ES2873382T3

ES2873382T3 - Pieza de estructura trasera de un vehículo automóvil de doble cuerpo hueco

Info

Publication number: ES2873382T3
Application number: ES17817006T
Authority: ES
Inventors: Laurent Rocheblave
Original assignee: Plastic Omnium SE
Current assignee: Plastic Omnium SE
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2021-11-03
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: EP3562734A1; WO2018122483A1; EP3562734B1; FR3061476A1; FR3061476B1

Abstract

Pieza estructural (1) trasera de un vehículo automóvil, formada por una pluralidad de componentes (11, 19, 21) ensamblados entre sí, estando los componentes (11, 19, 21) realizados, en su mayoría, de material de plástico, caracterizada por que comprende una sección resultante de la superposición de tres componentes (11, 19, 21) que delimitan dos cuerpos huecos (49) habiendo entre los mismos una pared medianera formada por uno (11, 21) de los tres componentes (11, 19, 21).

Description

DESCRIPCIÓN

Pieza de estructura trasera de un vehículo automóvil de doble cuerpo hueco

La presente invención se refiere al campo técnico de las piezas estructurales de vehículos automóviles y, en particular, al campo de las piezas estructurales que sirven para constituir la parte trasera de la estructura de un vehículo.

En el estado de la técnica, se conoce que las piezas estructurales que forman el esqueleto del vehículo, en ocasiones conocido como carrocería o chasis, se forman ensamblando chapas de acero, soldadas entre sí mediante puntos de soldadura próximos pero discontinuos.

Una desventaja del estado de la técnica es que la rigidez de un cuerpo formado por diversas piezas soldadas entre sí depende de la calidad y, especialmente, del número de puntos de soldadura. Por este motivo, los puntos de soldadura de un esqueleto de vehículo se sueldan mediante puntos de soldadura bastante próximos. Sin embargo, por más próximos que puedan estar, los puntos de soldadura dejan entre los mismos partes de chapa no solidarias, lo que debilita el conjunto y puede ocasionar concentraciones de tensión. Otro inconveniente es que el número de chapas que forman una pieza estructural puede ser muy elevado, lo que complica la cadena de montaje. Otro inconveniente es que tanto la densidad del metal utilizado como el número de chapas conlleva un peso total elevado, lo que va en contra de los objetivos perseguidos por los fabricantes, que sistemáticamente buscan soluciones de alivio

En el documento JP 2015 196388 A se describe una pieza estructural trasera de un vehículo automóvil según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un objeto de la invención es una pieza estructural trasera de un vehículo automóvil, formada por una pluralidad de componentes ensamblados entre sí, caracterizada porque los componentes están realizados, en su mayoría, de material de plástico y porque comprende una sección resultante de la superposición de tres componentes que delimitan dos cuerpos huecos, habiendo entre los mismos una pared medianera formada por uno de los tres componentes.

Una ventaja de la sección es que como un verdadero cuerpo hueco doble, aumenta la rigidez de la pieza estructural.

En la presente descripción, por material de plástico se entiende un material compuesto por una matriz de resina y, en última instancia, aditivos, fibras y rellenos. El material de plástico es, en este caso, un material moldeado o sobremoldeado, generalmente por inyección.

Por “realizado, en su mayoría, de material de plástico” se entiende una pieza que contiene al menos un 50 % en peso de material de plástico. Por tanto, una pieza de chapa metálica que se sobremoldeara localmente con un material de plástico que represente menos de este porcentaje del peso total de la pieza no se tendría en consideración, a efectos de la invención, como realizada de material de plástico.

Según una realización particular de la pieza estructural, el material de plástico es un polímero, con el que se mezclan fibras cortadas.

Según una realización particular de la pieza estructural, el polímero se selecciona de la lista que consta de: epoxi; poliéster insaturado; viniléster; poliamida; tereftalato de polibutileno.

Según una realización particular de la pieza estructural, el material de plástico está reforzado con fibras de refuerzo, preferiblemente fibras de vidrio o fibras de carbono, presentes en una proporción comprendida entre el 30 % y el 60 % en peso del material total.

Según una realización particular de la pieza estructural, las fibras de refuerzo son fibras cortadas incrustadas en el material de plástico de al menos uno de los componentes.

Según una realización particular de la pieza estructural, las fibras de refuerzo de un componente se complementan con fibras continuas unidireccionales o en forma de material textil, presentes en trozos de refuerzo consistentes en estas fibras incrustadas en un material de plástico que puede ser el mismo que el del componente u otro material de plástico químicamente compatible con el del componente.

Según una realización particular de la pieza estructural, los componentes son solidarios entre sí a lo largo de segmentos de solidarización continuos.

Según una realización particular de la pieza estructural, cada uno de los segmentos de solidarización continuos presenta una longitud mínima de 10 cm y dejan entre los mismos discontinuidades de hasta 10 mm.

