ligero de acuerdo con la invención, con un sistema de aislamiento acústicamente absorbente.

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Un suelo convencional para vehículos, ilustrado esquemáticamente en la Fig. 1, comprende una capa de soporte 1 constituida por una lámina de suelo metálica, que pesa típicamente 7,8 kg/m^{2} y tiene un espesor de aproximadamente 1 mm. Una capa IFF 2 está aplicada a la cara interior de dicha lámina de suelo metálica, pesando esta capa IFF típicamente 4,8 kg/m^{2} y presentando un espesor de 2 mm. Sobre esta capa IFF 2 se apoya una alfombra 3 dotada de una capa inferior de alfombra 4 y una capa superior de alfombra 5. Tales alfombras suelen generalmente pesar 8 kg/m^{2} y suelen tener habitualmente un espesor de 20 mm. En la cara exterior de la lámina de suelo metálica está aplicada una capa de aislamiento acústico 6, que generalmente pesa 2,4 kg/m^{2} y presenta un espesor de 25 mm. Por consiguiente, este suelo para vehículos tiene un peso total de 23 kg/m^{2} y un espesor total de 48 mm.

En comparación, el suelo ligero para vehículos de acuerdo con la invención, y tal como ilustrado esquemáticamente en la Fig. 2, tiene un peso total de 12 kg/m^{2} y un espesor total de 46 mm. La forma de realización ilustrada en la Fig. 2 comprende una capa de soporte 1 constituida por una estructura estratificada, a continuación conocida como RHOC. Esta estructura estratificada consiste de una capa central alveolar 7, la cual está vinculada por ambas caras a sendas capas rigidizantes 8, 9. La capa rigidizante interior 8 está constituida de un material SMC. Para la capa central alveolar 7 se emplea un material de cartón, el cual es tratado con una solución de Resol para la consecución de la protección requerida contra la humedad. La capa rigidizante exterior 9 está constituida de un género no tejido cosido (preferiblemente consistente de fibras de vidrio y PET), el cual está también impregnado con una solución de Resol (una solución fenólica acuosa). Este género no tejido delgado 9 comprende preferiblemente fibras de vidrio y fibras de PET que están impregnadas con Resol. El género no tejido 9 es de células abiertas o poroso. Con el fin de ulteriormente mejorar las propiedad acústicas, también es posible aplicar una capa adicional de género no tejido constituido por dos capas diferentemente comprimidas. La estructura de la capa de soporte 1, y en particular la secuencia de las capas: piel, estructura alveolar, género no tejido, es de particular importancia para la estabilidad mecánica de la capa de soporte 1. La rigidez requerida resulta del espesor total. Además, la capa central 7, que esencialmente contiene solamente aire, proporciona un buen aislamiento térmico. De acuerdo con una forma de realización preferida, la capa de soporte 1 tiene un peso de 5 kg/m^{2} y un espesor de 23 mm. Con el fin de ulteriormente mejorar la eficiencia acústica de esta estructura ligera, el revestimiento interior está diseñado a modo de sistema de resorte-masa. De acuerdo con una forma de realización preferida, éste comprende una capa resorte 10 constituida de espuma de PU y una capa de masa 11 constituida de caucho. La capa resorte 10 pesa preferiblemente 1 kg/m^{2} y presenta preferiblemente un espesor de 20 mm. La capa de masa 11 pesa preferiblemente 6 kg/m^{2} y presenta preferiblemente un espesor de 3 mm. De esta manera es posible crear un suelo para vehículos con la secuencia de capas previamente descrita, presentando las capas individuales un peso total de 12 kg/m^{2} y un espesor total de 46 mm.

En la Fig. 3 se ilustra una forma de realización alternativa del suelo para vehículos de acuerdo con la invención. Este también comprende una capa de soporte 1 a modo de, tal como previamente descrito, capa RHOC. Por su cara exterior esta capa de soporte 1 está provista de dos capas fibrosas de género no tejido diferentemente compactadas o comprimidas, concretamente de una primera capa fibrosa 12 de género no tejido menos compactado, con un peso superficial de 1,6 kg/m^{2} y un espesor de 17 mm, y de una segunda capa fibrosa 13 de género no tejido más altamente compactado, con un peso superficial de 1 kg/m^{2} y un espesor de 4 mm. Estas capas de fibras porosas y permeables al aire pueden estar adicionalmente protegidas contra suciedad y humedad por medio de una delgada capa de caucho o látex. Por la cara interior está dispuesta, sobre la capa de soporte 1, una capa 11 de caucho o látex, la cual pesa 6 kg/m^{2} y presenta un espesor de 3 mm. Esta forma de realización de un suelo para vehículos, comprendiendo la estructura de capas previamente descrita e incluyendo una capa RHOC de 5 kg/m^{2} de peso y 23 mm de espesor, tiene por tanto un peso total de 13,6 kg/m^{2} y un espesor total de 46 mm. Resulta esencial para las propiedades acústicas del suelo para vehículos de acuerdo con la invención que la cara inferior del suelo sea de poro abierto. En lugar de la capa 11 de caucho es posible emplear una capa SMC o un capa de Renfort impregnada. Esta capa de Renfort puede comprender fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de Kevlar, fibras naturales, etc. y comprende poliéstervinil-éster, epoxi u otros materiales apropiados, conocidos por las personas entendidas en la materia como agente ligante.

