ES2644849T3 - Pieza de vehículo automóvil termoplástica provisto de un elemento de refuerzo metálico calado y sobremoldeado localmente - Google Patents

Pieza de vehículo automóvil termoplástica provisto de un elemento de refuerzo metálico calado y sobremoldeado localmente Download PDF

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ES2644849T3 ES15192956.9T ES15192956T ES2644849T3 ES 2644849 T3 ES2644849 T3 ES 2644849T3 ES 15192956 T ES15192956 T ES 15192956T ES 2644849 T3 ES2644849 T3 ES 2644849T3
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Thierry Roussel
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/10—Doors arranged at the vehicle rear
    • B60J5/101—Doors arranged at the vehicle rear for non-load transporting vehicles, i.e. family cars including vans
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

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DESCRIPCION
Pieza de vehnculo automovil termoplastica provisto de un elemento de refuerzo metalico calado y sobremoldeado localmente
La presente invencion se refiere al campo tecnico de las piezas de vehnculos automoviles, tales como un elemento de apertura de vehnculo.
Un elemento de apertura de vehnculo automovil comprende un cuerpo de apertura, que forma un elemento que permite obturar al menos parcialmente una abertura de la carrocena. El cuerpo puede desplazarse entre una posicion de obturacion de la abertura y una posicion de paso en el que se deja libre el acceso a la abertura.
Se conoce principalmente los elementos de apertura posteriores de vehnculo, tales como los portones, que se componen de un armazon interior y de una cubierta exterior, que constituye un panel monobloque o bi-bloque, y que integran la totalidad o parte de algunos de los equipos exteriores visibles o no desde el exterior del vehnculo (bloque optico, mando de apertura del porton o de la luneta, emblema, sistema de lavado/secado, cierre, parachoques, placa de matncula...).
La muy gran mayona de los portones del estado de la tecnica se realizan de acero.
Pero se conocen igualmente unos portones realizados de material plastico, termoplastico y/o termoendurecible, de manera que se aligere el porton, pero ofreciendo menores rendimientos mecanicos.
El material termoendurecible presenta una mejor resistencia a la deformacion que el material termoplastico, pero presenta el inconveniente de ser mas denso. El material termoplastico presenta un reducido nivel elastico (inicio de la deformacion plastica con baja solicitacion) y por tanto una resistencia a la rotura relativamente baja y puede someterse a fatiga mecanica en el transcurso de su utilizacion. Ahora bien, como todos los elementos de apertura de vetnculo, los elementos de apertura realizados de material termoplastico estan sometidos a unas normas.
Para satisfacer las exigencias de estas normas, es necesario en particular reforzar las zonas de fijacion del elemento de apertura sobre el vetnculo (bisagras, cierres, resortes telescopicos...) con el fin de que el elemento de apertura no se separe del vetnculo durante el ensayo de esta norma.
Para asegurar la resistencia geometrica de un armazon interior realizado de material termoplastico a todo lo largo de su duracion de utilizacion, a pesar de las numerosas operaciones de apertura y de cierre que sufre, es conocido unir sobre el armazon inferior de material termoplastico uno o varios refuerzos metalicos de gran dimension.
Un inconveniente principal de estas soluciones es que aumentan la masa del elemento de apertura realizado de material plastico. Ahora bien el objetivo de la utilizacion del material de ese tipo es aligerar en ultimo termino la pieza final.
Por otro lado, puede existir un problema de adherencia entre el refuerzo metalico y la resina termoplastica que lo contiene. Debido a esto, el refuerzo puede moverse y no asegurar ya correctamente su funcion en la zona de grandes cargas mecanicas.
La invencion tiene por objeto solucionar estos inconvenientes proporcionando un elemento de apertura de vehnculo automovil de material termoplastico que incluye un refuerzo metalico local de tipo metal expandido en las zonas de grandes cargas.
De manera general, el objeto de la invencion se refiere a un elemento de apertura de vehnculo automovil provisto de al menos un elemento de material termoplastico que incluye al menos una zona de grandes cargas mecanicas. El elemento termoplastico incluye al menos un elemento de refuerzo metalico sobremoldeado localmente, al menos en dicha zona de grandes cargas mecanicas, y el refuerzo metalico incluye un conjunto de luces repartidas sobre una mayona de la superficie de dicho refuerzo.