El valor de 10 cm es un límite inferior que permite, en una realización preferida, caracterizar el carácter continuo de los segmentos de solidarización según la invención.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, los segmentos de solidarización continuos son cordones de pegamento.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, los cordones de pegamento presentan una anchura comprendida entre 8 mm y 25 mm, preferiblemente entre 10 y 20 mm.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, los segmentos de solidarización continuos son líneas de soldadura termoplástica.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, uno de los tres componentes es solidario con un panel de carrocería a lo largo de segmentos de solidarización continuos.

Una ventaja de la solidarización con un panel de carrocería es que la pieza estructural tiene una rigidez aún mayor en la ubicación del panel de carrocería, dado que este panel de carrocería añade su propia inercia al conjunto ya constituido por los tres componentes ensamblados por los segmentos de solidarización continuos.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, uno de los componentes es un travesaño superior. Según un modo de realización particular de la pieza estructural, una vez que todos los componentes están ensamblados, forman un anillo trasero adecuado para recibir una puerta trasera.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, el anillo trasero porta un asiento de junta de estanqueidad para una junta de puerta trasera y este asiento está formado por un único componente que se extiende a lo largo de toda la altura del anillo.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, al menos dos componentes pertenecen a un pilar lateral trasero.

Según la invención, el pilar lateral trasero es el que a menudo se conoce como “pilar C” por el experto en la técnica. Según un modo de realización particular de la pieza estructural, el pilar lateral trasero está conectado a un suelo. Según un modo de realización particular de la pieza estructural, el pilar lateral trasero comprende una sección que forma un cuerpo hueco, resultante de la solidarización por segmentos de solidarización continuos de al menos dos componentes entre sí.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, en todos los pares de superficies enfrentadas pertenecientes a los componentes, las dos superficies de un mismo par son solidarias entre sí mediante segmentos de solidarización continuos.

Según un modo de realización particular de la pieza estructural, todos los pares de superficies enfrentadas pertenecientes a los componentes que no son solidarios entre sí están alejadas, de dos en dos en un par, al menos 7 mm.

Según una realización particular de la pieza estructural, al menos uno de los componentes comprende una pieza de inserción metálica.

La invención se entenderá mejor tras la lectura de las figuras adjuntas, que se proporcionan a modo de ejemplo y no presentan carácter limitativo, en las que:

- la figura 1 es un boceto general de una estructura trasera de un vehículo automóvil que comprende, concretamente, un pilar lateral trasero,

- la figura 2 es una sección según el plano horizontal II-II de la figura 1, del pilar lateral trasero que porta una aleta, - la figura 3 es una vista en despiece ordenado de la estructura trasera de la figura 1, antes de ensamblar las piezas que la componen,

- la figura 4 es una vista tridimensional y en sección según II-II que muestra la aleta solidaria con la pieza estructural, - la figura 5 es una vista tridimensional de una esquina superior del pilar lateral trasero de las figuras 2 y 3, - la figura 6 es una sección según el plano vertical VI-VI de la figura 5.

En la figura 1 se representa de manera muy esquemática la parte trasera de una estructura 1 de vehículo automóvil.

Esta estructura 1 comprende un lado izquierdo 3 y un lado derecho 5, formados, respectivamente, por un pilar izquierdo 7 y un pilar derecho 9. Los dos pilares 7, 9 están conectados por un, incluso más de un, travesaño superior 11 que cierra la parte trasera del techo 13, también conocida como pabellón (no totalmente representado). Un suelo (no representado) conecta la parte inferior de los dos pilares 7, 9.

Cada uno del lado derecho 5 y el lado izquierdo 3 comprende un paso de rueda 15 para una rueda trasera (no representada), así como una abertura para una luna de custodia 17. Pueden proporcionarse otras aberturas en la pieza estructural 1, para aligerarla o para cumplir funciones específicas del vehículo en cuestión. Estos detalles geométricos no se describen, dado que no son relevantes para describir la presente invención.

La estructura 1 delimita, hacia la parte trasera del vehículo, un anillo trasero, que es la zona en la que una puerta trasera 55 (figura 6) montada de manera móvil en la estructura trasera 1 se apoya en la posición cerrada.

Cada pilar 7, 9 está formado por diversos componentes realizados, en su mayoría, de material de plástico, superpuestos entre sí y fijados entre sí mediante al menos un segmento de solidarización continuo. En el ejemplo, hay dos componentes: un componente interno 19 y un componente externo 21, que se distinguen claramente en la sección de la figura 2 y en el despiece ordenado de la figura 3.

