MX2012005804A

MX2012005804A - Viga de refuerzo para puerta de vehiculo.

Info

Publication number: MX2012005804A
Application number: MX2012005804A
Authority: MX
Inventors: Frank Rakei
Original assignee: Magna Automotive Services Gmbh
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-09-07
Also published as: EP2504185B1; US8851553B2; JP2013512139A; RU2012112619A; KR20120110103A; US9566848B2; WO2011063950A1; US20120285098A1; US20150001878A1; CA2781500A1; CN102666163B; EP2504185A1; CN102666163A; BR112012012375A2; MX344560B; CA2781500C; RU2550097C2; JP5723382B2

Abstract

Se proporciona una viga estructural para puertas de vehículos, y un método para fabricar la misma. La viga estructural para puertas tiene una estructura de canales múltiples alargados definidos por un alma central de espesor dado y composición conocida del material, con rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma. La estructura de canales múltiples alargados comprende dos canales externos separados uno del otro en una dirección lateral, y un tercer canal dispuesto entre los dos canales externos. El tercer canal define una cuenca dentro de la región media entre los dos canales externos. El primero de los dos canales externos se estira o embute a una cresta de altura conocida y la cuenca se estira o embute a una profundidad conocida, de modo tal que la distancia desde la cuenca a la cresta excede la distancia máxima que se puede obtener en una sola operación de formación o moldeado en frío para el espesor y la composición dados del material del alma.

Description

VIGA DE REFUERZO PARA PUERTA DE VEHÍCULO CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere de forma general a una viga estructural para puertas, y más particularmente a una viga estructural para puerta para ser usada en una puerta lateral de un vehículo automotriz.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las vigas estructurales para puertas se diseñan para proteger a los ocupantes de los automóviles contra lesiones durante una colisión lateral. Cuando se diseñan apropiadamente, las vigas estructurales para puertas deben tener una alta rigidez en una dirección transversal a la dirección de la fuerza aplicada durante una colisión lateral. Comúnmente, las vigas estructurales para puertas se embuten a partir de lámina metálica a varias formas de la sección transversal, incluyendo forma de sombrero o configuraciones corrugadas. En algunos casos, se sueldan a la viga placas de refuerzo y/o los vacíos en las mismas se rellenan con materiales en espuma, etc. La rigidez de la viga estructural para puertas resultante se mejora, pero esta mejoría está acompañada con un aumento en el peso y/o el costo de las puertas para vehículos.

Con el fin de cumplir con los requerimientos mínimos de eficiencia del combustible y de reducir el costo unitario de los automóviles nuevos, sin sacrificar la seguridad de los pasajeros, se han realizado esfuerzos permanentes para reducir la masa y/o el costo de los componentes para automóviles. Por consiguiente, seria deseable proporcionar vigas estructurales para puertas que posean rigidez mejorada en comparación con las vigas estructurales para puertas disponibles actualmente de masa similar y con una composición similar de los materiales .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona una viga estructural para puertas de vehículos, que comprende: una banda de lámina metálica con rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas a la puerta de un vehículo, la banda de lámina metálica que tiene una perfil de la sección transversal que comprende dos crestas y un valle dispuesto entre las dos crestas, cada una de dicha crestas que tiene una sección superior y dos paredes integrales opuestas, integradas con la sección superior, una primera pared lateral de cada cresta que se extiende desde la sección superior de la cresta hacia una sección de base abierta de la misma y que se integra con un reborde externo que se define a lo largo del borde de la banda de lámina metálica adyacente a la sección de base abierta de la cresta, y una segunda pared lateral que se extiende desde la sección superior de la cresta más lejos que la primera pared lateral, para definir simultáneamente una de las dos paredes laterales opuestas del valle, una de dichas dos crestas que tiene una altura H medida verticalmente a lo largo de una primera dirección desde la sección de base abierta a la sección superior de la cresta, el valle que tiene una profundidad mayor a aproximadamente 0.2H medida verticalmente a lo largo de una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección desde la sección de base abierta de una de dichas dos cresta a una sección inferior el valle, la sección inferior del valle que está integrada con las dos paredes laterales opuestas del valle.