Un refuerzo metalico de ese tipo, sobremoldeado en una pieza termoplastica, permite reforzar esta pieza con respecto a grandes cargas mecanicas, en el sentido en el que la ausencia de refuerzo podna deteriorar esta pieza.
Un refuerzo de ese tipo es mas ligero que el refuerzo clasico (en chapa lisa sin calados), y conserva por tanto el interes de utilizar un material termoplastico. En efecto, las luces se realizan voluntariamente y en gran numero, a diferencia de una pieza en chapa que no incluye mas que algunos orificios, para fijar en ellos las bisagras por ejemplo.
Otra ventaja de un refuerzo de ese tipo se refiere a la estabilidad dimensional del elemento de apertura. En efecto, los elementos de apertura de vehnculos deben responder a unas exigencias dimensionales que se traducen por un respeto de las holguras y de las alineaciones con las diferentes piezas de su vecindad una vez montado en el
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vetuculo. Estas dimensiones del elemento de apertura que permiten preservar las holguras y las alineaciones deben conservarse, cualquiera que sea la temperatura a la que se somete el vetuculo. Es por tanto necesario que el elemento de apertura conserve de la mejor manera sus dimensiones en una gama de temperatures compatibles con las de utilizacion de un vetuculo. El sobremoldeado de un inserto de tipo metal expandido permite mejorar la estabilidad dimensional, porque el inserto debido a su dilatacion mas reducida que el material termoplastico limitara la dilatacion de la resina termoplastica a la que se adhiere.
Finalmente, las luces del refuerzo metalico permiten un mejor enlace del material termoplastico al refuerzo metalico, porque este material penetra y atraviesa las luces. En efecto, las luces permiten unas recogidas de material lo que produce muchos puentes mecanicos entre las dos caras del refuerzo, y permiten de ese modo evitar un deslaminado entre el inserto en chapa y su sobremoldeado, que puede producirse con una superficie no calada.
Una ultima ventaja aportada por un refuerzo metalico de ese tipo es que es mas facilmente deformable que un refuerzo clasico. Debido a esto, es mas facil la preformacion, incluso inutil, porque el refuerzo puede entonces moldearse directamente en el molde.
Segun la invencion, la zona puede ser una zona de grandes cargas mecanicas y/o una zona de variaciones dimensionales debida a una dilatacion termica.
Segun la invencion, el elemento de refuerzo metalico es una placa de metal expandido.
Segun un modo de realizacion, el elemento de refuerzo metalico esta preformado de manera que se adapte a la forma del elemento de material termoplastico.
La pieza segun la invencion puede ser un elemento de apertura de vehuculo o una cara delantera de vetuculo.
La invencion se refiere igualmente a un procedimiento de fabricacion de una parte de una pieza de vetuculo automovil, tal como un elemento de apertura, en el que se realiza por moldeado al menos un elemento de material termoplastico destinado a ensamblarse para constituir dicha pieza, caracterizado por que se realizan las etapas siguientes:
- se realiza un refuerzo metalico realizando un conjunto de luces en una placa metalica, estando repartidas las luces sobre una mayona de la superficie de la placa metalica, estando constituido el refuerzo metalico por una placa de metal expandido;
- se selecciona al menos una zona del elemento de material termoplastico; y
- se sobremoldea localmente dicho un refuerzo metalico en dicha zona.
La zona puede elegirse sola o en combinacion entre el tipo de zona siguiente: zona de grandes cargas mecanicas y zona de variaciones dimensionales.
Segun la invencion, el refuerzo metalico puede ser un enrejado, o una placa de metal expandido.
Finalmente, segun un modo de realizacion, se realiza una preformacion del refuerzo metalico de manera que se adapte, en la zona, a la forma del elemento de material termoplastico.
La invencion se comprendera mejor con la lectura de las figuras adjuntas, que se proporcionan a tftulo de ejemplos y no presentan ningun caracter limitativo, en las que:
La figura 1 ilustra un ejemplo de elemento de apertura segun la invencion.
La figura 2 ilustra un ejemplo de elemento de refuerzo metalico en la forma de rejilla metalica preformada.
La figura 3 ilustra un elemento de refuerzo metalico unido localmente sobre un elemento de material termoplastico en una zona de grandes cargas mecanicas.
Se hace referencia ahora a la figura 1 que ilustra un ejemplo de elemento de apertura (1) de vetuculo automovil segun la invencion.
