ES2396407A2

ES2396407A2 - Automóvil con componente de protección.

Info

Publication number: ES2396407A2
Application number: ES201131845A
Authority: ES
Inventors: Wilhelm Arns
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-02-21
Also published as: DE102010051745B4; DE102010051745A1; US9929390B2; ES2396407R1; US20120125703A1

Abstract

La invención se refiere a un automóvil (1), en el que una unidad (7), que cede energía eléctrica, está dispuesta entre dos arcos de ruedas (2) opuestos y por encima de la unidad (7) que cede energía está dispuesto un componente de protección (4), que está constituido por una chapa de acero que presenta acanaladuras (10), de manera que las acanaladuras (10) se extienden en dirección desde un arco de la rueda (2) hacia el otro.

Description

Automóvil con componente de protección.

La invención se refiere a un automóvil de acuerdo con las características de la reivindicación 1 de la patente.

La técnica híbrida tiene una importancia creciente en la tecnología del automóvil. En principio, híbrido significa en la técnica de accionamiento una combinación de diferentes tipos o procesos para el accionamiento de un sistema. Con respecto a la técnica de accionamiento de automóviles, con ello se entienden vehículos que contienen al menos dos convertidores de energía y dos sistemas de acumulación de energía para el accionamiento. Los convertidores de energía pueden ser motores de combustión interna convencionales o también motores eléctricos cada vez más extendidos. Como acumuladores de energía sirven regularmente depósitos de combustible y adicionalmente acumuladores.

Por lo tanto, los vehículos eléctricos híbridos son, por ejemplo, automóviles con un motor eléctrico y un motor de combustión interna como convertidores de energía y un acumulador y un depósito de combustible como acumuladores de energía. Los acumuladores son con frecuencia acumuladores de iones de litio o acumuladores de níquel e hidruro. Los acumuladores están configurados, en general, en forma de caja. La porción de peso de los acumuladores puede estar en automóviles entre 10 % y aproximadamente 40 %, lo que puede significar varios cientos de kilogramos. Debido al peso alto de los acumuladores, se instalan, con objeto de un centro de gravedad bajo del vehículo, en zonas inferiores del vehículo. Una posición posible a tal fin es sobre el fondo del maletero detrás del banco trasero entre los arcos de las ruedas.

Los acumuladores, que están instalados entre los arcos de las ruedas, se deformen en el caso de un impacto lateral, cuando se reduce demasiado la distancia entre los arcos de las ruedas. Un acumulador dañado mecánicamente presenta un potencial de peligro grande. En caso de daño, se pueden producir cortocircuitos internos, que pueden llegar a fundir, por ejemplo, la carcasa del acumulador. Debido a la alta tensión, existe peligro grave de incendio. En acumuladores dañados pueden aparecer también combustiones sin llama, lo que puede conducir a incendio, ya después de un cierto periodo de tiempo a través de una combustión súbita del humo. Por lo demás, los acumuladores dispuestos en el fondo del maletero deberían ser protegidos igualmente por razones de seguridad frente a la carga del maletero.

Por lo tanto, el problema de la invención consiste en preparar un automóvil, en el que una unidad que cede energía, dispuesta entre dos arcos de las ruedas, en particular un acumulador, está protegida frente a daños mecánicos a través de un accidente.

La solución del problema mencionado consiste, según la invención, en las características de la reivindicación 1.

Las configuraciones ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes.

La invención se refiere a un automóvil, en el que una unidad, que cede energía eléctrica, está dispuesta entre dos arcos opuestos de las ruedas y por encima de la unidad que cede energía está dispuesto un componente de protección, que está constituido por una chapa de acero que presenta acanaladuras, de manera que las acanaladuras se extienden en dirección de un arco de rueda al otro.

En un automóvil de acuerdo con la invención, la unidad, que cede energía eléctrica, está dispuesta con preferencia en el maletero del vehículo y está cubierta por el componente de protección. El componente de protección está instalado de manera que éste y la unidad, que cede energía eléctrica, no se tocan. De esta manera, se garantiza una circulación de aire suficiente para la protección contra sobrecalentamiento de la unidad que cede energía eléctrica.

