ES2315772T3 - Disposicion de parachoques para vehiculos de motor. - Google Patents

Abstract

Disposición de parachoques para un vehículo de motor con una soporte (14) transversal para el parachoques y con cajas (2, 15) de choque para incorporar entre el soporte (14) transversal para el parachoques y los largueros (1, 30) longitudinales en la que las cajas (2, 15) de choque poseen zonas (8, 29) de fijación unidas con los largueros (1, 30) longitudinales por medio de espárragos (9, 25), que atraviesan las paredes (11, 26, 27) de las zonas (8, 29) de fijación y las paredes (10, 36, 37 de los largueros longitudinales, caracterizada porque las paredes (11, 26, 27; 10, 36, 37) de las zonas (8, 29) de fijación y de los largueros (1, 30) longitudinales a unir entre sí por medio de los espárragos se disponen mutuamente en el estado no unido por medio de los espárragos con una distancia (12, 38) de tolerancia y son presionadas en el estado unido por medio de los espárragos contra las paredes (10, 36, 37) de los largueros (1, 30) longitudinales, siendo sometidas las zonas (8, 29) de fijación localmente a una deformación elástica o plástica para el autocentraje de las cajas (2, 15) de choque con relación a los largueros (1, 30) longitudinales y estando formadas cada una de las cajas (2, 15) de choque por dos mitades (5, 6; 16, 17) unidas entre sí sólo exteriormente a las zonas (8, 29) de fijación o previendo en las paredes de las zonas de fijación ranuras longitudinales, de manera, que las paredes formen lengüetas de fijación deformables de manera elástica o plástica.

Description

Disposición de parachoques para vehículos de motor.

El presente invento se refiere a una disposición de parachoques según las características del preámbulo de la reivindicación 1 para vehículos de motor.

Los parachoques se disponen transversalmente en la proa y en la popa de un vehículo de motor entre el carenado de material plástico, que cierra la carrocería y el bastidor del vehículo. Para evitar daños en la estructura del vehículo en el caso de choques frontales o traseros producidos con velocidades bajas se integran elementos de deformación conocidos como cajas de choque. Las cajas de choque son elementos de pared delgada generalmente rectangulares de acero, aluminio o material plástico. Pueden ser fabricadas por ensamblaje de piezas de chapa prensadas o en una pieza, por ejemplo como un perfil extruído de aluminio.

Las cajas de choque, entre los largueros longitudinales del vehículo y el soporte transversal del parachoques absorben la energía cinética resultante del choque y la transforman en trabajo de deformación. Con ello se quiere evitar, que los largueros longitudinales sean dañados de manera permanente, cuando se rebasa un nivel de carga crítico.

Existen diferentes posibilidades para fijar las cajas de choque a los largueros longitudinales. Se conoce el procedimiento de apoyar las cajas de choque por medio de placas de brida en el lado frontal del larguero longitudinal. Para la unión con tornillos también se necesita en la zona de los largueros longitudinales una zona de unión correspondiente, es decir una brida correspondiente. Esta clase de montaje de las cajas de choque exige fundamentalmente elementos, que incrementan el peso total del vehículo.

También se conoce el procedimiento de fijar las cajas de choque por medio de espárragos transversales a los largueros longitudinales. La unión puede tener lugar lateralmente, como propone el documento DE 298 08 143 U1, de manera, que en esta forma de construcción se necesitan, igual que en el apoyo frontal en bridas, un mayor espacio de montaje.

Con independencia de la clase de la fijación de las cajas de choque a un larguero longitudinal son, sin embargo, necesarios elementos de compensación de las tolerancias, en especial con forma de orificios alargados. Estos se prevén fundamentalmente en las placas de brida. Cuando las cajas de choque se montan sin placas de brida, es necesaria una compensación de las tolerancias entre el soporte transversal para el parachoques y la caja de choque. Esto se puede realizar con soluciones relativamente costosas basadas en tornillos.

