ES2326095T3

ES2326095T3 - Elemento de refuerzo.

Info

Publication number: ES2326095T3
Application number: ES07022825T
Authority: ES
Inventors: Stefan Kochert; Ralph Dalhauser; Alexander Straub; Mark Riess; Jochen Becker; Andreas Stiller; Thomas Hogger; Josef Reindl; Jurgen Kempf; Niklas Eberle; Robert Schalausky
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA; Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA; Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2007-11-24
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2027-11-24
Also published as: DE502007000641D1; US20080217960A1; EP1930231B1; US7926867B2; ATE429375T1; EP1930231A1

Abstract

Viga de automóvil endurecida o reforzada que incluye un soporte hueco extendido longitudinalmente que presenta una o más de sus paredes limitando su cavidad (1, 1'') y un elemento extendido longitudinalmente situado en la cavidad que se compone de un soporte de refuerzo (2) paralelo al eje longitudinal (x) del soporte hueco y cuyas superficies (3, 4, 5) enfrentadas a los lados laterales de las paredes huecas (1, 1'') está previsto que posean un revestimiento (13, 14, 15) de un componente curable y expandible térmicamente, con lo cual, el soporte presenta canales de flujo (6, 6'', 6''''. 6'''''') en dirección a su eje longitudinal, caracterizada porque los canales de flujo presentan aberturas de flujo (7, 8) situadas de forma perpendicular al eje longitudinal, cuyos límites laterales (9) están situados en diagonal al eje longitudinal.

Description

Elemento de refuerzo.

La presente invención hace referencia a un elemento de refuerzo con una base a modo de material de soporte y un revestimiento de fijación térmicamente expandible y curable, así como a un elemento de carrocería que contiene un elemento de refuerzo de este tipo.

Durante años la industria del automóvil se esfuerza en crear estructuras de vehículos mejoradas que consigan absorber o desviar las fuerzas de impulso o de choque de la cabina del pasajero ("deflect"). Para ello se utilizan por ejemplo estructuras que refuercen o endurezcan el marco de la cabina del pasajero mediante componentes metálicos. Estos componentes metálicos aumentan sin embargo el peso del vehículo de una manera no deseable. Otras posibles soluciones proveen partes de refuerzo con elementos conformados de manera compleja que se acoplan al vehículo mediante soldadura o mediante medios de fijación mecánicos.

La US-A-4,978,562 describe una viga de refuerzo de puerta ligera y específica como un material de unión, compuesta de un tubo de metal relleno parcialmente por un polímero específico ligero con estructura celular. Se recomienda mezclar en una extrusora resinas endurecedoras a base de resina epoxi, viniléster, resina poliéster insaturada y resina de poliuretano con el correspondiente agente endurecedor, materiales de relleno y con agentes de conformación celular, endurecerlos alrededor de un núcleo e introducirlos en el tubo de metal, lo cual fijará el mencionado núcleo mediante fuerzas de fricción o mecánicamente. Como alternativa se puede fabricar el núcleo de polímero mediante la fusión de materiales e introducirlo en el tubo.

De manera análoga, la US-A-4,861,097 y la US-A-4,901,500 describen una viga de unión, específicamente de polímeros ligeros y espumosos y estructuras metálicas, para reforzar las puertas del vehículo. De esta manera la parte de núcleo, a base de polímero, se construirá mediante la fabricación de un material de refuerzo líquido o pastoso que se inyecta o se funde seguidamente en una estructura en canal y a continuación se endurece. Después se introducirá esta pieza a modo de núcleo endurecido en la estructura, estructura que posee una cavidad. Como alternativa, el núcleo puede moldearse previamente o se puede fundir mediante moldeado de inyección y puede colocarse seguidamente en la mencionada cavidad.

La EP 1064188 B1 describe un método para la fabricación de un perfil hueco con refuerzo interior, especialmente para su uso en carrocerías de automóvil, en el cual un material, a modo de núcleo consistente, se encuentra recubierto con un material activable, y dispone de una chapa exterior bajo cuya construcción se haya la cavidad definida. Para ello se rellenará la cavidad con el procedimiento de espumado del material activable. El material a modo de núcleo consistente se creará de un material metálico espumoso o no espumoso o de un material sintético reforzado con fibra de metal, fibra de carbón o fibra de vidrio, o se creará a modo de un perfil hueco y el perfil se producirá, antes del procedimiento de espumado del material activable, con un baño de protección contra la corrosión, con lo cual el agente de protección contra la corrosión llega a todos los sectores del perfil interno. Seguidamente el perfil hueco se introducirá en un horno de secado y en él se llevará a cabo la reacción del material activable por la cual la cavidad definida previamente se rellenará entre el material activable y la chapa exterior.

