ES2329282T3 - Componente de la carroceria de un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Componente (40) de la carrocería de un vehículo automóvil, en el que está formada una cavidad cerrada por medio de al menos dos perfiles (42, 44) unidos uno con otro en sus alas de fijación (52), y que comprende un elemento de refuerzo (46) que está dispuesto en la cavidad, en donde el elemento de refuerzo es un perfil de refuerzo (46) que esta fijado a un perfil (42, 44) de la carrocería que se ha de reforzar de conformidad con la carga, en donde las dimensiones geométricas del perfil de refuerzo (46) coinciden al menos en tramos opuestos con las dimensiones geométricas del perfil (44) a reforzar, y en donde el perfil de refuerzo (46) está hecho de un material de alta resistencia cuyo limite de alargamiento &s está situado en 300 N/mm 2 < &s < = 2000 N/mm 2 , caracterizado porque el perfil (8) que no se ha de reforzar y que está distanciado del perfil de refuerzo (13) presenta un límite de alargamiento &s que está situado en 600 N/mm 2 < &s < = 2000 N/mm 2 , y porque el límite de alargamiento &s del perfil (2) a reforzar, unido con el perfil de refuerzo (13), cumple la condición de que &s < = 260 N/mm 2 .
Description
Componente de la carrocería de un vehículo
automóvil.
La invención concierne a un componente de la
carrocería de un vehículo automóvil según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Se conoce ya por el documento DE 196 48 164 una
viga de bastidor de perfiles en la que una sección transversal
cerrada está formada por perfiles que están unidos uno con otro en
sus alas. Para aumentar la rigidez está dispuesta una pieza de
refuerzo de forma tubular en una cavidad formada por los perfiles.
Además, el espacio intermedio entre la pieza de refuerzo de forma
tubular y las superficies interiores de los perfiles opuestas a
dicha pieza está lleno de un material de espuma metálica.
Se conoce por los documentos WO 98/21060 A y US
2004/113461 A1 un respectivo componente de la carrocería de un
vehículo automóvil que presenta las características del preámbulo de
la reivindicación 1. En el documento WO 98/21060 A se pretende
crear un componente que tenga un peso pequeño junto con una alta
rigidez. Por el documento US 2004/113461 A1 es conocida una pieza
conformada por prensado cuya distribución de rigidez se consigue
con ayuda de medidas de temple, especialmente mediante temple por
inducción.
El cometido de la invención consiste en crear un
componente de la carrocería de un vehículo automóvil que presente
una alta rigidez y que pueda fabricarse de manera sencilla.
Este problema se resuelve con las
características de la reivindicación 1.
En el componente de carrocería según la
invención está dispuesto en una superficie interior de un perfil
exterior un componente perfilado de refuerzo altamente resistente
cuyas dimensiones geométricas corresponden en una cuantía
predeterminada a las dimensiones geométricas del perfil. El perfil
exterior se encuentra generalmente en el lado de la carrocería en
el que se ha de absorber la máxima carga. Debido a este modo de
construcción es posible que el perfil exterior pueda fabricarse con
un radio más pequeño.
Debido a la división de estos dos perfiles
unidos uno con otro según la invención en un perfil exterior, que
puede configurarse de manera correspondiente a los requisitos de
diseño, y en un perfil de refuerzo interior que está diseñado de
manera correspondiente a la rigidez necesaria, se puede conseguir,
en comparación con un modo de construcción convencional, una mayor
rigidez para un mismo espacio de montaje. En consecuencia, debido a
la disposición del perfil de refuerzo según la invención se puede
suprimir el componente de refuerzo tubular separado, con lo que se
reducen el peso y el coste de fabricación en el componente de
carrocería según la invención.
El perfil de refuerzo según la invención está
hecho de un material altamente resistente cuyo límite de
alargamiento &_{s} está situado en 300 N/mm^{2} <
&_{s} \leq 200 N/mm^{2}.
La fijación del perfil exterior con el perfil de
refuerzo se efectúa en una forma de realización por medio de una
unión realizada en alas que están formadas en los bordes exteriores
de los dos perfiles.