A través del documento EP 1 219 499 A1 se conoce una estructura de unión entre un soporte transversal para el parachoques y un elemento de absorción de choques. El elemento de absorción de choques, respectivamente la caja de choque posee una sección transversal esencialmente constante, estando unido el elemento de absorción de choques con el soporte transversal para el parachoques. En el documento US 5,005,887 A se describe, además, que como dispositivo de montaje de un parachoques se puede utilizar un alojamiento con forma de taza, que posee un ángulo de apertura mínimo de 3º a 5º y que se coloca sobre el larguero longitudinal. Con la fijación posterior por medio de espárragos se llevan al asiento en toda su superficie las paredes opuestas. El problema a resolver con el presente invento reside en la reducción del coste de montaje por medio de un autocentraje y en la divulgación de una disposición de parachoques con estas propiedades ventajosas.

El invento se basa, partiendo de aquí, en crear una disposición de parachoques con una caja de choque, que se pueda fijar ahorrando en especial espacio de montaje, es decir aprovechando de manera óptima el espacio de montaje en los largueros longitudinales, que posea un peso propio reducido y que pueda compensar las tolerancias en la zona de fijación entre los largueros longitudinales y las caja de choque.

Este problema se soluciona con una disposición de parachoques con las características de la reivindicación 1.

En la disposición de parachoques según el invento se atornillan las cajas de choque directamente a los largueros longitudinales sin la interposición de placas de brida. Con ello se obtiene el deseado ahorro de peso. Las cajas de choque están diseñadas de tal modo, que se construyen de modo nominal distanciadas del perfil de la sección transversal de los largueros longitudinales para poder ser montadas, cuando surgen tolerancias, en los largueros longitudinales, al menos con una deformación elástica o plástica local. Las cajas de choque poseen para ello zonas de fijación, cuyas paredes se unen con espárragos con las paredes de los largueros longitudinales. Los espárragos puentean una distancia de tolerancia dimensionada de manera generosa entre las paredes y presionan las paredes de las cajas de choque contra las paredes de los largueros longitudinales. Durante el montaje, el soporte transversal para el parachoques adopta con las cajas de choque una posición predeterminada, que es mantenida de manera exacta por medio del autocentraje de las caja de choque con relación a los largueros longitudinales. Este autocentraje hace posible la supresión de orificios alargados, costosos desde el punto de vista de la fabricación, en el larguero longitudinal o en las cajas de choque. Es decisivo, que la posición en el espacio de las cajas de choque ya no varíe, cuando se aprietan los espárragos. Esto se logra con zonas de fijación con una configuración especial, que se conforman durante el montaje de manera elástica e incluso plástica. La distancia de tolerancia entre las paredes de las zonas de fijación y los largueros longitudinales se dimensiona intencionadamente mayor que lo que sería realizable desde el punto de vista de la fabricación para hacer posible un pequeño desplazamiento transversal de los soportes transversales para los parachoques con las cajas de choque transversalmente al eje longitudinal del vehículo. Las cajas de choque están unidas, en el marco del invento, de manera rígida con el soporte transversal para el parachoques. Se suprimen los laboriosos ajustes en la zona de montaje de las cajas de choque en los soportes transversales para los parachoques. Con ello también es posible un ahorro de peso. Además, debido a la supresión del ajuste posterior necesario también se reduce el coste del montaje.

El soporte transversal para el parachoques y las cajas de choque forman una unidad ligera, que se puede montar de una manera especialmente sencilla y rápida. Las cajas de choque se componen de dos mitades unidas únicamente en la parte exterior a la zona de fijación. Es decir, que las dos mitades no están unidas entre sí en la zona de fijación. Por ello, las dos mitades se pueden deformar con mayor facilidad una con relación a la otra en la zona de fijación. Se producen picos de tensión más pequeños. Los pares de apriete de los espárragos pueden ser elegidos más pequeños y se simplifica el montaje.

En el caso de cajas de choque configuradas en una pieza, por ejemplo con la forma de un perfil hueco, se prevén en las paredes de las zonas de fijación ranuras longitudinales, de manera, que las paredes formen lengüetas de fijación, que se puedan deformar de manera elástica o plástica. Como es natural, en las cajas de choque ensambladas a partir de dos mitades también se pueden prever ranuras longitudinales adicionales en las zonas de fijación para mejorar la elasticidad y con ello la capacidad de adaptación a los largueros longitudinales. Las ranuras longitudinales se extienden hasta los lados frontales de la zona de fijación. Las ranuras longitudinales pueden ser configuradas en especial en las esquinas de las cajas de choque, de manera, que, por ejemplo en el caso de un perfil rectangular se forman cuatro zonas de fijación deformables independientes entre sí, que pueden ser presionadas, sin someter a un esfuerzo de las otras lengüetas de fijación, contra las paredes de los largueros longitudinales y puentean la distancia de tolerancia prefijada.