La WO 01/054935 A1 describe una pieza de refuerzo con un soporte con forma de tubo y un material de refuerzo expandible térmicamente situado a continuación y un medio de fijación que fija el material de refuerzo en el soporte. El material de refuerzo puede componerse a la vez de gran cantidad de elementos con forma anular que están separados unos de otros en dirección axial colocados en el soporte. Tras producirse calor, el material de refuerzo se expande y conecta el soporte con el elemento estructural del vehículo, para así, producir más refuerzos y fijaciones.

La WO 01/54936 A1 describe una pieza de refuerzo en forma de cuerpo de autosoporte que se expande al calentarse a su temperatura de expansión. El cuerpo comprende un primer y un segundo grupo de nervaduras que están separadas unas de otras. Durante la activación por calor, el aire caliente puede circular por el espacio entre las nervaduras de manera que se permite a una gran superficie del material de refuerzo que esté expuesto al calor, lo cual debería provocar una expansión optimizada. Al calentar el cuerpo a la temperatura de expansión cada una de estas nervaduras se expande y toca a las otras nervaduras.

La US 6,641,208 B2 describe un casquillo reforzado contenido en un soporte longitudinal y un medio de refuerzo sostenido en el soporte, por lo cual el medio de refuerzo se extiende a lo largo de, al menos, un corte longitudinal del soporte. El soporte es hueco y presenta, en una pared interna, nervaduras extendidas axialmente. El medio de refuerzo es preferentemente una resina con base epoxi. El medio de refuerzo debe ser especialmente una espuma de estructura activable por medio de calor.

La WO 2003/000535A1 describe un elemento de refuerzo de estructura para reforzar un elemento de estructura hueca que contiene el elemento de refuerzo, el cual presenta un material de fijación expandible en una sección de su superficie. La superficie del elemento de refuerzo presenta dos o más pares de prolongaciones que se aproximan a la superficie interior del elemento de estructura hueca cuando se sitúa el elemento de refuerzo dentro del mencionado elemento de estructura hueca a reforzar, con lo cual no se encuentra ningún material de fijación expandible en la superficie del elemento de refuerzo; entre, al menos dos, de los pares de prolongaciones el material de fijación expandible está posicionado de tal manera que las prolongaciones entre las que que se encuentra el material ejecutan la expansión del material de fijación expandible. La WO 2003/000535 A1 demuestra las características del concepto general de la reivindicación 1 y del concepto general de la reivindicación 2.

En vista del presente estado del arte, los inventores se han planteado el objetivo de fabricar elementos de refuerzo y endurecimiento de soportes huecos que presenten un peso bajo, que confieran al soporte hueco una alta rigidez de curvatura y a la torcedura, y que permitan un sencillo acabado industrial.

La solución al objetivo acorde a la invención se deduce de las reivindicaciones.

Consiste, en general, en la preparación de un soporte extendido longitudinalmente, a modo de soporte de refuerzo, que se pueda situar paralelo al eje longitudinal del soporte hueco y que se prevé que contenga en los lados interiores de las paredes de la cavidad del soporte hueco, superficies externas enfrentadas con un revestimiento de una composición curable y expandible térmicamente, con lo cual, el soporte se presenta en dirección a los canales de flujo del eje longitudinal. Los canales de flujo presentan aberturas de flujo situadas perpendicularmente al eje longitudinal cuyos límites laterales están situados en diagonal al eje longitudinal del soporte.

Otro objeto de la presente invención es un soporte hueco extendido longitudinalmente reforzado o endurecido que presente una cavidad que limite las paredes o varias cavidades que limiten las paredes. En la cavidad se sitúa un elemento extendido longitudinalmente, que es el soporte de refuerzo, situado en paralelo al eje longitudinal del soporte hueco y en cuyas superficies exteriores se añade un revestimiento de una composición curable y expandible térmicamente, con lo cual el soporte se presenta en dirección al eje longitudinal de los canales de flujo. Los canales de flujo presentan aberturas de flujo perpendiculares al eje longitudinal cuyos límites laterales se sitúan en diagonal al eje longitudinal del soporte.