De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona una viga estructural para puertas de vehículos, que comprende: una banda de lámina metálica con rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas a la puerta de un vehículo, la banda de lámina metálica que tiene en su sección transversal un perfil que comprende dos crestas y un valle dispuesto entre los dos crestas, cada una de las dos crestas que tiene paredes laterales opuestas, una sección superior integrada con las paredes opuestas, y una base abierta, el valle que se extiende debajo de la base abierta externa de cada una de las dos crestas al menos aproximadamente 20% de la altura de cualquiera de las dos crestas, la altura medida desde la base abierta a la sección superior de cualquiera de las dos crestas .

De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona una viga estructural para puertas de vehículos, que comprende: una banda de lámina metálica con rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas a la puerta de un vehículo, la banda de lámina metaliza con sección transversal perfilada y que tiene una estructura de molduras convexas o salientes de refuerzo que incluye una primera, segunda, y tercera molduras convexas que se extienden en una dirección longitudinal a lo largo de al menos una porción de la longitud de la viga, la primera y la segunda molduras convexas, separadas una de la otra en una dirección lateral por una región media, donde existen otros rebordes cada uno de los cuales que se extiende hacia fuera desde la primera y la segunda molduras en la dirección lateral, el primer cordón que se extiende en una primera dirección que es normal tanto a las direcciones lateral y longitudinal a una altura máxima H, el tercer cordón ubicado dentro de la región media y que se extiende en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección a una altura máxima de al menos aproximadamente 0.2H.

De acuerdo con una modalidad de la invención se proporciona una viga estructural para puertas de vehículos, que comprende: una estructura de canales múltiples alargados, definidos por un alma central de espesor dado y composición conocida del material y que tiene rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas a la puerta de un vehículo, la estructuras de canales múltiples alargados que comprende dos canales externos separados uno del otro en una dirección lateral y un tercer canal dispuesto entre los dos canales externos, un primero de los dos canales externos que delinea una cresta de altura conocida y el tercer canal que se define a través de los dos canales externos, en donde la calidad el material y la distancia hasta la cresta exceden una calidad máxima y la distancia que se pueden conseguir en una sola operación de formación en frío para el espesor y la composición del material dados del alma.

De acuerdo con una modalidad de la invención, se proporciona un método para formar una viga estructural para puertas, el método que comprende: colocar una pieza en blanco o preforma de lámina metálica en una primera estación de formación, la pieza en blanco de lámina metálica que tiene primero y segundo lados opuestos; en una primera operación de formación o moldeo, llevar una moldura convexa central a una altura predeterminada, arriba del primer lado de la pieza en blanco de lámina metálica, en donde las porciones de la pieza en blanco de lámina metálica que están adyacentes a la moldura convexa central permanecen substancialmente son formarse durante la primera operación de formación; transferir la pieza en blanco o preforma de lámina metálica a una segunda estación de formación; en una segunda operación de formación, que estira o embute dos molduras convexas dentro de las porciones no formadas de la pieza en blanco de lámina metálica que incluye una moldura convexa en cada lado de la moldura convexa central, las dos molduras convexas se estiran o embuten a una altura predeterminada por arriba del segundo lado de la pieza en blanco de lámina metálica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades ejemplares de la invención se describirán ahora en conjunción con los siguientes dibujos, en los cuales: la FIG. 1 es una vista en perspectiva de una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la FIG. 2 es una vista transversal agrandada tomada a lo largo de la línea ?-? de la FIG. 1; la FIG. 3 es una vista seccional agrandada tomada a lo largo de la línea A-A de la FIG. 1; la FlG. 4 es una vista seccional agrandada tomada a través de una porción medida de una viga estructural para puertas de vehículos de la técnica previa; la FIG. 5 es una vista en perspectiva de una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; la FIG. 6 es una vista transversal agrandada tomada a lo largo de la linea A-A de la FIG. 5; la FIG. 7 es una vista sección agrandada tomada a lo largo de la linea A-A de la FIG. 5; y la FIG. 8 es un diagrama de flujo simplificado de un método de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCIÓN La siguiente descripción se presenta para permitir que las personas experimentadas en la técnica preparen y usen la invención, y se proporciona en el contexto de una aplicación particular y sus requerimientos. Varias modificaciones a las modalidades descritas serán fácilmente aparentes para aquellas personas experimentadas en la técnica, y los principios generales definidos aquí pueden ser aplicados a otras modalidades y aplicaciones sin apartarse del ámbito de la invención. Por lo tanto, la presente invención no debe estar limitada a las modalidades descritas, sino que se debe acordar el ámbito más amplio consistente con los principios y las características descritas aquí.