Las zonas de fijación pueden rodear exteriormente los largueros longitudinales. La caja de choque está casi enchufada en el larguero longitudinal. Sin embargo, también es posible, que las zonas de fijación se introduzcan en los largueros longitudinales. En este caso, la caja de choque penetra en el larguero longitudinal. Según la disposición de las cajas de choque con relación al larguero longitudinal se presionan las paredes de las zonas de fijación desde el exterior contra las superficies exteriores del larguero longitudinal o se deslizan de dentro hacia fuera, es decir contra las superficies interiores del larguero longitudinal en el caso de cajas de choque introducidas.

Se considera especialmente ventajoso, que las dos mitades de la caja de choque estén unidas entre sí por medio de pestañas de brida del lado del borde y que los largueros longitudinales también estén formados cada uno por dos mitades unidas igualmente entre sí por medio de pestañas del lado del borde para formar bridas. En este caso es posible, que las pestañas de brida de las cajas de choque se extiendan distanciadas entre sí en sus zonas de fijación y rodeen las bridas del larguero longitudinal con una distancia de tolerancia. Las pestañas de brida de las cajas de choque aprisionan la brida del larguero longitudinal manteniendo la distancia de tolerancia. Una vez alcanzada la posición de montaje deseada, se puede apretar en primer lugar un espárrago, que atraviesa las pestañas de brida y las cajas de choque con lo que se centra la caja de choque con relación al larguero longitudinal. Las pestañas de brida de la caja de choque, que se extienden distanciadas entre sí, sirven en la zona de fijación en cierto modo de ranuras longitudinales, con lo que las dos mitades de la caja de choque, se pueden deformar en la zona de montaje de una manera más flexible y fácil en el larguero longitudinal.

La unión de las caja de choque con el soporte transversal para parachoques no sólo se realiza en un perfeccionamiento ventajoso del invento por medio de las partes centrales, generalmente con forma de caja, de las caja de choque, sino también por medio de las pestañas de brida del lado del borde. Para ello se perfila el soporte transversal para el parachoques con una sección con forma de sombrero y posee un alma central, que sobresale en la dirección hacia las caja de choque con alas acodadas situadas a continuación. El perfil con forma de sombrero sirve para incrementar la resistencia de flexión del soporte transversal para el parachoques y por ello se extiende generalmente sobre toda la longitud del soporte transversal para el parachoques. Mientras que las partes centrales con forma de caja de las caja de choques apoyan en los tabiques centrales del soporte transversal para el parachoques, las pestañas de brida de las caja de choques se extienden por encima de los lados frontales de sus correspondientes partes centrales hasta las alas. Con ello reciben las alas una rigidez y un apoyo adicionales, que se manifiestan positivamente en las propiedades de deformación de las caja de choque. Con la brida construida como cáscara se suelda la caja de choque, en especial, con el soporte transversal. En esta zona de puede prescindir de las chapas de mamparo adicionales.

Con la configuración especial de la zona de fijación es posible elegir la distancia de tolerancia en la zona de unión con los largueros longitudinales considerablemente mayor que lo que permiten las posibilidades de fabricación. La distancia de tolerancia es en especial mayor que el grueso de pared de la zona de fijación. La distancia de tolerancia se entiende como aquella distancia a las paredes a unir en la zona de solapamiento existente, en el caso de una posición absolutamente centrada de la caja de choque con relación a los largueros longitudinales, entre todas las paredes a unir entre sí. Cuando la caja de choque asienta, antes de la unión con espárragos, en una pared de los largueros longitudinales, se produce en el lado opuesto de la caja de choque una distancia de tolerancia, que es por ejemplo el doble del grueso de pared de la zona de fijación. Las zonas de fijación se diseñan constructivamente de tal modo, que también se puentean con la técnica de montaje estas situaciones extremas. Los espárragos previstos poseen en especial una longitud adaptada a la distancia de tolerancia.