Los soportes huecos, en el sentido de la presente invención son, por ejemplo las vigas A, B y C de la carrocería de un automóvil que aguantan la estructura del techo, otros soportes huecos en el sentido de la presente invención son los largueros de techo o los estribos bajo puertas, así como las partes de los alojamientos de ruedas o también los alojamientos del soporte del motor.

Las superficies del soporte de refuerzo, que van a incluir el componente curable y expandible térmicamente, están interconectadas entre ellas mediante canales de flujo de tal manera que, durante el acabado, es posible repartir un flujo continuo del componente curable con el método de moldeado de inyección a diversas superficies predeterminadas para ello.

El elemento de refuerzo está dimensionado para ello de tal manera que, con el elemento revestido en capas con el componente curable se garantice, en un estado de no endurecido y no expandido, un espacio para el flujo de hasta 4 mm de grosor, preferentemente hasta 2 mm de grosor, en todas las partes entre el elemento de refuerzo y el lado interior de las paredes de la cavidad del soporte hueco, esto es, de las vigas del automóvil.

Principalmente el soporte del elemento de refuerzo puede construirse de una multitud de materiales, se construirá preferentemente de polímeros termoplásticos por el método de modelación por inyección. Preferentemente los materiales termoplásticos deben presentar una absorción hídrica baja y garantizar una estabilidad morfológica dimensional de hasta 180ºC. Los materiales termoplásticos se pueden seleccionar entre las poliamidas, preferentemente poliamida-6, sulfuro de polifenileno (PPS), éter de polifenileno (PPE), sulfona de polifenileno (PPSU) e imida de polifenileno (PPI). Preferentemente se emplearán poliamidas reforzadas con fibra. Como fibra se pueden utilizar fibras de corte pequeño o largas que se seleccionarán de entre los grupos de fibras de vidrio, fibras de poliamida, fibras de poliimida, fibra de carbón, fibra de acero o fibra de aluminio. Especialmente preferentes son para ello las fibras de vidrio o las fibras de poliamida. Además el material termoplástico puede contener más materiales de relleno minerales, como por ejemplo yeso molido o precipitado, carbón, carbonato de calcio y de magnesio, sulfato bárico natural (barita) o sus mezclas.

El soporte del elemento de refuerzo presenta, preferentemente en todas partes, refuerzos de pared de grosor constante. Aunque el componente curable y expandible térmicamente puede ser seleccionado de una multitud de componentes del mismo tipo, son preferentes los fabricados a base de resina de epoxi, agentes endurecedores y propelentes, como se muestran por ejemplo en la WO 00/52086 A2 ó en la WO 2003/054069 A1 así como en la WO 2004/065485 A1. Estos componentes curables y expandibles térmicamente se calentarán para su expansión y endurecimiento a temperaturas entre 130ºC y 220ºC, preferentemente entre 130ºC y 180ºC, con lo cual se expanden y se endurecen hasta crear una espuma de estructura compacta. Habitualmente esta expansión y endurecimiento se efectúan en el horno de secado de barnizado, que sigue al revestimiento de barnizado a inmersión catódica (KTL) de la carrocería del
vehículo.

El componente curable y expandible térmicamente está situado en la superficie exterior del soporte de refuerzo en forma de revestimiento por capas y presenta en estado no expandible un endurecimiento de capa de 2 a 15 mm, preferentemente de 3 hasta 10 mm. El componente debe garantizar un grado de expansión de 50 hasta el 100%.

La presente invención incluye también una viga de automóvil endurecida o reforzada que posee en su cavidad un elemento extendido longitudinalmente según la descripción previa a modo de soporte de refuerzo. Al introducirlo en el horno de barnizado a inmersión catódica el componente curable y expandible térmicamente de este elemento de refuerzo, se expandirá y se endurecerá a temperaturas entre 130ºC y 220ºC, especialmente entre 150ºC y 180ºC. Con ello se crea la conexión deseada entre las paredes internas de la cavidad de las vigas del automóvil y el elemento de refuerzo extendido longitudinalmente cubierto por el material curable.

El uso de los elementos de refuerzo y de endurecimiento, acorde a la presente invención, con canales de flujo ofrece al contrario que las formas de elementos "compactos" conocidas hasta ahora una línea de ventajas técnicas:

\bullet: El peso completo del elemento de refuerzo se puede reducir sin disminuir el efecto de rigidez y refuerzo.

\bullet: Optimización del flujo del barnizado por inmersión catódica durante el revestimiento, por lo tanto, se realiza una potenciación homogénea del revestimiento del propio revestimiento de barnizado por inmersión catódica a lo largo de las paredes interiores del soporte de hueco.