Haciendo referencia a la FIG. 1, se muestra una vista en perspectiva de una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La viga estructural para puertas comprende una banda o tira 100 de lámina metálica alargada de un material de acero de alta resistencia. A manera de ejemplo específico no limitante, el material de acero de alta resistencia tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa. Dos molduras 102 convexas o salientes de refuerzo se imprimen en la banda 100 de lámina metálica mediante un método de formación o moldeado, como por ejemplo formación o moldeado en frío. En la FIG. 1, los dos molduras 102 convexas son mutuamente paralelas y sobresalen desde un mismo primer lado de la viga estructural para puertas. Opcionalmente, los dos molduras 102 convexas no son mutuamente paralelas a lo largo de al menos una porción de la longitud de la banda 100 metálica. Dispuesta entre las dos molduras 102 convexas se encuentra una tercera moldura 104 convexa la cual también se imprime mediante un método de formación, como por ejemplo formación o moldeado en frió. La tercera moldura 104 convexa se extiende paralela a cada una de las dos molduras 102 convexas, pero este sobresale desde un segundo lado opuesto de la viga estructural para puertas. Una característica 106 de hombro, la cual es visible a lo largo de la línea A-A de la FIG. 1, se forma en una región de transición entre cada una de las dos molduras 102 convexas y la tercera moldura 104 convexa. Además, los rebordes 108 externos se extienden longitudinalmente a lo largo de los bordes laterales de la banda 100 de lámina metálica entre los extremos opuestos de la misma.

Los dos molduras 102 convexas o salientes de refuerzo se extienden sobre la mayor parte de la longitud de la banda 100 de lámina metálica, y típicamente tendrán una altura máxima con relación al primer lado de la banda de lámina metálica cerca de la línea A-A dentro de una porción estructural de la viga estructural para puertas. La altura de las dos molduras 102 convexas se reduce en los extremos opuestos de la banda 100 de lámina metálica, hacia los rebordes 110 de montaje formados integralmente. Los rebordes 110 de montaje formados integralmente sirven para asegurar la viga estructural para puertas a una puerta de vehículo. De forma similar, la tercera moldura 104 convexa se extiende sobre la mayor parte de la longitud de la banda 100 de lámina metálica y típicamente tiene una altura máxima con relación al segundo lado de la banda de lámina metálica cerca de la línea A-A dentro de la porción central de la viga estructural para puertas. La altura de la tercera moldura 104 convexa también se reduce en los extremos opuestos de la banda 100 de lámina metálica, hacia los rebordes 110 de montaje formados integralmente.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 2, se muestra una vista transversal tomada a lo largo de la línea A-A de la FIG. 1. Los rebordes 108 de los bordes se muestran más claramente en la FIG. 2, e incluyen una porción 108a intermedia que se extiende hacia afuera y una porción 108b de borde volteada hacia arriba. Las porciones 108a intermedias yacen ambas aproximadamente dentro de un plano común, en tanto que las porciones 108b de borde levantadas se elevan fuera de dicho plano común. Opcionalmente, las porciones 108b de borde volteadas hacia arriba de los rebordes 108 externos se omiten.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 3, se muestra una vista seccional agrandada tomada a lo largo de la linea A-A de la FIG. 1. Cada una de las dos molduras 102 convexas de la banda 100 de lámina metálica comprende una sección 300 superior, una primera pared 302 lateral y una segunda pared lateral 304. La primera pared 302 lateral y la segunda pared 304 lateral están integradas con la sección 300 superior. La primera pared lateral 302 se extiende desde la sección 300 superior hacia una sección 306 de base abierta, y está integrada con la porción 108a intermedia del reborde 108 externo. La segunda pared lateral 304 se extiende desde la sección 300 superior más lejos que la primera pared 302 lateral, para definir simultáneamente una de las dos paredes laterales opuestas de la tercera moldura 104 convexa con forma de valle. De conformidad, las segundas paredes 304 laterales son integrales con una sección 308 del fondo de la tercera moldura 104 convexa en forma de valle.

