ES2660240T3 - Carrocería de vehículo de motor para una construcción ligera en peso - Google Patents

Carrocería de vehículo de motor para una construcción ligera en peso Download PDF

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ES2660240T3 ES11776769.9T ES11776769T ES2660240T3 ES 2660240 T3 ES2660240 T3 ES 2660240T3 ES 11776769 T ES11776769 T ES 11776769T ES 2660240 T3 ES2660240 T3 ES 2660240T3
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Abstract

Carrocería de motor de vehículo ligera en peso que comprende al menos una unidad (1) inferior, un techo (2) y unidades (3) laterales, que están montadas para formar al menos parte de la carrocería del vehículo de motor, en donde al menos las unidades (3) laterales consisten en un elemento (3a) de cubierta interior y un elemento (3b) de cubierta exterior hechos de un material plástico moldeado por inyección y fijados entre sí mediante áreas (4) de fijación para formar una estructura de caja portadora de carga, caracterizada porque el elemento (3a/3b) interior y/o exterior comprende una estructura (5) de montantes que se extiende desde una superficie del elemento (3a) de cubierta interior entre los elementos (3a, 3b) de cubierta hacia el elemento (3b) de cubierta opuesto para realizar la estructura de caja.

Description

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DESCRIPCION
Carrocería de vehículo de motor para una construcción ligera en peso
La invención se refiere a una carrocería de vehículo de motor para una construcción ligera en peso, por ejemplo, para coches, que comprende al menos una unidad inferior, un techo y unidades laterales, que están montadas para formar al menos parte de la carrocería del vehículo de motor.
En general, una carrocería de vehículo de motor que comprende una construcción autoportante está diseñada de una pluralidad de placas o chapas de metal, que son ensambladas para constituir la carrocería del vehículo de motor. Para ahorrar peso se han desarrollado carrocerías de vehículos de motor, las cuales comprenden partes de plástico, que normalmente están montadas en partes metálicas pero que no tienen una función de soporte de carga.
El documento US 4,438,971 muestra un vehículo de motor que comprende varios paneles exteriores de carrocería de plástico en una estructura de carrocería metálica subyacente dimensional mente variable. Una pluralidad de bloques de fijación rellenos de plástico son soldados en puntos seleccionados de la estructura de la carrocería para alinearse de forma aproximada con las caras de montaje de apertura previstas en los paneles plásticos. Sujeciones sostienen las caras de montaje en contacto con las caras de soporte del panel de los bloques de fijación de manera que cada panel exterior de carrocería es montado sin distorsión de su superficie exterior visible y la superficie de cada uno de los paneles de plástico es montada en alineación superficial con cada uno de los paneles de plástico adyacentes.
Otra carrocería de vehículo de motor que incluye partes plásticas es, por ejemplo, conocida a partir de los documentos DE1480603 o DE 4306094.
El documento FR2732301A1 da a conocer una carrocería de vehículo de motor con elementos estructurales que son fabricados a través de moldeo por transferencia de resina. La carrocería del vehículo de motor comprende elementos laterales con un elemento de cubierta exterior que están fijados entre sí para formar una estructura de caja portadora de carga.
La producción de carrocerías de un vehículo motor hecha de diferentes materiales y una pluralidad de partes separadas consumen tiempo y aumenta los costes de la carrocería del vehículo de motor. Estructuras más simples solo de material plástico por ejemplo para carritos motorizados o similares echan en falta la estabilidad y seguridad requerida para vehículos de motor para uso diario.
Es un objeto de la presente invención proporcionar una carrocería del vehículo de motor y un método para producir dicha carrocería del vehículo de motor, que permita una estructura robusta y que ahorre peso de la carrocería del vehículo de motor y una producción simple y eficiente en costes de la misma.