En una forma de realización ventajosa la unión
del perfil exterior con el perfil de refuerzo se efectúa por medio
de un pegado de plano de los dos perfiles. Resulta así un componente
tipo sándwich que tiene una resistencia aún más alta que la que se
presenta en el caso de una unión con solamente las alas exteriores
de los perfiles.
En otra forma de realización ventajosa la
fijación entre el perfil exterior y el perfil de refuerzo se efectúa
por medio de una combinación de una unión de las dos alas, por
ejemplo por medio de una soldadura de las dos alas y por medio de
un pegado de plano de los dos perfiles. Por motivos de resistencia,
en una forma de realización ventajosa puede efectuarse localmente
una fijación entre los dos perfiles mediante tan sólo un pegado o
mediante tan sólo una soldadura o bien mediante una combinación de
las dos posibilidades de unión.
En otra forma de realización ventajosa una
cavidad presente entre el perfil de refuerzo y un perfil distanciado
de éste está completa o parcialmente llena de un material de
espuma. El material de espuma empleado presenta en una forma de
realización ventajosa un alto módulo de cizalladura que está
diseñado, por ejemplo, de manera correspondiente a la carga que
cabe esperar.
El perfil distanciado no reforzado está unido en
una forma de realización con el perfil exterior y con el perfil de
refuerzo en las alas exteriores.
Como material para el perfil de refuerzo puede
emplearse ventajosamente un acero de alta resistencia o un plástico
reforzado con carbono.
El material del perfil exterior reforzado con el
que está unido el perfil de refuerzo presenta en una forma de
realización un límite de alargamiento &_{s} que cumple la
condición de que &_{s} \leq 260 N/mm^{2}. El perfil no
reforzado opuesto al perfil de refuerzo según la invención presenta
en una forma de realización un límite de alargamiento &_{s}
que está situado en 600 N/mm^{2} < &_{s} \leq 2000
N/mm^{2}.
El componente de carrocería según la invención
se puede utilizar en principio con todos los perfiles que deban
absorber fuerzas. Estos pueden ser las respectivas columnas de la
carrocería, los parachoques, los dos umbrales de puerta laterales,
los travesaños y los largueros. El componente de carrocería según la
invención puede utilizarse también en componentes independientes
del diseño, tales como los soportes del motor o los largueros en el
grupo de suelo.
Se describe seguidamente una forma de
realización de la invención a título de ejemplo haciendo referencia
a la única figura, que muestra una sección transversal de una
constitución de principio del componente de carrocería.
La vista en sección transversal de la única
figura muestra un componente de carrocería 1 que en la forma de
realización mostrada es una columna A. Un perfil exterior 2 de forma
de sombrerete, alejado del habitáculo 7 del vehículo, presenta en
sus bordes exteriores 3, 4 unas alas de fijación 5, 6. Un perfil
interior 8 que mira hacia el habitáculo 7 del vehículo presenta
también en sus bordes exteriores 9, 10 unas alas de fijación 11,
12. Un tercer perfil 13 está configurado como un perfil de refuerzo.
Por encima del ala de fijación 6 del perfil exterior 2 está
representado un borde de una luna delantera 32.
El perfil de refuerzo 13 presenta en sus bordes
exteriores 19, 20 sendas alas de fijación 21, 22. En la forma de
realización mostrada las alas de fijación 5, 21, 11 y 6, 22, 12 de
los perfiles 2, 13 y 8 están unidas una con otra a través de, por
ejemplo, puntos de soldadura 23, 24.
Las dimensiones geométricas del tercer perfil 13
coinciden al menos con las dimensiones geométricas del perfil
exterior 2 en tramos planos opuestos 15, 16. De este modo, el tramo
plano 15 del perfil de refuerzo 13 que mira en la dirección de una
superficie interior 14 del perfil exterior 2 puede pegarse al tramo
plano opuesto 16 del perfil exterior 2 por medio de un adhesivo
17.