\bullet: Aumento y homogeneización del flujo del aire mediante el soporte hueco durante el endurecimiento en el horno de barnizado de inmersión catódica, y con ello, reparto homogéneo de las temperaturas y un endurecimiento óptimo del revestimiento de barnizado por inmersión catódica y de la espuma estructural.

\bullet: Son posibles unos diseños de las carrocerías de los vehículos con un enfoque de centro de gravedad "amigable", ya que permiten utilizar refuerzos pequeños de chapa en la zona superior de la carrocería. El peso total reducido del elemento de refuerzo y endurecimiento acorde a la presente invención contribuye a un cambio del centro de gravedad total del vehículo debido a una mejora de las propiedades del vehículo. A pesar de ello se conseguirán óptimos resultados con respecto a la rigidez de torsión y curvatura del vehículo.

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Una forma de ejecución previa del elemento acorde con la presente invención debería aclararse seguidamente mediante algunos dibujos. Muestran:

Fig. 1 un corte transversal a través del montaje principal de un soporte hueco con la parte de endurecimiento del soporte de refuerzo situada en ese punto y vistas de la fijación de un componente curable y expandible,

Fig. 2 una vista en semiperspectiva en la "zona superior" del soporte de refuerzo,

Fig. 3 una vista en semiperspectiva de la "zona inferior" del soporte de refuerzo,

Fig. 4 una vista en semiperspectiva del lado del corte transversal ancho del soporte de refuerzo en la línea de visión "A" de la figura 3,

Fig. 5 una vista del "lado inferior" del soporte de refuerzo,

Fig. 6 una vista del "lado superior" del soporte de refuerzo,

Fig. 7 una vista en semiperspectiva del corte transversal estrecho del soporte de refuerzo en la línea de visión "B" de la figura 6,

Fig. 8 una vista del lado longitudinal del soporte de refuerzo en la línea de visión "C" de las figuras 3 y 6,

Fig. 9 una vista parcial en semiperspectiva del "lado inferior" del soporte de refuerzo en su zona ancha en línea de visión "A",

Fig. 10 una vista parcial en semiperspectiva del "lado inferior" del soporte de refuerzo en su zona media.

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En la figura 1 se muestra una viga de automóvil endurecida y reforzada acorde con la presente invención en su vista principal. Para ello la viga del automóvil (soporte hueco) está conformada con dos medios monocascos (1) y (1') que están unidos por las dos costuras de junta (1'') y (1'''). Se puede conseguir mediante métodos de juntura convencionales como son soldadura, sellado hermético o fijación. En la cavidad creada por los dos medios monocascos (1) y (1') se observa una vista transversal de la parte endurecida, compuesta por el soporte de refuezo en cuyas superficies exteriores (3), (4) y (5) se proporciona una vista de un componente de fijación curable y expandible térmicamente (13, 14, 15). Las superficies exteriores (3, 4, 5) del soporte de refuerzo, que están situadas frente a frente en los lados inferiores de las paredes de la cavidad (1'), se limitarán lateralmente mediante paredes de límitadoras (9), que están situadas perpendiculares a las paredes exteriores en dirección a las dos paredes que limitan la cavidad (1, 1'). El componente de fijación curable presenta en estado de no expansión un grosor de revestimiento de capa de 1 hasta 15 mm, preferentemente de 3 hasta 10 mm, y posee un grado de expansión de 50 hasta 100% cuando se endurece y se expande a temperaturas de expansión entre 130ºC y 220ºC, preferentemente entre 150ºC y 180ºC. El elemento de soporte de refuerzo está dimensionado de tal manera que entre el lado superior del revestimiento no expandido (13, 14, 15) y el lado interior de las paredes que limitan la cavidad (1, 1') se cree un espacio para el flujo de hasta 4 mm de ancho, preferentemente hasta 2 mm de ancho.

Sería ideal que la pieza del soporte de refuerzo de endurecimiento compuesta y el medio monocasco (1 ó 1') se montaran previamente antes de su unión. Este montaje previo se realizaría con ayuda de medios de fijación mecánica en los casos típicos, conocidos como enganches, que están situados en los correspondientes aberturas o salientes (no mostrados en la figura 1) de un medio monocasco.

Las aberturas de flujo garantizan que los diferentes líquidos de proceso con los que se tratará la carrocería puedan llegar a todas las piezas de los lados interiores de las paredes de la cavidad. Los líquidos de proceso nombrados aquí son baños de lavado, de limpieza, de tratamiento previo de las superficies y de estabilización, así como disolución de fosfato, líquidos de friegue y los barnizados a inmersión catódica (KTL).