Estos y otros objetos, que aparecerán a partir de la siguiente descripción, son logrados mediante una carrocería de vehículo de motor para una construcción ligera en peso y un método para producir la misma tal y como se establece en las reivindicaciones independientes anexas. Modos de realización ventajosos y desarrollos adicionales son definidos en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la divulgación una carrocería de vehículo de motor para una construcción ligera de peso comprende al menos una unidad inferior, un techo y unidades laterales, que son montadas para formar al menos parte de una estructura portadora de carga de la carrocería del vehículo de motor. La unidad inferior puede comprender una base con un conjunto de vigas cruzadas y vigas longitudinales, y/o una estructura a modo de caja montada para constituir la unidad inferior. La unidad inferior puede estar hecha de metal (por ejemplo, chapa metálica) y/o de un material plástico (por ejemplo, partes moldeadas por inyección). La unidad inferior puede ser prevista para recibir un paquete de batería o un depósito de combustible.
Al menos las unidades laterales consisten en al menos un elemento de cubierta interior y al menos un elemento de cubierta exterior que están montados para formar una estructura portadora de carga. En el estado montado de la carrocería del vehículo de motor la cubierta interior está preferiblemente situada mirando hacia el interior de la carrocería y la cubierta exterior está situada mirando al exterior de la carrocería. Los elementos de carrocería interior y exterior son al menos parcialmente hechos de materiales plásticos moldeados por inyección, lo cual permite un fácil perfilado de las cubiertas y ligeras en peso. Los elementos de cubierta interior y exterior son en general interconectados entre sí mediante áreas de fijación para formar una estructura de caja rígida (torsión) que es muy efectiva. Se pueden distribuir varios puntos de fijación sobre los elementos de cubierta o se pueden proporcionar áreas de fijación más grandes en las superficies del elemento de cubierta entre la cubierta interior y exterior.
También se puede proporcionar un área de fijación mediante una línea de fijación que rodea la circunferencia de una unidad lateral o mediante líneas de fijación que discurren a lo largo de la superficie de los elementos de cubierta. La estructura de caja rígida de torsión resulta al menos parcialmente de la fijación de un elemento de cubierta interior y de un elemento de cubierta exterior a lo largo de las áreas de fijación de uno sobre otro, en donde en los elementos de cubierta se dispone una estructura interior para proporcionar, por ejemplo, una pluralidad de cajas o cavidades entre la cubierta interior y la exterior. De forma ventajosa, los elementos de cubierta pueden ser realizados como elementos de mitad de cubierta juntos formando la unidad lateral.
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En general no se requieren partes más grandes metálicas para constituir la unidad lateral de la carrocería del vehículo de motor (en lugar de, por ejemplo, ajustes o bisagras, etc.). Básicamente, las unidades laterales pueden ser diseñadas de sólo dos partes principales, en concreto, el elemento de cubierta interior y el elemento de cubierta exterior. Por lo tanto, las unidades laterales muestran una construcción ligera en peso. La fabricación de las partes principales de las unidades laterales mediante moldeo por inyección permite una producción barata y rápida de la carrocería del vehículo de motor. Además, el reciclaje llega se hace muy fácil. Sin embargo, la estructura de la caja rígida asegura una construcción de la carrocería del vehículo de motor, que cumple los requisitos de seguridad modernos, debido a unas excelentes características de transmisión de carga y de absorción de impactos.
De forma ventajosa, los elementos de cubierta son producidos mediante un proceso de moldeo por inyección. Los elementos de cubierta están por ejemplo hechos de una resina termo plástica y/o una resina termoendurecible. Si se requiere, los elementos de cubierta pueden estar constituidos a partir de varias partes. Además se pueden añadir fibras u otros materiales de relleno a la resina para influir en las características mecánicas, por ejemplo, para aumentar el módulo elástico. Además, es posible añadir un tinte al material moldeado por inyección por lo tanto los elementos que forman las superficies visibles no necesitan ser coloreados en una etapa posterior. Esto adicionalmente reduce el coste de fabricación.