La unidad, que cede energía eléctrica, es con preferencia un acumulador de energía, por ejemplo un acumulador, es decir una unidad, que tanto puede acumular energía y ceder energía acumulada. También se puede tratar de un generador de energía o de un convertidor de energía.

El componente de protección está fabricado con preferencia de pletinas de chapa acanaladas. Las acanaladuras se extienden en dirección desde un arco de rueda al otro. De esta manera, las fuerzas entre los arcos de las ruedas se transmiten a través del componente de protección, o bien se eleva la rigidez al pandeo en la dirección longitudinal de las acanaladuras. De esta manera se consigue un refuerzo adicional del componente de protección, para impedir de este modo en el caso de un impacto lateral una reducción de la distancia entre los arcos de las ruedas y, por consiguiente, un daño de la unidad que cede energía eléctrica. El componente de protección refuerza, por lo tanto, la carrocería, transmite fuerzas entre los arcos de las ruedas y de esta manera impide que la unidad, que cede energía eléctrica, se aplaste y se dañe.

Con respecto al espesor de la chapa del componente de protección, la profundidad máxima de las acanaladuras está con preferencia en un intervalo de 10 a 20 veces el espesor de la chapa.

Los bordes del componente de protección están redondeados, de manera que no tienen aristas vivas. También es posible realizar el componente de protección con faldillas de chapa dispuestas en el borde, es decir, plegar o adaptar los bordes para crear una protección mejorada contra lesiones.

En un desarrollo de la invención, el componente de protección puede servir funcionalmente en cierto modo como tirante de cúpula, lo que conduce a un refuerzo deseado de la carrocería. El componente de protección se puede instalar entonces en la cúpula del tubo amortiguador porta-ruedas. La rigidez a la torsión de la carrocería se incrementa de esta manera y con ello se eleva también su capacidad de carga. El refuerzo de la carrocería implica de nuevo todavía otras ventajas adicionales, como propiedades mejoradas de la marcha.

Con preferencia, el componente de protección está configurado de tal manera que presenta en el borde dos bridas que rodean la energía que cede energía eléctrica. De esta manera, se puede conectar el componente de protección de forma desprendible a través de una unión con brida con partes de la instalación interior del automóvil o de la carrocería. Una ventaja, que presenta la unión desprendible, es que el componente de protección se puede extraer fácilmente en el caso de una reparación o de un daño. Por lo demás, es conveniente configurar y posicionar la brida de tal forma que exista un espacio libre para la unidad que cede energía.

En los arcos de las ruedas del automóvil de acuerdo con la invención están dispuestas de manera especialmente preferida unas consolas para conectar el componente de protección con los arcos de las ruedas. La unión se puede realizar con preferencia en unión positiva y/o por aplicación de fuerza. Aquí pueden servir, por ejemplo, uniones de bridas como elementos de unión.

En otra forma de realización de la invención, el componente de protección está fijado en un grupo del fondo de la carrocería, sobre el que se encuentra la unidad que cede energía. Si se realiza la unión adicionalmente con los arcos de las rudas, entonces el componente de protección está fijado muy estable.

Para la simplificación de la descripción siguiente se introduce un sistema de coordenadas cartesiano. Partiendo de un punto cero, que se encuentra en el centro de una línea de unión imaginaria entre las ruedas delanteras del automóvil, el eje-X apunta hacia la dirección de la marcha del automóvil, el eje-Y hacia la derecha y el eje-Z hacia arriba.

Por ejemplo, se pueden realizar dos uniones con bridas en las zonas laterales de la carrocería paralelamente al eje-Y y dos uniones en el grupo del fondo en la dirección o paralelamente al eje-X. De esta manera, se protege la unidad, que cede energía eléctrica, también contra repercusiones de impactos longitudinales.

De acuerdo con la invención, la fijación del componente de protección con el grupo de fondo se realiza a través de un apoyo. El apoyo está fabricado de manera especialmente preferida de una sola pieza con el componente de protección. En otra forma de realización ventajosa de la invención, dos apoyos en el lado delantero y en el lado trasero del componente de protección posibilita una fijación con el grupo del fondo del vehículo.