La sección 306 de base abierta de cada uno de los dos molduras 102 convexas yace aproximadamente dentro del plano común mencionado anteriormente, el cual se representa en la vista seccional de la FIG. 3, usando una linea 312 discontinua. Cada una de las dos molduras 102 convexas tiene una altura de aproximadamente Hi, cuando se mide desde la sección 306 de base abierta a la sección 300 superior. La tercera moldura 104 convexa tiene una altura H2 cuando se mide desde la sección 306 de base abierta de cualquiera de las dos molduras 102 convexas a la sección 308 inferior. Ya que las dos molduras 102 convexas y la tercera moldura 104 convexa sobresalen desde los lados opuestos de la banda 100 de lámina metálica, la distancia desde la cresta al punto más bajo medida verticalmente entre la sección 300 superior y la sección 308 inferior es Hi + H2.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 4 se muestra una vista seccional agrandada tomada a través de la porción media de una viga estructural para puertas de vehículo de la técnica previa. La FIG. 4 representa la configuración común de "dos sombreros", que comprende un alma central que define dos molduras 400 convexas separadas lateralmente que se separan por una región 402 media plana en términos generales. Los rebordes 404 externos típicamente se forman integralmente con los dos molduras 400 convexas separadas lateralmente, y se extienden a lo largo de los bordes de la viga. En la vista seccional, la región 402 media y los rebordes 404 externos yacen aproximadamente dentro de un plano común. La altura de cada una de las dos molduras convexas separadas lateralmente es de aproximadamente H3.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 3 y la FIG. 4, típicamente, la altura de los molduras convexas que se forman en un proceso de formación en frío está limitada por el acero de alta resistencia a un valor máximo de aproximadamente 32 mm. Se sabe que se forman fracturas en el material de acero de alta resistencia cuando se excede este valor máximo. La formación de fracturas en el producto terminado reduce la "calidad material" del producto. Por consiguiente, la viga estructural para puertas de la técnica previa se limita a una altura máxima de aproximadamente H3 = 32 mm antes que la "calidad material" disminuya debido a la formación de fracturas. Por otro lado, la viga estructural para puertas de la FIG. 3 de acuerdo con una modalidad de la presente invención, logra una altura máxima de aproximadamente Hi+H2=6 mm en tanto que se mantiene la "calidad material" al evitar la formación de fracturas. Esta altura aumentada es el resultado de la formación de la tercera moldura 104 convexa en una primera operación de formación en frío y la formación de dos molduras 102 convexas mutuamente paralelas en una segunda operación de formación en frío. Opcionalmente, Hi y/o ¾ es menor que el valor máximo de 32 mm. Por supuesto, los ejemplos numéricos anteriores se proporcionan con propósitos ilustrativos solamente para facilitar un mejor entendimiento de la presente invención. Diferentes composiciones del material y/o espesores pueden estar sometidas a diferentes limitaciones de altura de la moldura convexa.

La viga estructural para puertas de la FIG. 1 demuestra un desempeño mejorado en tres pruebas de punto de doblado, en comparación con las vigas de "dos sombreros" de la técnica previa. Se cree que el desempeño mejorado se debe no solo al número aumentado de las molduras convexas sino también a la distancia aumentada desde la cresta a la parte más baja. La Tabla 1 proporciona los datos que se obtuvieron en una prueba de tres puntos basada en la viga de "dos sombreros" asi como de la viga de la FIG. 1.

Tabla 1 : Datos de la prueba de doblado de tres puntos .