El elemento de apertura (1) de vetuculo automovil esta provisto al menos de un panel de material termoplastico (2). Puede tratarse por ejemplo de polipropileno (PP).
El panel de material termoplastico (2) incluye al menos una zona (3) de grandes cargas mecanicas. Se llama zona de grandes cargas mecanicas, a una zona en la que el material plastico sufre unas grandes fuerzas durante el funcionamiento normal del elemento de apertura (1) (apertura y cierre del elemento de apertura), pudiendo generar un deterioro del elemento de material termoplastico (2). Estos deterioros pueden conducir a unas deformaciones, unas roturas, incluso a una fractura de este elemento (2). Una fractura de ese tipo puede implicar una separacion del elemento de apertura (1) y del vetuculo que lleva el elemento de apertura (1). Se trata por ejemplo de una zona de fijacion (ZC) del elemento de apertura sobre el vetuculo, que lleva una bisagra, una zona de cierre (ZS) o una zona
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del resorte telescopico (ZV).
Para reforzar esta zona (3), y evitar asf que el elemento de material termoplastico (2) se deteriore, el panel de material termoplastico (2) esta equipado, al menos en esta zona (3), con al menos un elemento de refuerzo (4) metalico. La figura 2 ilustra un elemento de refuerzo metalico (4) segun la invencion.
Como se ilustra en la figura 3, este elemento de refuerzo (4) se une localmente a/en el panel de material termoplastico (2) en el menos una zona (3) de grandes cargas mecanicas y/o en una zona de grandes dilataciones termicas. Preferentemente, el elemento de refuerzo (4) esta unido mediante sobremoldeado. Este sobremoldeado puede ser total o parcial.
Preferentemente, el elemento de refuerzo (4) esta preformado de manera que se adapte a la forma del elemento de material termoplastico (2), como se ilustra en la figura 2.
El elemento de refuerzo (4) incluye un conjunto de luces (5) repartidas sobre una mayona de la superficie del elemento de refuerzo (4).
Estas luces se realizan voluntariamente y en gran numero, a diferencia de una chapa que incluye algunos orificios, para fijar en ellos las bisagras por ejemplo.
Preferentemente, las luces se distribuyen de manera homogenea sobre toda la superficie del elemento de refuerzo (4). De ese modo, la union de la superficie del elemento de refuerzo (4) sobre a la superficie de las luces que incluye puede estar proxima a dos por ejemplo.
Por supuesto, esta union es funcion del compromiso elegido entre las propiedades de resistencias mecanicas y el peso que se desea obtener para el elemento de refuerzo (4).
Estas luces pueden ser identicas o no en forma, tamano y disposicion.
De ese modo, estas numerosas luces permiten aligerar el elemento de refuerzo (4) y por tanto, el elemento de apertura (1), mientras se conservan sus propiedades de resistencia mecanica.
Ademas, las luces permiten al material termoplastico, inyectado durante el sobremoldeado del elemento de refuerzo sobre el elemento de material termoplastico (2), infiltrarse a traves de las luces (5) y por tanto, mantener mejor el refuerzo (4) en su sitio en el elemento de apertura (1).
Segun la invencion, el refuerzo metalico (4) es una placa de metal calada en metal expandido. El metal expandido es un procedimiento que permite realizar una pieza calada mediante una combinacion de cortes y de estiramientos realizados sobre una placa de metal.
La figura 1 ilustra un elemento de apertura posterior de vefnculo de tipo compuerta.
El elemento de apertura (1) de vefnculo automovil segun la invencion puede ser igualmente un porton que incluye un armazon inferior, que forma el elemento de material termoplastico (2), y una cubierta exterior, que constituye un panel monobloque o bi-bloque, y que integran la totalidad o en parte ciertos de los equipos exteriores visibles desde el exterior del vefnculo (bloque optico, mando de apertura del porton o de la luneta, emblema, sistema de lavado- secado, cierre, parachoques, placa de matncula...).
La invencion no esta limitada a los modos de realizacion presentados y surgiran claramente para el experto en la materia otros modos de realizacion. Es particularmente posible aplicar la solucion a otras piezas automoviles, como por ejemplo una cara delantera tecnica (FAT) de vefnculo, que se refuerza localmente mediante un refuerzo (4) segun la invencion, principalmente en la zona de encaje del cierre del capot.