La fabricación de una sola pieza del componente de protección y el apoyo hace innecesarias etapas de ensamblaje y medios de unión. La compacidad posibilita una fabricación barata y economizadora de tiempo.

Para crear un apoyo especialmente resistente a la flexión, puede estar configurado al menos un collar en este apoyo. También son posibles cavidades del tipo de acanaladuras en el apoyo. Las cavidades pueden estar configuradas en ambas direcciones. Lo mismo se aplica para collares en el lado del borde.

Es ventajoso que el apoyo presente bridas acodadas para la colocación de elementos de unión. En este caso, las bridas están configuradas a modo de ejemplo paralelamente al grupo del fondo del automóvil, lo que incrementa la superficie de contacto y permite la introducción de fuerzas mayores.

Otra configuración del automóvil de acuerdo con la invención prevé que el componente de protección comprenda al menos una chapa de refuerzo que cubre parcialmente para el refuerzo del componente de protección sus bordes. De esta manera, las acanaladuras se convierten, por secciones, en perfiles huecos, lo que eleva la resistencia contra fuerzas de torsión y deformaciones. De acuerdo con la invención, las chapas de refuerzo se unen con preferencia a través de puntos de soldadura por unión del material y de forma inseparable con el componente de protección.

A través del componte de protección se posibilita una separación parcial o completa entre la unidad que cede energía y el resto del maletero. Lo que de nuevo protege a la unidad que cede energía contra utensilios que se encuentran en el maletero.

Las chapas de protección fijadas de manera especialmente preferida en el lado inferior del componente de protección, invisibles en una vista en planta superior. No obstante, también es posible instalar las chapas de protección en el lado superior del componente de protección.

De acuerdo con la invención, el componente de protección se fabrica de un material transformado en caliente, endurecido con prensa. A través del endurecimiento con prensa del material se consigue un producto final, que presenta un límite de estiramiento muy alto de más de 1000 MPa y una resistencia a la tracción muy alta de más de 1500 MPa. Tales componentes no son de recuperación elástica y se designan con frecuencia también como de resistencia ultra alta.

En otra variante de realización ventajosa, el componente de protección está fabricado de un acero aleado con boro. Los aceros aleados con boro son especialmente adecuados para el endurecimiento con prensa. Los aceros aleados con boro se caracterizan por resistencias altas y por una buena capacidad de transformación. Otra ventaja es que en virtud de la alta resistencia se pueden utilizar ya espesores de chapa reducidos, lo que implica un ahorro de material y de costes.

De acuerdo con la invención, el componente de protección está configurado en forma de placa o bien liso con acanaladuras profundas. Con preferencia, está configurado de tal manera que se adapta en su tamaño y forma a la unidad que cede energía eléctrica. También es concebible que el componente de protección divida el maletero en dos zonas: una zona para la unidad que cede energía y una zona para paquetes. De esta manera, todo el lado superior de la unidad, que cede energía eléctrica, se puede proteger, adicionalmente a la protección transversal, también contra fuerzas locales desde la carga del maletero.

Otras ventajas, características, propiedades y aspectos de la presente invención se deducen a partir de la descripciónsiguiente de las formas de realización preferidas con la ayuda de los dibujos esquemáticos. Éstos solamente sirven para la compresión más sencilla de la invención. Muestran:

La figura 1 una vista parcial del automóvil de acuerdo con la invención con componente de protección desde atrás.

La figura 2 el componente de protección en una vista lateral.

La figura 3 el componente de protección en una vista en perspectiva.

La figura 4 el componente de protección con chapas de refuerzo en una vista en perspectiva desde abajo.

La figura 5 otra variante según la invención del componente de protección en una vista en perspectiva.

La figura 6 el componente de protección de la figura 5 en la vista lateral, y

La figura 7 otra forma de realización del componente de protección según la invención en una vista en perspectiva.