El elemento de cubierta interior y/o exterior comprende una estructura de montantes que se extiende desde una superficie de un elemento de cubierta interior entre los elementos de cubierta hacia tal elemento de cubierta opuesto para aumentar la estabilidad mecánica y la capacidad de carga portante. De forma alternativa o de forma adicional, la estructura de montantes puede estar diseñada para actuar como ayuda de flujo para distribuir el material durante el proceso de moldeo por inyección. La estructura de montantes puede formar una pluralidad de cajas abiertas o cerradas a lo largo de la superficie del elemento de cubierta interior y actúa como refuerzo de la rigidez del plano de los elementos de cubierta.
La estructura de montantes puede comprender una pluralidad de montantes que se extienden esencialmente perpendiculares desde la superficie del elemento de cubierta interior y se distribuyen sobre la superficie del elemento de cubierta. Los montantes pueden estar dispuestos en patrones regulares, por ejemplo, en líneas en zigzag o patrones en estrella, o pueden estar distribuidos de forma arbitraria sobre la superficie del elemento de cubierta. Los montantes pueden estar más próximos entre sí en algunas áreas que en otras, de manera que resulta en una densidad de montantes variable en la superficie del elemento de cubierta. La densidad de montantes puede por ejemplo aumentarse en áreas de alto impacto de carga en el lateral de la carrocería del vehículo de motor. También los montantes de la estructura de montantes pueden comprender diferentes espesores. El espesor de los montantes puede ser, por ejemplo, elegido de acuerdo con las diferentes tensiones o zonas de deformación de la unidad lateral. Por ejemplo, la estructura de montantes puede intensificarse en las áreas de transmisión de carga de la carrocería del vehículo de motor. La estructura de caja rígida de torsión permite un refuerzo de la estructura de montantes de la unidad lateral y permite diseñar zonas individuales de aplastamiento y de deformación.
La estructura de montantes actúa para soportar los elementos de cubierta uno sobre otro, rigidizar cada elemento de cubierta y mejorar la rigidez de torsión de la unidad lateral montada conectando los elementos de cubierta entre sí.
Para realizar la estructura de caja rígida de torsión de una manera simple la estructura de montantes de un elemento de cubierta descansa contra la superficie del elemento de cubierta interior de un elemento de cubierta opuesto. Dichos elementos de cubierta pueden soportarse entre sí sobre un plano de superficie completo y se forman varias cajas entre los elementos de cubierta interior y exterior que son confinados por los montantes.
Al menos partes de la estructura de montantes pueden comprender las áreas de fijación para la fijación del elemento de cubierta opuesto. Esos medios, por ejemplo, bordes de los montantes hacen tope con el elemento de cubierta opuesto o la estructura de montantes del mismo y son fijados al mismo en el área de contacto. Por ejemplo, pueden estar previstas primeras áreas de fijación en la estructura de montantes del elemento de cubierta exterior, que están fijadas a segundas áreas en la estructura de montantes del elemento de cubierta interior. En general, la estructura de montantes de la cubierta interior y la estructura de montantes de la cubierta exterior pueden soportarse entre sí y juntas constituir la estructura de caja rígida de torsión. Alguno de los montantes de un elemento de cubierta puede estar provisto de medios de fijación, los cuales cooperan con medios de fijación opuestos en el elemento de la otra cubierta. Los medios de fijación pueden, por ejemplo, ser proporcionados mediante un acoplamiento de bloqueo positivo, como una conexión por encaje o una conexión roscada, aunque se pueden utilizar otras fijaciones. En general las áreas de fijación pueden también estar fijadas por ejemplo mediante adhesión o soldadura de un material plástico.
En un modo de realización la estructura de caja está rellena al menos parcialmente por ejemplo mediante un material espumado y/o un material en nido de abeja. El material puede mejorar la rigidez pero no contribuye demasiado al peso de la carrocería del vehículo de motor. Además, el material de relleno puede estar previsto para absorber sonido y/o aumentar la capacidad portadora de carga y/o para aumentar la capacidad de absorción de energía mecánica en el caso de un accidente. El material espumado o el material en nido de abeja pueden estar embebidos entre los montantes de la estructura de montantes. De forma alternativa o de forma adicional el material de relleno puede por ejemplo ser inyectado mediante una abertura en la estructura de caja cerrada.