El componente interno 19 se extiende hacia la parte delantera del vehículo, delimitando los contornos de la custodia 17 y el paso de rueda 15. Comprende rebordes planos 23 orientados hacia el exterior continuos en diferentes ubicaciones y, concretamente, a lo largo de su borde interior 25 que bordea el pilar 7, 9, así como a largo de su borde exterior 27 que bordea el mismo pilar 7, 9.

El componente externo 21 se extiende a lo largo del pilar 7, 9 y cubre el componente interno 19. El componente externo 21 comprende rebordes planos 29 orientados hacia el interior, continuos en diferentes ubicaciones, y, concretamente, en sus bordes longitudinales 31.

Los rebordes planos 23 orientados hacia el exterior del componente interno 19 y los rebordes planos 29 orientados hacia el interior del componente externo 21 pueden superponerse, es decir, sus formas coinciden y pueden aplicarse continuamente unos contra otros para que puedan pegarse o soldarse de manera continua entre sí. En esta realización, por aplicarse continuamente se entiende el hecho de que dos rebordes enfrentados están alejados uno con respecto a otro por una distancia menor que el grosor de una capa de pegamento. Por tanto, la distancia no es necesariamente cero entre los dos rebordes. Dependiendo del pegamento, este grosor varía entre 0,8 mm y 1,5 mm. En el caso de una fijación por soldadura, esta distancia sería cero. En el presente modo de realización en donde la fijación se realiza mediante pegado, en el pilar 7, 9 no existen dos pares de superficies de componentes 19, 21 que se encuentren enfrentados entre sí y separados uno con respecto a otro menos de 7 milímetros sin pegarse entre sí. En otras palabras, en todos los pares de superficies enfrentadas pertenecientes a los componentes, las dos superficies de un mismo par son solidarias entre sí mediante segmentos de solidarización continuos.

La solidarización entre los componentes 19, 21 está garantizada por segmentos de solidarización continuos, es decir, el componente interno 19 y el componente externo 21 son solidarios entre sí a lo largo de segmentos que no presentan discontinuidad intrínseca, es decir, cada segmento es continuo de un extremo a otro y diversos segmentos también pueden colocarse uno tras otro para garantizar la solidarización del componente interno 19 y del componente externo 21. En este caso, los segmentos de solidarización continuos son segmentos de pegado.

La ausencia de discontinuidad reduce el riesgo de concentración de tensión en cualquier punto de los pilares 7 y 9 y garantiza una mayor resistencia general de este pilar 7, 9.

Gracias a la solidarización de los componentes 19, 21 y a sus formas, los dos componentes 19, 21, ensamblados debido a su solidarización por los segmentos de solidarización continuos, forman un cuerpo hueco 33, que proporciona al pilar 7, 9 una alta rigidez.

Cada uno de los componentes 19, 21 está realizado de SMC (para “compuesto de moldeado de láminas”) realizado de poliéster insaturado, en el que se mezclan fibras de vidrio cortadas o fibras de carbono cortadas, así como, en última instancia, por entornos, trozos (o “bandas”) de refuerzos con fibras continuas unidireccionales o en forma de material textil, incrustados en el mismo polímero termoendurecible. Cada componente se obtuvo depositando, en un molde de compresión, piezas en bruto de material que mezclan una matriz de resina termoendurecible como poliéster y fibras cortadas y trozos de refuerzo local, realizados de fibras continuas unidireccionales o en forma de materiales textiles, mezclados con otra resina termoendurecible estérica compatible

En una variante, uno de los componentes 19, 21 está realizado de termoplástico y se deriva del moldeo por inyección de un termoplástico mezclado con fibras cortadas, que comprende una banda de refuerzo local realizada de fibras continuas unidireccionales o en forma de materiales textiles, mezclados con un material de plástico químicamente compatible con el termoplástico integrado en el componente. Esta integración puede ser el resultado de una contribución de la banda después del moldeo, mediante una técnica de fijación tal como la soldadura termoplástica, muy conocida por el experto en la técnica y que no se detallará en este caso.

En la figura 4 se representa una aleta 35 que cubre el paso de rueda 15 y todo el montante trasero del vehículo. Esta aleta 35 está pegada a los componentes 19, 21. Más concretamente, tal como se observa en la figura 2, la aleta 35 se pega, en la parte delantera en el sentido de rodamiento del vehículo, al componente interno 19 mediante los rebordes delanteros 37 de pegado de revestimiento de este último y, en la parte trasera, al componente externo 21 mediante los rebordes traseros 39 de pegado de revestimiento de este último. La aleta 35 contribuye a la finalización del cuerpo hueco 33 y, por tanto, a aumentar la rigidez del conjunto de componentes 19, 21, pero no es necesario cumplir con las especificaciones de cargas de rigidez de la estructura 1 del vehículo, ya que la invención ya permite volver a cerrar la sección formada por el componente interno 19 y el componente externo 21 para formar el cuerpo hueco 33.