En la figura 1 se muestra un fragmento de una zona de maletero de un automóvil 1 según la invención en una vista desde atrás. A la izquierda y a la derecha de la figura, según el sistema de coordenadas del vehículo introducido en la descripción, están dispuestos unos arcos de la rueda 2 en dirección del eje-Y. En los arcos de las ruedas 2 están fijadas unas consolas 3, con las que se puede conectar un componente de protección 4, por ejemplo, a través de una unión de brida 5 mostrada en la figura. El componente de protección 4 presenta lateralmente bridas 6.

Debajo del componente de protección 4 se encuentra una unidad 7 que cede energía eléctrica, que descansa sobre un grupo de fondo 8. El componente de protección 4 es más ancho que la unidad 7 que cede energía eléctrica.

La figura 2 muestra el componente de protección 4 sobre la unidad 7, que cede energía eléctrica, en una vista lateral. El lado izquierdo y derecho de la figura muestran, respectivamente, faldillas de chapa 9, en las que están dispuestas unas bridas, en una variante preferida de la invención, para fijar el componente de protección 4 en la carrocería del vehículo. Por lo demás, se pueden ver varias acanaladuras 10 idénticas en su profundidad. El fondo respectivo de las acanaladuras 11 es liso y está paralelo a una zona Z que se encuentra entre las acanaladuras. El fondo de las acanaladuras 11 no es más profundo que 20 veces el espesor de la chapa del componente de protección 4. Las acanaladuras 10 son de forma trapezoidal en la sección transversal. Las zonas extremas de las dos paredes laterales opuestas de las acanaladuras 10 pasan redondeadas a la superficie 12 del componente de protección. La distancia entre las acanaladuras individuales 10 corresponde con preferencia a la anchura máxima de las acanaladuras, que corresponde a la zona Z.

En la vista en perspectiva del componente de protección 4 en la figura 3, se pueden reconocer en el lado del borde en el componente de protección 4 las bridas 6, que sirven para el acoplamiento con las consolas 3. Además, en el componente de protección 4 se pueden ver unas chapas de refuerzo 13 colocadas encima, indicadas por medio de líneas más finas, que se encuentran sobre el lado inferior del componente de protección 4. Las chapas de refuerzo 13 se encuentran sobre el lado dirigido hacia la unidad 7 que cede energía. A través de las chapas de refuerzo 13 se refuerza el componente de protección 4. Las acanaladuras 10 presentan diferentes longitudes. Las acanaladuras 10 se orientan en sus longitudes en las zonas de diferente longitud del componente de protección 4. En una zona extrema S, el fondo de las acanaladuras 11 se extiende ascendente hasta que alcanza la superficie 12 del componente de protección.

La figura 4 muestra el componente de protección 4 de la figura 3 en una vista en perspectiva desde abajo. Las chapas de refuerzo 13 están adaptadas en su forma a los bordes del componente de protección 4. Siguiendo la línea de trazos están dispuestos unos puntos de unión 14 generados por medio de soldadura por puntos. Las chapas de refuerzo 13 están fijadas planas en el lado inferior del componente de protección 4. Además se muestran las bridas 6. Las bridas 6 están dispuestas en el lado del componente de protección realizado ensanchado. Presenta, respectivamente, dos taladros.

La figura 5 muestra otra variante preferida de un componente de protección 4a según la invención. El componente de protección 4a presenta en esta forma de realización solamente dos acanaladuras 10a. Las acanaladuras 10a están configuradas continuas en esta versión de la invención, es decir, que la longitud de las acanaladuras corresponde a la longitud del componente de protección. La distancia entre las acanaladuras 10a es aproximadamente la mitad de la anchura máxima de las acanaladuras. Adicionalmente, unos apoyos 15, que se encuentran unos detrás de los otros en dirección-X, están colocados en el componente de protección 4a. El componente de protección 4a está dividido en una sección principal 16 con acanaladuras 10a y en una sección 17 de forma trapezoidal. Sobre los apoyos 15 se puede fijar el componente de protección 4a en un grupo de fondo 8 no mostrado aquí de la carrocería. Las bridas 6a representadas aquí están acodadas, de manera que se encuentran paralelamente al lado superior del componente de protección 4a. Esto facilita una posibilidad de fijación sencilla, cómoda. Los apoyos 15 presentan para el refuerzo unas cavidades 18 del tipo de acanaladuras, que se extienden en la dirección longitudinal de los apoyos 15.