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La superficie exterior de los elementos de cubierta puede proporcionar una superficie de vehículo de motor interior y/o exterior respectivamente. La superficie exterior de los elementos de cubierta puede por ejemplo está diseñada de acuerdo con aspectos aerodinámicos o de forma. También comprende características funcionales como áreas de colocación, reposabrazos o similares.
Además, los elementos de cubierta pueden comprender aberturas pasantes para conectar el interior y el exterior del vehículo de motor. Las aberturas pasantes pueden estar previstas como ventanas en la unidad lateral o como un área de inserción para otros dispositivos del vehículo motor. También se puede proporcionar un espacio de almacenamiento entre la estructura de montantes. Por ejemplo, el espacio de almacenamiento es dividido en varias cámaras de almacenamiento mediante montantes de la estructura de montantes. El espacio de almacenamiento o las cámaras se pueden utilizar para, por ejemplo, un equipo eléctrico del vehículo de motor.
En general también la unidad inferior, el techo y partes adicionales de la carrocería del vehículo de motor, tal como las unidades frontal o posterior pueden consistir en dos elementos de cubierta como los descritos anteriormente para las unidades laterales.
De acuerdo con un método para producir una carrocería de un vehículo de motor para una construcción ligera en peso de acuerdo con la divulgación al menos una unidad inferior, un techo y unidades laterales son montadas para formar al menos parte de la carrocería del vehículo de motor. Un elemento de cubierta interior y un elemento de cubierta exterior hechos de material plástico son producidos mediante moldeo por inyección. Después, son fijados entre sí en áreas de fijación para proporcionar las unidades laterales. Las áreas de fijación son seleccionadas de tal manera que el elemento de cubierta interior y el elemento de cubierta exterior forman una estructura de caja rígida de torsión en el estado montado. La fijación puede ser reversible o no reversible.
Estas y otras ventajas y desventajas de la invención serán evidentes tras la consideración de los dibujos que acompañan, los cuales pueden explicar los principios de la invención pero no limitarán el alcance de la invención. Los dibujos ilustran:
La figura 1a: vista en despiece de una carrocería de vehículo de motor de acuerdo con la presente invención,
La figura 1 b: vista montada de la carrocería del vehículo de motor de acuerdo con la figura 1 a,
La figura 2: vista en despiece de un elemento de cubierta interior y de un elemento de cubierta exterior de una unidad lateral,
La figura 3a: primera ilustración esquemática de una fijación del elemento de cubierta interior y el elemento de cubierta exterior,
La figura 3b: segunda ilustración esquemática de una fijación del elemento de cubierta interior y del elemento de cubierta exterior,
La figura 4: una vista en sección transversal tridimensional de una carrocería de vehículo de motor de acuerdo con la invención, y
La figura 5: vista en despiece de una unidad inferior de una carrocería de vehículo de motor de acuerdo con la invención.
En la figura 1a se muestra una carrocería del vehículo de motor en una vista en despiece y en la figura 1b en una vista montada. La carrocería del vehículo de motor comprende una unidad 1 inferior, un techo 2 y unidades 3 laterales en el lado izquierdo y derecho. Además, una unidad frontal y una unidad posterior son mostradas de forma esquemática. En la figura 2b todas las partes de la carrocería del vehículo de motor están montadas.