La Tabla 1 muestra que la fuerza máxima aumenta en aproximadamente 45% para la viga estructural para puertas de tres molduras convexas en comparación con la versión de dos molduras convexas de la técnica previa. Además, la energía máxima medida para una deformación de 200 mm de la viga es aproximadamente 25% mayor para la viga estructural para puertas de tres molduras convexas en comparación con la versión de dos molduras convexas de la técnica previa. El mismo material de acero de alta resistencia se usó para cada una de las vigas evaluadas, con la viga estructural para puertas de tres molduras convexas pesando aproximadamente 6% más que la versión de dos molduras convexas de la técnica previa. Los datos presentados en la Tabla 1 ilustran que se logra una mejoría significativa con solo un aumento de peso mínimo del componente. Por el contrario, una viga estructural para puertas de tres molduras convexas que tiene solamente un espesor de 1.3 mm y un peso de aproximadamente 2542 g proporciona el mismo desempeño (15.00 kN) que la viga estructural para puertas de dos molduras convexas que pesa 2772 g. Por consiguiente, se proporciona sustancialmente el mismo rendimiento, pero con una reducción de peso de aproximadamente 8% en el peso del componente.

En general, se ha observado que aumentar la altura de la tercera moldura convexa resulta en un desempeño mejorado de la viga estructural para puertas con relación a la viga de "dos sombreros" de la técnica previa, en términos tanto de la fuerza máxima que se requiere para deformar inelásticamente la viga y la energía máxima que absorbe la viga. Por consiguiente, un aumento de desempeño predeterminado se puede lograr dependiendo de la altura de la tercera moldura convexa, dentro de un rango de valores permisibles.

Haciendo referencia a la FIG. 5, se muestra una vista en perspectiva de una viga estructural para una puerta de vehículos de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. La viga estructural para puertas comprende una banda o tira 500 alargada de lámina metálica de un material de acero de alta resistencia. A manera de ejemplo específico y no limitante, el material de acero de alta resistencia tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa. Dos molduras 502 convexas se imprimen en la banda 500 de lámina metálica mediante un método de formación, como por ejemplo formación o moldeado en frío. En la FIG. 5, las dos molduras 502 convexas son mutuamente paralelas y sobresalen desde un mismo lado de la viga estructural para puertas. Opcionalmente, las dos molduras convexas no son mutuamente paralelas a lo largo de al menos una porción de la longitud de la banda 500 metálica. Dispuesto entre las dos molduras 502 convexas se encuentra una tercera moldura 504 convexa, el cual se imprime mediante un método de formación, tal como por ejemplo, formación o moldeado en frío. La tercera moldura 504 convexa se extiende paralela a cada una de las dos molduras 502 convexas, pero ésta sobresale desde un segundo lado opuesto de la viga estructural para puertas. Además, los rebordes 506 externos se extienden longitudinalmente a lo largo de los bordes de la banda 500 de lámina metálica entre los extremos opuestos de la misma .

Los dos molduras 502 convexas o salientes de refuerzo se extienden sobre la mayor parte de la longitud de la banda 500 de lámina metálica, y tienen una altura máxima con relación al primer lado de la banda de lámina metálica cerca de la linea A-A dentro de una porción central de la viga estructural para vehículos. La altura de las dos molduras 502 convexas decrece en los extremos opuestos de la banda 500 de lámina metálica, hacia los rebordes 508 de montaje formados integralmente. Los rebordes 508 de montaje formados integralmente sirven para asegurar la viga estructural para puertas a la puerta de un vehículo. De forma similar, la tercera moldura 504 convexa se extiende sobre la mayor parte de la longitud de la banda 500 de lámina metálica y tiene una altura máxima con relación al segundo lado de la banda de lámina metálica cerca de la línea A-A, dentro de la porción de la viga estructural para puertas. La altura de la tercera moldura 504 convexa también decrece en los extremos opuestos de la banda 500 de lámina, hacia los rebordes 508 de montaje extremos formados integralmente.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 6, se muestra una vista transversal agrandada tomada a lo largo de la línea A-A de la FIG. 5. Los rebordes 506 de los bordes se muestran más claramente en la FIG. 6, e incluyen una porción 506a intermedia que se extiende hacia fuera y una porción 506b de borde levantada. Ambas porciones 506a intermedias yacen aproximadamente dentro de un plano común, en tanto que las porciones 506b de borde levantado se elevan fuera de dicho plano común. Opcionalmente, las porciones 506b de borde levantado de los rebordes 506 externos se omiten.