La figura 6 muestra el componente de protección 4a de la figura 5 en una vista lateral. En la forma de realización mostrada aquí, el apoyo 15 dispuesto en la parte izquierda de la figura está realizado más largo que el apoyo 15a dispuesto en la parte derecha de la figura. Esto posibilita una fijación del componente de protección 4a también sobre grupos de fondo desiguales. En la zona de las acanaladuras 10a hasta el apoyo 15a más corto, el componente de protección 4a presenta una faldilla de chapa prolongada 9.

En la figura 7 se reproduce otro componente de protección 4b según la invención similar al de la figura 5 en una vista isométrica. El componente de protección 4b está dividido en una sección mayor 17a aproximadamente de forma trapezoidal y en una sección menor 17b de forma trapezoidal con acanaladuras 10a dispuestas en medio. En oposición a la figura 5, el componente de protección 4b se estrecha, por lo tanto, sobre ambos lados hacia los apoyos 15.

Signos de referencia REIVINDICACIONES

1 -: Automóvil

2 -: Arcos de las ruedas

3 -: Consola

4 -: Componente de protección

4a -: Componente de protección

4b -: Componente de protección

5 -: Unión de bridas

6 -: Brida

6a -: Brida

7 -: Unidad

8 -: Grupo del fondo

9 -: Faldillas de chapa

10 -: Acanaladuras

10a -: Acanaladuras

11 -: Fondo de la acanaladura

11a -: Fondo de la acanaladura

12 -: Superficie del componente de protección

13 -: Chapas de refuerzo

14 -: Puntos de unión

15 -: Apoyo

15a -: Apoyo

16 -: Sección principal con acanaladuras

17 -: Sección de forma trapezoidal

17a -: Sección de forma trapezoidal

17b -: Sección de forma trapezoidal

18 -: Cavidad

Z -: Zona entre las acanaladuras

S -: Zona ascendente

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Automóvil con las siguientes características:

a) una unidad (7), que cede energía eléctrica, está dispuesta entre dos arcos de las ruedas (2) opuestos de la

carrocería del automóvil (1);

b) por encima de la unidad (7) que cede energía está dispuesto un componente de protección (4);

c) el componente de protección (4) está constituido de chapa de acero;

d) el componente de protección (4) presenta acanaladuras (10);

e) las acanaladuras (10) se extienden en dirección desde un arco de la rueda (2) hacia el otro.
2.- Automóvil de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el componente de protección (4) presenta unas bridas (6) en el lado del borde, que rodean la unidad (7), que cede energía eléctrica.
3.- Automóvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el componente de protección (4) está conectado con los arcos de las ruedas (2).
4.- Automóvil de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque en los arcos de las ruedas (2) están dispuestas unas consolas (3) para unir el componente de protección (4) con los arcos de las ruedas (2).
5.- Automóvil de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el componente de protección (4) está fijado en un grupo de fondo (8) de la carrocería, sobre el que está dispuesta la unidad (7) que cede energía.
6.- Automóvil de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la fijación del componente de protección (4) con el grupo de fondo (8) se realiza a través de al menos un apoyo (15).
7.- Automóvil de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el apoyo (15) presenta unas bridas (6) acodadas para la fijación del componente de protección.
8.- Automóvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el componente de protección (4) comprende al menos una chapa de refuerzo (13), que cubre parcialmente para el refuerzo del componente de protección (4) sus acanaladuras (10).
9.- Automóvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 mencionadas anteriormente, caracterizado porque el componente de protección (4) está configurado en forma de placa.
10.- Automóvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el componente de protección (4) está fabricado de un material transformado en caliente, endurecido con prensa.
11.- Automóvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el componente de protección (4) está constituido de un acero aleado con boro.