En la figura 1 se observa que la pieza estructural 1 forma un anillo trasero adecuado para recibir una puerta trasera 55 (figura 6). Este anillo trasero porta un asiento de junta de estanqueidad para una junta de puerta trasera 55 y este asiento está formado por el componente externo 21 que se extiende sobre toda la altura del anillo.

En la figura 5 y en su sección VI-VI representada en la figura 6 se observa la parte superior del pilar derecho 9. El constituyente interno 19 está cubierto por el constituyente externo 21 a lo largo de toda la altura del pilar 7, 9, comprendido el ángulo superior del anillo 41, en donde se ha constatado que el constituyente externo 21 está curvado para conectarse con el travesaño superior 11. Una parte terminal 47 del travesaño superior 11 cubre el componente externo 21 así como el componente interno 19. El travesaño superior 11 constituye un tercer componente que se superpone a los otros dos componentes 19, 21, de manera que estos tres componentes 11, 19, 21 forman entre sí dos cuerpos huecos 49, que tienen una pared medianera común formada por el componente externo 21. Los tres componentes que son el componente interno 19, el componente externo 21 y el travesaño superior 11, están conectados continuamente por segmentos de solidarización continuos. La pared externa de los dos cuerpos huecos 49 está realizada por la superposición del componente externo 21 y de la parte terminal 47 del travesaño superior 11. Tal como puede observarse en la sección de la figura 6, esta superposición es localmente directa, es decir, la distancia es cero entre el travesaño superior 11 y el componente externo 21, en una ubicación sustancialmente horizontal del anillo que recibe una platina 51 que refuerza la fijación de una bisagra 53 de la puerta trasera 55, cuyos tornillos 57 intercalan el travesaño superior 11 y el componente externo 21.

En la figura 6 también se representa el revestimiento 59 de la puerta trasera y el revestimiento 61 del techo del vehículo, que sobresalen en la posición cerrada de la puerta trasera 55, que es la de la figura 5.

La invención no se limita a las realizaciones descritas.

Referencias utilizadas en los dibujos

Referencia Objeto designado

1 Estructura

3 Lado izquierdo

5 Lado derecho

7 Pilar izquierdo

9 Pilar derecho

11 Travesaño superior

13 Parte trasera del

techo

15 Paso de rueda

17 Custodia

19 Componente interno

21 Componente externo

23 Rebordes planos

orientados hacia el

exterior

25 Borde interior

27 Borde exterior

29 Rebordes planos

orientados hacia el

interior

31 Bordes

longitudinales

33 Cuerpo hueco

35 Aleta

37 Rebordes delanteros

de pegado de

revestimiento

39 Rebordes traseros

de pegado de revestimiento Ángulo superior del anillo

Parte terminal del travesaño superior Dos cuerpos huecos Platina

Bisagra

Puerta trasera Tornillos Revestimiento de la puerta trasera Revestimiento del techo

Claims

REIVINDICACIONES

i. Pieza estructural (1) trasera de un vehículo automóvil, formada por una pluralidad de componentes (11, 19, 21) ensamblados entre sí, estando los componentes (11, 19, 21) realizados, en su mayoría, de material de plástico, caracterizada por que comprende una sección resultante de la superposición de tres componentes (11, 19, 21) que delimitan dos cuerpos huecos (49) habiendo entre los mismos una pared medianera formada por uno (11, 21) de los tres componentes (11, 19, 21).
2. Pieza estructural (1) según la reivindicación 1, en la que los componentes (11, 19, 21) son solidarios entre sí a lo largo de segmentos de solidarización continuos.
3. Pieza estructural (1) según la reivindicación 2, en la que cada uno de los segmentos de solidarización continuos presenta una longitud mínima de 10 cm y dejan entre los mismos discontinuidades de hasta 10 mm.
4. Pieza estructural (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en la que los segmentos de solidarización continuos son cordones de pegamento.
5. Pieza estructural (1) según la reivindicación 4, en la que los cordones de pegamento presentan una anchura comprendida entre 8 mm y 25 mm, preferiblemente entre 10 y 20 mm.
6. Pieza estructural (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en la que los segmentos de solidarización continuos son líneas de soldadura termoplástica.
7. Pieza estructural (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5 y 6, en la que uno de los componentes (11, 19, 21) es un travesaño superior (11).
8. Pieza estructural (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7, en la que una vez ensamblados todos los componentes (11, 19, 21), forman un anillo trasero adecuado para recibir una puerta trasera (55).
9. Pieza estructural (1) según la reivindicación 8, en la que el anillo trasero porta un asiento de junta de estanqueidad para una junta de la puerta trasera y este asiento está formado por un único componente (21) que se extiende sobre toda la altura del anillo.
10. Pieza estructural (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9, en la que al menos uno de los componentes (19), 21 comprende una pieza de inserción de metal.