Haciendo referencia de nuevo a la FIG. 7, se muestra una vista seccional agrandada tomada a lo largo de la linea A-A de al FIG. 5. Cada una de las dos molduras 502 convexas de la banda 500 de lámina metálica comprende una sección 700 superior, una primera pared 702 lateral y una segunda pared 704 lateral. La primera pared 702 lateral y la segunda pared 704 lateral están integradas con la sección 700 superior. La primera pared 702 lateral se extiende desde la sección 700 superior hacia una sección 706 de base abierta, y está integrada con la porción 506a intermedia del reborde 506 externo. La segunda pared 704 lateral se extiende desde la sección 700 superior más lejos que la primera pared 702 lateral para definir simultáneamente una de las dos paredes laterales opuestas de la tercera moldura 504 convexa con forma de valle. Por consiguiente, las segundas paredes 704 laterales están integradas con la sección 708 de fondo de la tercera moldura 504 convexa con forma de valle. Sin embargo, a diferencia de la banda 100 de lámina metálica que se ilustra en las FIGS. 1 a 3, la banda 500 de lámina metálica mostrada en las FIGS. 5 a 7 no incluye una característica de hombro en la región de transición entre cada una de las dos molduras 502 convexas y la tercera moldura 504 convexa.

La sección 706 de base abierta de cada una de las dos molduras 502 convexas yace aproximadamente dentro del plano común mencionado anteriormente, lo cual se representa en la vista seccional de la FIG. 7 usando una linea 310 discontinua. Cada una de las dos molduras 502 convexas tiene una altura de aproximadamente Hi, cuando se mide desde la sección 706 de base abierta a la sección 700 superior. La tercera moldura 504 convexa tiene una altura H2 cuando se mide desde la sección 706 de base abierta ya de cualquiera de los dos molduras 502 convexas a la sección - 708 inferior. Ya que los dos molduras 502 convexas y la tercera moldura 504 convexa sobresalen desde lados opuestos de la banda 500 de lámina de metal, la distancia desde la cresta a la parte más baja, medida verticalmente entre la sección 700 superior y la sección 708 inferior es ?? + H2.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 7 y la FIG. 4, típicamente, la altura de los molduras convexas que se forma en un proceso de formación en frío está limitada por el acero de alta resistencia a un valor máximo de aproximadamente 32 mm. Se sabe que se forman fracturas en el material de acero de alta resistencia cuando se excede este valor máximo. La formación de fracturas en el producto terminado reduce la "calidad material" del producto. Por consiguiente, la viga estructural para puertas de la técnica previa está limitada a una altura máxima de aproximadamente H3=32 mm antes que la "calidad material" disminuya debido a la formación de fracturas. Por otro lado, la viga estructural para puertas de la FIG. 7 de acuerdo con una modalidad de la presente invención logra una altura máxima de aproximadamente Hi + H2 = 64 mm en tanto que se mantiene la "calidad material" al evitar la formación de fracturas. Esta altura aumentada es el resultado de formar la tercera moldura 504 convexa o saliente de refuerzo en una primera operación de formación o moldeado en frío y formar las dos molduras 502 convexas mutuamente paralelas en una segunda operación de formación o moldeado en frió. Opcionalmente, ?? y/o H2 es menos que el valor máximo de 32 mm. Por supuesto, los ejemplos numéricos anteriores se proporcionan con propósitos ilustrativos solamente, para facilitar un mejor entendimiento de la presente invención. Diferentes composiciones del material y/o espesores pueden estar sometidas a diferentes limitaciones de la altura máxima del cordón.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 8 , se muestra una diagrama de flujo simplificado de un método de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En 800 una pieza en blanco plana, tal como por ejemplo una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa, se coloca en una primera estación de formación o moldeado. En una primera operación 802 de formación, tal como por ejemplo, una operación de formación o moldeado en frió, una moldura convexa frontal se estira en una dirección a una profundidad predeterminada, en tanto que las porciones de la pieza en blanco plana que están adyacentes a la moldura convexa central permanecen sustancialmente no formadas. La pieza en blanco formada parcialmente se recorta en una operación de corte para establecer el contorno del ribete en el producto terminado. En 804, la pieza en blanco recortada, formada parcialmente, se transfiere a una segunda estación de formación. En una segunda operación 806 de formación, tal como por ejemplo una operación de formación o moldeado en frío, la moldura convexa central se mantiene sobre un punzón de moldeo de modo tal que la moldura convexa ya formada no pierda su forma. Dos molduras convexas adicionales se forman en la segunda operación 806 de formación, una moldura convexa dentro de una región sustancialmente no formada en cada lado de la moldura convexa central, las dos molduras convexas centrales que se forman en una dirección opuesta a la de la moldura convexa central. La viga estructural para puertas que se forma de acuerdo con el método de al FIG. 8 incluye un reborde externo que se extiende longitudinalmente a lo largo de cada borde lateral recortado del producto. Opcionalmente, los rebordes externos se levantan para formar un reborde semicircular, con forma de tobogán a lo largo de los bordes laterales del producto. En este caso, el radio del reborde con forma de tobogán se hace lo suficientemente grande para evitar la formación de fracturas, lo cual puede resultar cuando el material de acero de alta resistencia se dobla en un ángulo agudo .