El soporte presenta además canales de flujo (6, 6', 6'') que se extienden en dirección al eje longitudinal del soporte de refuerzo. Más adelante se explicará la función de los canales de flujo.

La figura 2 muestra una vista en semiperspectiva del "lado superior" de una forma de ejecución previa de un soporte de refuerzo (2). Se mostrará a continuación, del "lado superior" del soporte, el lado del soporte que no presenta ningún medio de fijación destacado (enganche). En la figura 2 se muestran las superficies exteriores (3) del lado superior del soporte de refuezo sin componentes de fijación expandibles aplicados. Más adelante se pueden ver los límites laterales (9).

Los límites laterales ("cuellos") (9) poseen una función múltiple: por un lado los "cuellos" sirven, durante la aplicación del revestimiento al soporte en proceso de moldeo por inyección, como límite lateral de la dirección del flujo del componente curable y expandible térmicamente. Durante el proceso de endurecimiento por expansión térmica, los "cuellos" definen la dirección de la expansión, con lo cual, aumentan al mismo tiempo la presión de espuma del componente y la rigidez del cuerpo de soporte.

Las superficies exteriores (3) del lado superior están conectadas, a través de los canales de flujo (11), con los correspondientes lados exteriores (5) del lado inferior (no mostrado en la figura 2), que se extienden preferentemente en dirección al eje z del cuerpo de soporte de refuerzo de forma perpendicular a las dos superficies exteriores (3) y (5). Los límites laterales (9) crean al mismo tiempo las paredes de límite de las aberturas de flujo (8, 18) del lado superior del soporte de refuerzo y las aberturas de flujo (7, 17) del lado inferior del soporte de refuerzo, véase para ello la figura 3. Estos límites laterales están situados en diagonal, es decir, aproximadamente en un ángulo de 45º con respecto al eje longitudinal (el eje X) del soporte de refuerzo. El eje Y del soporte de refuerzo crea, por ello, el eje transversal del soporte de refuerzo perpendicular al eje X, mientras que el eje Z se extiende perpendicular al plano tendido por el eje X y el eje Y en dirección a los lados superior e inferior del soporte de refuerzo. La superficie exterior del lado superior del soporte de refuerzo (3) pasa, mediante una transición continuada, por las superficies exteriores laterales (4) del soporte de refuerzo, para lo cual estas superficies exteriores laterales presentan una nervadura de refuerzo (10) adicional en dirección al eje X del soporte de refuerzo. Esta nervadura de refuerzo posee nuevamente una función múltiple, como es la de limitación del flujo del componente de fijación durante el proceso de moldeo por inyección. Sirviendo además para definir la dirección de la expansión del componente durante el proceso de expansión térmica, para lo cual, aumenta del mismo modo simultáneamente la presión de espumado del componente y la rigidez del soporte de refuerzo. La pared de limitación frontal (12) sirve para la limitación frontal del soporte. Puede presentar, como se muestra en la figura 2, una transición continua arqueada con un recodo intermedio. Esta pared de limitación pasa por los cuellos y va hacia arriba y hacia abajo (en dirección al eje Z) continuamente en su límite
lateral.