Una zona de recogida 18 entre los dos perfiles 2
y 13 está configurada de modo que el adhesivo 17 pueda distribuirse
uniformemente entre el perfil 2 y el perfil 13 y el adhesivo
sobrante 17 pueda salir hacia la zona de recogida 18.
El perfil de refuerzo 13 y el perfil interior 8
distanciado del mismo circundan a una cavidad 27 que en la forma de
realización mostrada está llena al menos parcialmente de un material
de espuma 28 que presenta un alto módulo de cizalladura. En la
forma de realización mostrada el material de espuma 28 está formado
con un espesor mínimo predeterminado en las superficies interiores
29 y 30 del perfil de refuerzo 13 y del perfil 8.
Claims (10)
1. Componente (40) de la carrocería de un
vehículo automóvil, en el que está formada una cavidad cerrada por
medio de al menos dos perfiles (42, 44) unidos uno con otro en sus
alas de fijación (52), y que comprende un elemento de refuerzo (46)
que está dispuesto en la cavidad,
en donde el elemento de refuerzo es un perfil de
refuerzo (46) que esta fijado a un perfil (42, 44) de la carrocería
que se ha de reforzar de conformidad con la carga,
en donde las dimensiones geométricas del perfil
de refuerzo (46) coinciden al menos en tramos opuestos con las
dimensiones geométricas del perfil (44) a reforzar, y
en donde el perfil de refuerzo (46) está hecho
de un material de alta resistencia cuyo limite de alargamiento
&_{s} está situado en 300 N/mm^{2} < &_{s} \leq
2000 N/mm^{2},
caracterizado porque el perfil (8) que no
se ha de reforzar y que está distanciado del perfil de refuerzo
(13) presenta un límite de alargamiento &_{s} que está situado
en 600 N/mm^{2} < &_{s} \leq 2000 N/mm^{2}, y porque
el límite de alargamiento &_{s} del perfil (2) a reforzar,
unido con el perfil de refuerzo (13), cumple la condición de que
&_{s} \leq 260 N/mm^{2}.
2. Componente de carrocería según la
reivindicación 1, caracterizado porque los perfiles (2, 13,
8) del componente de carrocería (1) están unidos uno con otro en
sus alas de fijación (5, 21, 11 y 6, 22, 12).
3. Componente de carrocería según la
reivindicación 1, caracterizado porque al menos un tramo
plano (16) del perfil (2) a reforzar y el tramo plano opuesto (15)
del perfil de refuerzo (13) están unidos uno con otro por medio de
un adhesivo (17).
4. Componente de carrocería según la
reivindicación 1, caracterizado porque los perfiles (2, 13,
8) del componente de carrocería (1) están unidos uno con otro en
sus alas de fijación (5, 21, 11; 6, 22, 12) y porque el perfil (2)
a reforzar y el perfil de refuerzo (13) están pegados, además, uno
con otro a través de al menos sendos tramos planos (15, 16).
5. Componente de carrocería según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
perfiles (2, 8, 13) del componente de carrocería (1) se han
fabricado con un material metálico o con un plástico.
6. Componente de carrocería según la
reivindicación 5, caracterizado porque el perfil de refuerzo
(13) es un acero de alta resistencia conformado en caliente.
7. Componente de carrocería según la
reivindicación 5, caracterizado porque el perfil de refuerzo
(13) es un plástico reforzado con carbono.
8. Componente de carrocería según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una
cavidad (27) formada entre el perfil de refuerzo (13) y el perfil
(8) distanciado de éste y que no debe ser reforzado está llena de
un material de espuma (28) que presenta un alto módulo de
cizalladura.
9. Componente de carrocería según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
componente de carrocería (1) se puede utilizar en todos los perfiles
que absorban fuerzas.
10. Componente de carrocería según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
componente de carrocería (1) se utiliza en las columnas de la
carrocería y/o en los umbrales de puerta laterales y/o en vigas que
se extienden en dirección longitudinal y en dirección transversal
y/o en arcos de protección antivuelco.
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