En la figura 2 se muestra la unidad 3 lateral del lado izquierdo de la carrocería del vehículo de motor. La unidad 3 lateral comprende dos elementos de cubierta, un elemento 3a de cubierta interior y un elemento 3b de cubierta exterior. Los elementos 3a y 3b de cubierta comprenden una pluralidad de áreas 4 de fijación en su superficie interior dirigida hacia el otro elemento de cubierta opuesto. Las áreas 4 de fijación son, por ejemplo, proporcionadas a lo largo del borde de los elementos de cubierta y también en el plano central de los elementos de cubierta. Una estructura 5 de montantes es proporcionada en la superficie interior de los elementos 3a y 3b de cubierta, que es realizada mediante una pluralidad de montantes distribuidos sobre la superficie interior. Tal y como se puede apreciar los montantes están alineados en forma de zigzag, en forma de estrella y otros patrones regulares o irregulares. Alguno de los montantes está provisto de áreas de fijación. Cuando se montan los elementos 3a y 3b de cubierta para constituir la unidad 3 lateral, la estructura de montantes del elemento 3a de cubierta descansa contra la estructura de montantes del elemento 3b de cubierta. Por tanto ambas estructuras de montantes se soportan entre sí sirven como una estructura de caja rígida de torsión común. Los elementos 3a y 3b de cubierta están provistos de una abertura 7 pasante, que sirve como una ventana en la unidad lateral. Además, el elemento 3b de cubierta exterior comprende una superficie 6 exterior, que está diseñada de acuerdo con la forma exterior del vehículo de motor.
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En las figuras 3a y 3b se muestran ilustraciones esquemáticas de una fijación del elemento de cubierta interior y el elemento de cubierta exterior. Los elementos 3a y 3b de cubierta interior y exterior se tocan entre sí en las áreas 4 de fijación y están fijados entre sí, por ejemplo, mediante medios 4' de fijación. Medios 9 de sellado están previstos para sellar la línea de unión. Los montantes de la estructura se extienden básicamente perpendiculares a la superficie de los elementos de cubierta. Los bordes de los montantes del elemento 3a de cubierta interior tocan los montantes del elemento 3b de cubierta exterior. Tal y como se aprecia en la figura 3b, un tejado 2 puede estar fijado a la unidad lateral de la misma manera que los elementos de cubierta están fijados entre sí. Entre los elementos de cubierta se proporcionan espacios 8 de almacenamiento. Los espacios pueden ser, por ejemplo, rellenados con un material espumado u otro material de rigidización o pueden acomodar otros medios necesarios para el vehículo de motor.
En la figura 4 se muestra una sección trasversal de un corte del vehículo de motor. Las unidades laterales izquierda y derecha están ambas proporcionadas por un elemento 3a de cubierta interior y un elemento 3b de cubierta exterior. No se requieren otras partes para conseguir la estabilidad requerida para los vehículos de motor. Las unidades laterales están montadas en la unidad 1 inferior y en el techo 2. Los montantes de las estructuras de montantes de los dos elementos de cubierta se soportan entre sí por lo tanto aumentan la rigidez a la torsión de la unidad lateral.
En la figura 5 se muestra una unidad 1 inferior, la cual está montada de vigas 10 transversales y vigas 11 longitudinales, que están montadas en una base 12 inferior. La viga 10 transversal y las vigas 11 longitudinales y la base 12 inferior pueden comprender una estructura de caja de rigidez de torsión tal y como se explicó anteriormente para la unidad lateral.
Lista de referencias
1 unidad inferior
2 techo
3 unidades laterales
3a elemento de cubierta interior
3b elemento de cubierta exterior
4 área de fijación
4' medios de fijación
5 estructura de montantes
6 superficie de vehículo de motor exterior
7 abertura pasante
8 espacio de almacenamiento
9 sellado
10 vigas transversales
11 vigas longitudinales
12 base inferior

Claims (17)

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    REIVINDICACIONES
    1. Carrocería de motor de vehículo ligera en peso que comprende al menos una unidad (1) inferior, un techo (2) y unidades (3) laterales, que están montadas para formar al menos parte de la carrocería del vehículo de motor, en donde al menos las unidades (3) laterales consisten en un elemento (3a) de cubierta interior y un elemento (3b) de cubierta exterior hechos de un material plástico moldeado por inyección y fijados entre sí mediante áreas (4) de fijación para formar una estructura de caja portadora de carga,
    caracterizada porque
    el elemento (3a/3b) interior y/o exterior comprende una estructura (5) de montantes que se extiende desde una superficie del elemento (3a) de cubierta interior entre los elementos (3a, 3b) de cubierta hacia el elemento (3b) de cubierta opuesto para realizar la estructura de caja.