En la figura 3 se presenta una semiperspectiva del "lado inferior" del soporte de refuerzo (2). Se puede ver del mismo modo una semiperspectiva de la pared de limitación frontal (12) del soporte de refuerzo con las rupturas para los canales de flujo (6, 6', 6''. 6''') que se extienden en dirección al eje X. Se muestra un enganche de fijación (21) integrado en la pared de limitación frontal. Además se puede ver en el lado izquierdo de la figura, la vista del lado inferior de la nervadura de refuerzo (10). Debido al dibujo de semiperspectiva no se puede apreciar la nervadura de refuerzo equivalente (10) en el lado derecho del soporte de refuerzo. Las superficies exteriores inferiores (5) del soporte de refuerzo serán limitadas nuevamente por los cuellos (9) que, como se puede ver aquí, claramente se extienden en diagonal al eje X del soporte de refuerzo. Se distinguen además los "aberturas interiores" (19) de los canales de flujo (6, 6', 6'', 6'''). Estos límites laterales o cuellos (9) confluyen con los cuellos correspondientes (9) del lado superior, en forma continua, en la zona de los canales de flujo y se extienden en dirección al eje Z del soporte de refuerzo. La paredes de separación (16, 16'. 16'') paralelas al eje X del soporte de refuerzo están integradas con la perpendicular a las superficies inferiores y superiores del soporte de refuerzo (5 y 3). Sirven, por un lado, para otra conformación de rigidez del soporte de refuerzo mediante la conexión transversal con los cuellos (9) y las superficies superiores e inferiores (3, 5) del soporte de refuerzo. Por otro lado, garantizan un flujo seguro y continuo de los líquidos de proceso durante los diferentes baños de inmersión en el proceso de acabado del vehículo. Además, se garantiza con ello que se alcance un flujo de aire caliente durante el método de horneado del barnizado a inmersión catódica así como en los lados interiores del soporte hueco, para garantizar un endurecimiento total de la capa de barnizado por inmersión en el soporte hueco. Por otro lado, se asegurará también que este aire caliente garantice una expansión y un endurecimiento total y uniforme del componente de fijación expandible. A través de las aberturas de flujo inferiores y superiores (7, 17, 8, 18) se pueden conseguir que tanto los líquidos de proceso como el aire caliente del horno de barnizado por inmersión catódica, se puedan absorber en las zonas con revestimiento continuo del soporte de refuerzo con componente de fijación. En la figura 3 se muestra además una línea de corte D-D. Esta línea de corte indica la vista de corte transversal de la figura 1 esquematizada. Las superficies interiores (5) y superiores (3) con sus correspondientes revestimientos de fijación (15 y 13) están situados en dirección al eje X una frente a la otra, de tal manera que la conexión de las piezas de endurecimiento sobre la fijación en el lado interior del soporte hueco en dirección al eje X, están encajadas respectivamente (véase también la figura 1).

En la zona superior de la figura 3 se pueden observar además otros enganches de fijación (22) paralelos al eje Z que sirven para la fijación del elemento de refuerzo de la carrocería con el revestimiento del soporte hueco. En medio de la figura se presenta una "cúpula" (20) que sirve para el aislamiento con zonas limítrofes, como por ejemplo, de elementos de conexión de elementos metálicos, evitando así la introducción en éstos últimos de los elementos curables y expansibles durante la expansión.

La figura 4 muestra una semiperspectiva de la pared de limitación frontal (12) del soporte de refuerzo. Esta perspectiva está señalada en la figura 3 con "A". Se puede apreciar en la figura 4 nuevamente una de las vistas de la transición arqueada de la pared de limitación frontal (12) del soporte de refuerzo, es decir, la proyección perpendicular de la pared de limitación frontal (12) en dirección al eje Z en la que mediante el plano formado por el eje X y el eje Y no se crea ninguna línea recta sino una transición arqueada. Se muestran además las aberturas en la pared de limitación frontal para los canales de flujo (6, 6', 6'', 6'''). Además, en la figura 4 se muestran los enganches (22) en la zona trasera, integrados en la pared de limitación frontal (12), así como los enganches voladizos (22). Se distingue claramente que las superficies exteriores laterales (4) del soporte de refuerzo presentan una transición de grosor continuo con las superficies inferiores (5) del soporte. Se muestra además la nervadura de refuerzo (10) que se extiende en dirección al eje X.

En la figura 5 se muestra una vista del lado inferior del soporte de refuerzo en dirección al eje Z. Se pueden observar nuevamente las superficies interiores (5) con los cuellos (9) así como la transición no lineal de las paredes de limitación frontales (12) y traseras (12') del soporte de refuerzo, que en la zona de las superficies exteriores (5) van integradas en los cuellos (9). Además, se puede observar que los canales de flujo (11), que sirven como canales de conexión entre los lados inferiores (5) y los superiores (3), están situados alineados a la pared de separación intermedia (16'). Se puede ver el lado inferior de las superficies exteriores (3) a través de las aberturas de flujo (7, 17). Además, se distingue en la zona central del soporte de refuerzo, la cúpula de aislamiento (20) que presenta, en la zona del lado superior, una brida concéntrica (20').

La figura 4 muestra una vista en dirección al eje Z del lado superior del soporte de refuerzo sin revestimiento. Se pueden observar aquí nuevamente las superficies exteriores (3) del lado superior que están conectadas mediante los canales de flujo (11) con las superficies exteriores del lado inferior. Además, se observan las paredes de separación (16, 16', 16'') entre los canales de flujo, así como las aberturas de flujo del lado superior (8, 18) guiados por los canales de flujo. Además, en esta vista se pueden observar las dos nervaduras de refuerzo (10) en dirección al eje longitudinal del soporte de refuerzo.