El invento se describirá en lo que sigue con detalle por medio de los ejemplos de ejecución representados en el dibujo. En él muestran:

La figura 1, una vista en perspectiva de un larguero longitudinal de un vehículo con caja de choque introducida.

La figura 2, una vista trasera en perspectiva de una disposición de parachoques con un soporte transversal para el parachoques con cajas de choque soldadas a él.

La figura 3, una representación ampliada de una caja de choque de la figura 2.

La figura 4, una vista en perspectiva de una disposición de parachoques con una caja de choque, que rodea un larguero longitudinal.

La figura 5, en una representación ampliada, la zona de fijación de la caja de choque de la figura 4 vista desde arriba.

La figura 1 muestra la parte final de un larguero 1 longitudinal de un vehículo de motor no representado con detalle y una caja 2 de choque introducida en el larguero 1 longitudinal. Tanto el larguero 1 longitudinal, como también la caja 2 de choque están construidos como cajas y poseen cada uno dos mitades 3, 4, 5, 6. Las mitades 5, 6 de la caja 2 de choque se configuran cada una con forma de U y se ensamblan para formar un perfil con forma de caja, estando soldadas entre sí las alas inferior y superior, que se solapan, de las mitades 5, 6 por medio de puntos 7 de fijación. Los puntos 7 de fijación sólo se representan de una manera simbólica y deben indicar, que la zona 8 de fijación introducida en el larguero 1 longitudinal no posee puntos 7 de fijación de esta clase. Las mitades 5, 6 no están unidas entre sí en la zona 8 de fijación.

La caja 2 de choque es atornillada con el larguero 1 longitudinal por medio de espárragos 9. Los espárragos 9 atraviesan la pared 10 del extremo del larguero 1 longitudinal así como la pared 11 de la caja 2 de choque. En la unión representada entre el larguero 1 longitudinal y la caja 2 de choque es esencial, que entre las paredes 10, 11 exista una distancia 12 de tolerancia, que se puede reconocer por medio de una línea de trazo discontinuo proyectada en el plano frontal del larguero 1 longitudinal sobre la caja 2 de choque. La distancia 12 de tolerancia existe tanto entre las paredes 10, 11 visibles del larguero 1 longitudinal y de la caja 2 de choque, como también en el lado oculto en el plano de la figura. La distancia 12 de tolerancia también existe en este ejemplo de ejecución en el lado inferior no visible de la caja 2 de choque y también en el lado superior orientado hacia una brida 13 de la caja 2 de choque. Debido a que la zona 8 de fijación no posee puntos 7 de fijación es posible desplazar las paredes 11 de la caja 2 de choque contra el lado interior de la pared 10 del larguero 1 longitudinal apretando los espárragos 9. Con una disposición simétrica también se prevén espárragos 9 correspondientes en el lado opuesto del larguero 1 longitudinal, con lo que, al apretar simultáneamente los espárragos 9, se mantiene la posición en el espacio de la caja 2 de choque con relación al larguero 1 longitudinal y se puede fijar la caja 2 de choque de manera centrada en el interior del larguero 1 longitudinal.

La figura 2 muestra una forma de ejecución de una disposición de parachoques en la que un soporte 14 transversal para el parachoques está soldado en su zona final con dos cajas 15 de choque construidas con dos mitades. La figura 3 muestra en una representación ampliada la caja 15 de choque derecha en el plano del dibujo. La cajas 15 de choque comprende una primera mitad 16 y una segunda mitad 17 unidas entre sí por medio de pestañas 18, 19 de brida en el lado del borde para formar bridas 20. Las bridas 20 se extienden excéntricamente, ya que la primera mitad 16 se configura con una sección transversal con forma esencial de U, mientras que la segunda mitad 17 sirve en cierto modo como chapa de cierre, que si bien también se configura con una sección transversal con forma de U, posee una profundidad menor.