  2. 2. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los elementos (3a, 3b) de cubierta están realizados como elementos de una mitad cubierta juntos formando la unidad lateral.
  3. 3. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura (5) de montantes comprende una pluralidad de montantes que se extienden esencialmente perpendiculares desde la superficie del elemento (3a) de cubierta exterior y se distribuyen sobre la superficie del elemento de cubierta.
  4. 4. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura (5) de montantes de un elemento de cubierta descansa al menos parcialmente contra la superficie del elemento (3a) de cubierta interior de un elemento de cubierta opuesto proporcionando la estructura de caja.
  5. 5. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos parte de la estructura (5) de montantes comprende las áreas (4) de fijación para la fijación del elemento de cubierta opuesto.
  6. 6. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con la reivindicación 5, en donde primeras áreas de fijación en la estructura (5) de montantes del elemento (3b) de cubierta exterior están fijadas a segundas áreas de fijación en la estructura (5) de montantes del elemento (3a) de cubierta interior.
  7. 7. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la estructura (5) de montantes de la cubierta interior y la estructura (5) de montantes de la cubierta exterior se soportan entre sí.
  8. 8. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos partes de la estructura (5) de montantes actúan como un área portadora de carga de la carrocería del vehículo de motor.
  9. 9. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura de caja rígida de torsión está rellena al menos parcialmente de un material espumado y/o de un material en nido de abeja.
  10. 10. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde las áreas de fijación están fijadas por adhesión, soldadura de material plástico y/o una fijación de bloqueo positiva, en particular conexiones por tornillo o conexiones por encaje.
  11. 11. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie exterior de los elementos de cubierta proporciona una superficie de vehículo de motor interior y/o exterior respectivamente.
  12. 12. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde los elementos (3a, 3b) de cubierta están hechos de una resina termoplástica o una resina termoendurecible.
  13. 13. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde los elementos (3a, 3b) comprenden aberturas (7) pasantes para conectar el interior y el exterior del vehículo de motor.
  14. 14. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde está previsto un espacio (8) de almacenamiento entre la estructura (5) de montantes.
  15. 15. Carrocería de vehículo de motor de acuerdo con la reivindicación 14 y reivindicaciones anteriores, en donde el espacio (8) de almacenamiento está dividido en varias cámaras de almacenamiento mediante montantes de la estructura (5) de montantes.
  16. 16. Vehículo de motor que comprende una carrocería de vehículo de motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
  17. 17. Método para producir una carrocería del vehículo de motor para una construcción ligera en peso, en donde al menos una unidad (1) inferior, un techo (2) y unidades (3) laterales son montadas para formar al menos parte de la carrocería del vehículo de motor, en donde un elemento (3a) de cubierta interior y un elemento (3b) de cubierta exterior hechos de material plástico son producidos mediante moldeo por inyección y son fijados entre sí en áreas (4) de
    fijación para proporcionar las unidades (3) laterales, en donde las áreas (4) de fijación son seleccionadas tal que el elemento (3a) de cubierta interior y el elemento (3b) de cubierta exterior forman una estructura de caja rígida de torsión en el estado montado, y en donde el elemento (3/3b) de cubierta interior y/o exterior comprende una estructura (5) de montantes que se extiende desde una superficie del elemento (3a) de cubierta exterior entre los elementos (3a, 3b) 5 de cubierta hacia el elemento (3b) de cubierta opuesto para realizar la estructura de caja.
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