La figura 7 muestra una semiperspectiva de la pared de limitación trasera (12') del soporte de refuerzo con una línea de visión "B" en la figura 6. Se muestran nuevamente las aberturas de entrada y salida de los canales de flujo (6, 6', 6'', 6''') en la pared de limitación trasera (12'). Se muestran además las partes del lado superior y del inferior de las superficies exteriores laterales (4) del soporte de refuerzo, que se pueden separar la una de la otra mediante las nervaduras de refuerzo (10) laterales. Además en esta vista se puede observar el lado superior de las aberturas de flujo (8) así como los cuellos (9). En la zona inferior se puede observar un elemento de enganche (22).

La figura 8 muestra una vista lateral del soporte de refuerzo en dirección al eje X en la línea de dirección "C" de la figura 3. Se observan nuevamente las nervaduras de refuerzo laterales (10) así como las superficies laterales (4) separadas por estas nervaduras de refuerzo. Además se ven las aberturas de flujo del lado superior (8) así como los cuellos (9) y los enganches de fijación del lado inferior (22).

La figura 9 muestra una vista en detalle semiperspectiva de la pared de limitación del lado frontal (12) en línea de dirección "A" de la figura 3. Se aprecian nuevamente las aberturas de los canales de flujo (6, 6', 6'', 6''') en la pared de limitación frontal (12). Además, se ven los cuellos (9) así como las nervaduras de refuerzo laterales (19). Se pueden apreciar además las aberturas de flujo del lado inferior (7, 17) así como las aberturas internas (19) de los canales de flujo. Además, se reconocen las superficies exteriores superiores (5) del soporte de refuerzo.

La figura 10 muestra una vista en detalle del lado inferior del soporte de refuerzo en la zona central de la cúpula (20). Se aprecian claramente los canales de flujo (11) como aberturas de conexión entre las superficies exteriores inferiores (5) y las superficies exteriores superiores (3). Se observa igualmente en esta vista en detalle un corte de las nervaduras de refuerzo laterales (10) así como las aberturas interiores (19) de los canales de flujo que están separadas mediante las paredes de separación (16, 16', 16'').

El uso de los elementos de refuerzo y endurecimiento con canales de flujo, acorde con la presente invención, presenta al contrario que las construcciones conocidas hasta ahora con el nombre de "compactas" un número de ventajas técnicas.

Lista de correspondencia de los dibujos

1, 1': paredes que limitan el soporte hueco

1'', 1''': zona de paso de las paredes que limitan el soporte hueco

2: soporte de refuerzo

3: superficie exterior del soporte de refuerzo, lado superior

4: superficie exterior lateral del soporte de refuerzo

5: superficie exterior del soporte de refuerzo, lado inferior

6, 6', 6'', 6''': canales de flujo

7, 17': aberturas de flujo, lado inferior

8, 18: aberturas de flujo, lado superior

9: límites laterales ("cuellos")

10: nervaduras de refuerzo

11: canales de flujo para componente curable y expandible térmicamente

12, 12': paredes de limitación "frontal" y "trasera" del soporte de refuerzo

13: revestimiento de un componente curable y expandible térmicamente, "lado inferior"

14: revestimiento lateral de un componente curable y expandible térmicamente

15: revestimiento de un componente curable y expandible térmicamente, "lado superior"

16, 16', 16''': Paredes de separación entre los canales de flujo

19: aberturas "interiores" de los canales de flujo

20: cúpulas para el aislamiento de zonas limítrofes

20': brida en el lado inferior de la cúpula

21: enganche para la fijación del elemento no espumizado en la carrocería del vehículo

22: enganches para la fijación del elemento no espumizado en la carrocería del vehículo

Claims

1. Viga de automóvil endurecida o reforzada que incluye

\bullet: un soporte hueco extendido longitudinalmente que presenta una o más de sus paredes limitando su cavidad (1, 1') y

\bullet: un elemento extendido longitudinalmente situado en la cavidad que se compone de un soporte de refuerzo (2) paralelo al eje longitudinal (x) del soporte hueco y cuyas superficies (3, 4, 5) enfrentadas a los lados laterales de las paredes huecas (1, 1') está previsto que posean un revestimiento (13, 14, 15) de un componente curable y expandible térmicamente, con lo cual, el soporte presenta canales de flujo (6, 6', 6''. 6''') en dirección a su eje longitudinal,

caracterizada porque los canales de flujo presentan aberturas de flujo (7, 8) situadas de forma perpendicular al eje longitudinal, cuyos límites laterales (9) están situados en diagonal al eje longitudinal.