La caja 15 de choque está soldada con el soporte 14 transversal para el parachoques perfilado con forma de sombrero. El soporte 14 transversal para el parachoques posee un alma 21 central, que sobresale en la dirección hacia la caja 15 de choque a la que siguen las alas 22 acodadas. La parte 23 central con forma de caja formada por la caja 15 de choque posee en la dirección hacia los largueros longitudinales una altura mayor, medida en la vertical, y se estrecha con forma de trapecio en la dirección hacia el soporte 14 transversal para el parachoques, de manera, que la parte 23 central apoya únicamente en el alma 21 central del soporte 14 transversal para el parachoques. Las bridas 20m del lado del borde de la cajas 15 de choque se ensanchan progresivamente, a consecuencia de la altura decreciente de la parte 23 central, en la dirección hacia el soporte 14 transversal para el parachoques y alcanzan su máximo en la zona de la pestaña 21 central del soporte 14 transversal para el parachoques. Sin embargo, en hesita forma de ejecución, las bridas 20 se extienden por encima de la parte 23 central y apoyan en las alas 22 del soporte 14 transversal para el parachoques. Aquí se sueldan las bridas 20 con las alas 22 y sirven para incrementar adicionalmente la rigidez de la disposición de parachoques representada. Las zonas 24 finales sobresalientes están adaptadas al contorno trasero del soporte 14 transversal para el parachoques y en especial a los radios de la zona de transición entre el alma 21 central y las alas 22. Debido a ello se pueden soldar las zonas 24 finales de las pestañas 20 en toda su superficie de contacto con el soporte 14 transversal para el parachoques.

La caja 15 de choque representada está prevista para ser colocada sobre un larguero longitudinal, es decir para rodearlo exteriormente. Después de su colocación sobre el larguero longitudinal se introducen los espárragos 25 representados en los taladros alineados de las paredes 26, 27, que se corresponden entre sí, de la primera y de la segunda mitad 16, 17 y del larguero longitudinal no representada con detalle. Espárragos 28 adicionales atraviesan las bridas 20 de las pestañas 18, 19 de brida, que se extienden distanciadas y paralelas entre sí en la zona 29 de fijación. En la caja 15 de choque representada es esencial - en analogía con la forma de ejecución de la figura 1 - que las mitades 16, 17 no están unidas entre sí en la zona 29 de fijación. Las mitades 16, 17 sólo están unidas entre sí de manera rígida allí donde las pestañas 18, 19 de brida asientan una en otra y forman la brida 20. Entre la zona 29 de fijación y la brida 20 se conforma una zona de transición en la que la separación de las pestañas 18, 19 de brida aumenta hasta la distancia prefijada. Con ellos e forma una ranura con forma de cuña, que se ensancha hasta la medida nominal prefijada, es decir hasta la separación deseada de las pestañas 18, 19 de brida.

En las figuras 4 y 5 es posible apreciar cómo se unen las cajas 15 de choque representadas en las figuras 2 y 3 con el larguero 30 longitudinal. El larguero 30 longitudinal está formado, igual que la caja 15 de choque representada, por un perfil hueco formado por dos mitades 31, 32, estando unidas entre sí las pestañas 33, 34 del borde para formar una brida 35. La brida 35 penetra durante el montaje entre las pestañas 18, 19 de brida, que se extienden distanciadas entre sí, de la caja 15 de choque. En la brida 35 del larguero longitudinal se prevé de manera no representada con detalle un taladro por el que se hace pasar un espárrago 28 para la unión de la caja 15 de choque. En la figura 5 se aprecia, que la separación entre las pestañas 18, 19 de brida de la caja 15 de choque se dimensiona mayor que el ancho de la brida 35 del larguero 30 longitudinal. La separación entre la brida 35 y la pestaña 18, 19 de brida adyacente se denomina en el marco del invento distancia de tolerancia, que, al apretar los espárragos 25, 28 se aproxima a cero debido a la deformación elástica o plástica de la caja 15 de choque, es decir de las pestañas 18, 19 de brida, respectivamente de las paredes 26, 27. Las paredes 26, 27 de la caja 15 de choque, respectivamente las pestañas 18, 19m de brida son presionadas contra las paredes 36, 37, respectivamente la brida 35 del larguero 30 longitudinal, con lo que se crea una unión firme entre la caja 15 de choque y el larguero 30 longitudinal, que hace posible la transmisión de las fuerzas de choque.