El revestimiento interior está diseñado a modo de sistema de resorte-masa acústico, y comprende particularmente una capa resorte 10, constituida de una espuma de PU, y una capa de masa 11, constituida de caucho o látex.

De acuerdo con un forma de realización ventajosa, la capa central 7 posee un espesor de aproximadamente 15 a 30 mm, particularmente 22 mm, un tamaño de célula de aproximadamente 5 a 15 mm, particularmente 10 mm, una resistencia a la compresión de aproximadamente 450 a 1000 kPa, particularmente 700 kPa, y un peso superficial de aproximadamente 500-1100 g/m^{2}, particularmente 800 g/m^{2}.

Se sobreentiende que la presente capa central 7, constituida de cartón, permite la fabricación de un producto extremadamente económico. Con el fin de impregnar la capa central 7 y las capas cosidas 12, 13 de género no tejido de fibras, pueden emplearse resinas de melamina, poliéster, vinil-éster o epoxi, en lugar de una solución de Resol. Para el tratamiento de la estructura alveolar es igualmente posible emplear látex o una variedad de productos parafínicos o de Teflón®. Dado que materiales termoestables son más apropiados que materiales termoplásticos para la capa rigidizante, alternativamente se elige material termoestable para la capa central.

Claims (10)

1. Estructura de suelo para vehículos, destinada a sustituir un panel convencional de suelo para vehículos, comprendiendo dicha estructura de suelo para vehículos una capa de soporte (1) y un revestimiento interior (10, 11) en el lado del compartimiento para pasajeros de la capa de soporte (1), en que la capa de soporte (1) comprende una capa central alveolar (7), una capa rigidizante (8) vinculada al lado del compartimiento para pasajeros de la capa central (7) y una capa rigidizante del lado exterior (9) vinculada directamente a la cara exterior de la capa central (7), en que la capa rigidizante del lado exterior (9) es de poro abierto, y en que la capa central (7) consiste de un material termoestable o de un material tipo cartón.

2. Estructura de suelo para vehículos según la reivindicación 1, en que el revestimiento interior comprende una capa resorte (10) consistente de una espuma de PU y una capa de masa (11) consistente de un material de caucho o látex.

3. Estructura de suelo para vehículos según la reivindicación 1, en que dos capas de género no tejido fibroso (12, 13) diferentemente comprimidas son aplicadas al lado exterior de la capa rigidizante del lado exterior (9).

4. Estructura de suelo para vehículos según la reivindicación 3, en que la capa de género no tejido fibroso (12) menos comprimida está dispuesta entre la capa de soporte (1) y la capa de género no tejido fibroso (13) más altamente comprimida.

5. Estructura de suelo para vehículos según una de las reivindicaciones precedentes, en que la capa central (7) posee un espesor de aproximadamente 15 a 30 mm, particularmente 22 mm, un tamaño de célula de aproximadamente 5 a
15 mm, particularmente 10 mm, una resistencia a la compresión de aproximadamente 450 a 1000 kPa, particularmente 700 kPa, y un peso superficial de aproximadamente 500-1100 g/m^{2}, particularmente 800 g/m^{2}.

6. Estructura de suelo para vehículos según una de las reivindicaciones precedentes, en que la capa central (7) está impregnada con una solución de Resol.

7. Estructura de suelo para vehículos según una de las reivindicaciones precedentes, en que la capa rigidizante del lado exterior (9) consiste de un género no tejido cosido, y comprende particularmente fibras de vidrio o PET que están impregnadas particularmente con Resol.

8. Estructura de suelo para vehículos según una de las reivindicaciones precedentes, en que dicha estructura está al menos parcialmente configurada en forma de \Omega.

9. Estructura de suelo para vehículos según una de las reivindicaciones precedentes y diseñada como suelo de cabina, particularmente para camiones.

10. Vehículo comprendiendo una estructura de suelo para vehículos según una de las reivindicaciones precedentes.