2. Elemento extendido longitudinalmente para ser colocado en la cavidad de una viga de automóvil acorde a la reivindicación 1, que comprende un soporte de refuerzo (2) que está situado en paralelo al eje longitudinal (x) del soporte hueco y las superficies externas (3, 4, 5), tras su ubicación frente a los lados interiores de las paredes de la cavidad (1, 1'), están provistas de un revestimiento (13, 14, 15) de un componente curable y expandible térmicamente caracterizado porque el soporte presenta canales de flujo (6, 6', 6''. 6''') en la dirección de su eje longitudinal, caracterizado porque los canales de flujo presentan aberturas de flujo (7, 8) situadas en perpendicular al eje longitudinal, cuyos límites laterales (9) están situados en diagonal al eje longitudinal.

3. Elemento acorde a la reivindicación 2, caracterizado porque las superficies externas (3, 5) provistas de un revestimiento (13, 14, 15) de un componente curable y expandible térmicamente están situadas en perpendicular al eje Z en dirección al eje X ajustadas la una a la otra.

4. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 3, caracterizado porque los límites laterales (9) están diseñados simultáneamente como límites laterales para el componente curable y expandible térmicamente.

5. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 4, caracterizado porque las superficies externas (4) provistas de un revestimiento (14) de un componente curable y expandible térmicamente están situadas en perpendicular al eje Y presentan una nervadura de refuerzo (10) en dirección al eje X.

6. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 5, caracterizado porque las superficies externas (3, 5) provistas de un revestimiento (13, 15) de un componente curable y expandible térmicamente están conectadas entre sí por medio de canales de flujo (11).

7. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 6, caracterizado porque tras situarlo en la cavidad de una viga de automóvil y antes de endurecer el componente curable y expandible térmicamente entre el elemento y los lados internos de las paredes de la cavidad (1, 1'), se crea por todas partes un espacio para el flujo de hasta 4 mm de grosor, preferentemente hasta 2 mm de grosor.

8. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 7, caracterizado porque el soporte de refuerzo (2) está construido con poliamida.

9. Elemento acorde a la reivindicación 8, caracterizado porque la poliamida está reforzada por fibras.

10. Elemento acorde a la reivindicación 9, caracterizado porque las fibras a utilizar como fibras pueden ser de corte pequeño o largas, seleccionadas del grupo de fibras de vidrio, fibras de poliamida, fibras de poliimidas, fibras de carbono, fibras de acero o fibras de aluminio, teniendo especial preferencia las fibras de vidrio o las fibras de poliamida.

11. Elemento acorde a las reivindicaciones 9 hasta 10, caracterizado porque la poliamida incluye otros rellenos minerales, seleccionados entre yeso molido o precipitado, carbón, carbonato de calcio y de magnesio, sulfato bárico natural o sus mezclas.

12. Elemento acorde a las reivindicaciones 8 hasta 11, caracterizado porque la poliamida es una poliamida-6.

13. Elemento acorde a las reivindicaciones 8 hasta 12, caracterizado porque el soporte de refuerzo presenta por todos lados refuerzos de pared de grosor constante.

14. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 13, caracterizado porque el componente curable y expandible térmicamente está creado con base de resina de epoxi, agentes endurecedores y propelentes.

15. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 14, caracterizado porque el componente curable y expandible térmicamente está conformado como revestimiento en capas sobre las superficies externas (3, 4, 5) del soporte de refuerzo (2) y presenta en un estado de no expansión un revestimiento de 2 a 15 mm, preferentemente de 3 a 10 mm de grosor.

16. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 15, caracterizado porque el componente curable y expandible térmicamente posee un grado de expansión del 50 hasta 100%.

17. Elemento acorde a las reivindicaciones 2 hasta 16, caracterizado porque el componente curable y expandible térmicamente se endurece y se expande a temperaturas entre 130ºC y 220ºC, preferentemente entre 150ºC y 180ºC.

18. Viga de automóvil endurecida o reforzada acorde a la reivindicación 1, caracterizada porque contiene un elemento extendido longitudinalmente situado en la cavidad acorde a una o varias de las reivindicaciones 2 hasta 17, cuyo componente curable y expandible se ha expandido y endurecido a temperaturas entre 130 y 220ºC, preferentemente entre 150 y 180ºC.