Es posible igualmente elegir una zona (3) de variaciones dimensionales debida particularmente a la dilatacion termica. En efecto, ciertas piezas de vefnculo automovil, tales como los elementos de apertura de vefnculos, deben responder a unas exigencias dimensionales que se traducen por un respeto de las holguras y de las alineaciones con las diferentes piezas de su vecindad una vez montadas sobre el vehfculo. Estas dimensiones del elemento de apertura que permiten preservar las holguras y alineaciones deben conservarse, cualquiera que sea la temperatura a la que este sometido el vehnculo. Es por tanto necesario que el elemento de apertura conserve de la mejor manera sus dimensiones en una gama de temperaturas compatibles con las de utilizacion de un vehnculo. El sobremoldeado de un inserto de tipo metal expandido permite mejorar la estabilidad dimensional, porque el inserto debido a su dilatacion mas reducida que el material termoplastico limita la dilatacion del material termoplastico en el que esta incluido/sobremoldeado.
La invencion se refiere igualmente a un procedimiento de fabricacion de una parte de una pieza (1) de vehnculo automovil, tal como un elemento de apertura, en el que se realiza por moldeado al menos un elemento de material
termoplastico (2) destinado a ensamblarse para constituir la pieza (1), caracterizado por que se realizan las etapas siguientes:
- se realiza un refuerzo metalico (4) realizando un conjunto de luces en una placa metalica, estando repartidas las
5 luces sobre una mayona de la superficie de la placa metalica, estando constituido el refuerzo metalico (4) por
una placa de metal expandido;
- se selecciona al menos una zona (3) del elemento de material termoplastico (2); y
- se sobremoldea localmente dicho un refuerzo metalico (4) en dicha zona (3).
10 La zona es por ejemplo una zona de grandes cargas mecanicas. Esta zona puede corresponder igualmente a una zona de variaciones dimensionales debida a la dilatacion termica. Finalmente, esta zona puede corresponder igualmente a una zona de grandes cargas mecanicas y de variaciones dimensionales.
Segun este procedimiento, el refuerzo metalico (4) es una placa de metal expandido.
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Segun un modo de realizacion particular del procedimiento, se realiza, antes o durante (simultaneamente) el sobremoldeado del refuerzo (4), un preformado del refuerzo metalico (4) de manera que se adapte, en la zona (3), a la forma del elemento de material termoplastico (2).

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Pieza (1) de vetuculo automovil provisto de al menos un elemento de material termoplastico (2) que incluye al menos un elemento de refuerzo metalico (4) sobremoldeado localmente al menos en una zona (3) del elemento termoplastico (2), caracterizado por que el elemento de refuerzo metalico (4) es una placa de metal expandido que incluye un conjunto de luces (5) repartidas sobre una mayona de la superficie del elemento de refuerzo (4).
  2. 2. Pieza (1) segun la reivindicacion 1, en el que dicha zona (3) es una zona de grandes cargas mecanicas y/o una zona de variaciones dimensionales debida a una dilatacion termica.
  3. 3. Pieza (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento de refuerzo metalico (4) esta preformado de manera que se adapte a la forma de dicho elemento de material termoplastico (2).
  4. 4. Pieza (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que la pieza (1) es un elemento de apertura de vetuculo o una cara delantera de vetuculo.
  5. 5. Procedimiento de fabricacion de una parte de una pieza (1) de vetuculo automovil, tal como un elemento de apertura, en el que se realiza por moldeado al menos un elemento de material termoplastico (2) destinado a ensamblarse para constituir dicha pieza (1), caracterizado por que se realizan las etapas siguientes:
    - se realiza un refuerzo metalico (4) realizando un conjunto de luces en una placa metalica, estando repartidas las luces sobre una mayona de la superficie de la placa metalica, estando constituido el refuerzo metalico (4) por una placa de metal expandido;
    - se selecciona al menos una zona (3) del elemento de material termoplastico (2); y
    - se sobremoldea localmente dicho un refuerzo metalico (4) en dicha zona (3).
  6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, en el que dicha zona se elige sola o en combinacion entre el tipo de zona siguiente: zona de grandes cargas mecanicas y zona de variaciones dimensionales.
  7. 7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 5 y 6, en el que se realiza un preformado de dicho refuerzo metalico (4) de manera que se adapte, en la zona (3), a la forma de dicho elemento de material termoplastico (2).
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