Símbolos de referencia

1

Larguero longitudinal

2

Caja de choque

3

Mitad de 1

4

Mitad de 1

5

Mitad de 2

6

Mitad de 2

7

Puntos de unión entre 5, 6

8

Zona de fijación de 2

9

Espárrago

10

Pared de 1

11

Pared de 2

12

Distancia de tolerancia

13

Brida de 1

14

Soporte transversal para el parachoques

15

Caja de choque

16

Primera mitad de 15

17

Segunda mitad de 15

18

Pestaña de brida de 16

19

Pestaña de brida de 17

20

Brida de 15

21

Alma central de 14

22

Ala de 14

23

Parte central de 15

24

Zona final de 20

25

Espárrago

26

Pared de 17

27

Pared de 16

28

Espárrago

29

Zona de fijación de 15

30

Larguero longitudinal

31

Mitad de 30

32

Mitad de 30

33

Pestaña de brida de 30

34

Pestaña de brida de 30

35

Brida de 30

36

Pared de 30

37

Pared de 30

38

Distancia de tolerancia

Claims (6)

1. Disposición de parachoques para un vehículo de motor con una soporte (14) transversal para el parachoques y con cajas (2, 15) de choque para incorporar entre el soporte (14) transversal para el parachoques y los largueros (1, 30) longitudinales en la que las cajas (2, 15) de choque poseen zonas (8, 29) de fijación unidas con los largueros (1, 30) longitudinales por medio de espárragos (9, 25), que atraviesan las paredes (11, 26, 27) de las zonas (8, 29) de fijación y las paredes (10, 36, 37 de los largueros longitudinales, caracterizada porque las paredes (11, 26, 27; 10, 36, 37) de las zonas (8, 29) de fijación y de los largueros (1, 30) longitudinales a unir entre sí por medio de los espárragos se disponen mutuamente en el estado no unido por medio de los espárragos con una distancia (12, 38) de tolerancia y son presionadas en el estado unido por medio de los espárragos contra las paredes (10, 36, 37) de los largueros (1, 30) longitudinales, siendo sometidas las zonas (8, 29) de fijación localmente a una deformación elástica o plástica para el autocentraje de las cajas (2, 15) de choque con relación a los largueros (1, 30) longitudinales y estando formadas cada una de las cajas (2, 15) de choque por dos mitades (5, 6; 16, 17) unidas entre sí sólo exteriormente a las zonas (8, 29) de fijación o previendo en las paredes de las zonas de fijación ranuras longitudinales, de manera, que las paredes formen lengüetas de fijación deformables de manera elástica o plástica.

2. Disposición de parachoques según la reivindicación 1, caracterizada porque las zonas (29) de fijación rodean exteriormente los largueros (30) longitudinales.

3. Disposición de parachoques según la reivindicación 2, caracterizada porque las pestañas (18, 19) de brida, que sobresalen en el borde de las mitades (18, 17), se unen entre sí para formar bridas (20), siendo las pestañas (18, 19) de brida de las cajas (15) de choque parte de las zonas (29) de fijación y componiéndose cada uno de los largueros (30) longitudinales de dos mitades (31, 32) unidas igualmente entre sí por medio de pestañas (33, 34) de brida situadas en el borde para formar bridas (35), extendiéndose las pestañas (18, 19) de las cajas (15) de choque distanciadas entre sí en las zonas (29) y rodean las bridas (35) de los largueros (30) longitudinales con un a distancia (38) de tolerancia.

4. Disposición de parachoques según la reivindicación 1, caracterizada porque las zonas (8) de fijación están introducidas en los largueros (1) longitudinales.

5. Disposición de parachoques según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el soporte (14) transversal para el parachoques se perfila en su sección transversal con forma de sombrero y posee un alma (21) central, que sobresale en la dirección hacia las cajas (15) de choque, con alas (22) acodadas situadas a continuación, estando unidas entre sí las mitades (16, 17) de las cajas (15) de choque por medio de pestañas (18,19) del lado del borde para formar bridas (20) unidas con las alas (22).

6. Disposición de parachoques según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la distancia (12, 38) de tolerancia es mayor que el grueso de la pared de la zona (8, 29) de fijación.