Las configuraciones que se describen con referencia a las FIGS. 1-3 y 5-7 se proporcionan como ejemplos específicos y no limitantes con el propósito de ilustrar los perfiles adecuados que pueden ser usados para ' formar las vigas estructurales para puertas de acuerdo con las modalidades de la presente invención. En general, con referencia a las FIGS. 3 y 7, el valor de H2 es mayor que aproximadamente 0.2Hi. Por ejemplo, ¾ está dentro del rango de aproximadamente 0.2Hi a aproximadamente Hi . En el momento actual, se cree que las mejoras sustanciales en el desempeño se obtienen en particular cuando H2 está dentro del rango de aproximadamente 0.5Hi a aproximadamente 0.9?? . La sección superior de las molduras 102 y 502 convexas, o la sección inferior de las molduras 104 y 504 convexas, se muestran ligeramente aplanadas en las figuras precedentes. Opcionalmente, las partes superiores y las partes inferiores de las molduras convexas de forman con un perfil más semi-circular . En particular, los ángulos agudos se evitan, y se selecciona un radio de curvatura que sea suficientemente grande para evitar la formación de fracturas en las bandas 100 o 500 de lámina metálica. Además, opcionalmente, la altura de las dos molduras 102 y 502 convexas es diferente. En este caso, la moldura convexa con la altura más grande define el valor de ??. Opcionalmente, las dos molduras 102 convexas o las dos molduras 502 convexas son aproximadamente mutuamente paralelas, dentro de las tolerancias del proceso de formación que se emplea. Alternativamente, las dos molduras 102 convexas o las dos molduras 502 convexas se desvian para no ser mutuamente paralelos sobre al menos una porción de la longitud de los mismos. Además, opcionalmente, las porciones intermedias de los rebordes 108 o 506 eternos no yacen dentro de un plano común. En este caso, las secciones de base abierta de las molduras 102 convexas o de las molduras 502 convexas tampoco yacen en un plano común. La distancia de la cresta a la parte más baja, cuando se mide verticalmente, a la parte superior de la moldura 102 o 502 que está "desviada hacia arriba" se limita a no más de aproximadamente dos veces la altura máxima que se puede lograr usando una operación de formación en frió única. Además, la viga estructural para puertas opcionalmente se curva en la dirección longitudinal, o se adapta de otra forma en su geométrica sin afectar sustancialmente el perfil transversal descrito anteriormente, para poderla montar en las puertas de diferentes vehículos.

Las varias modalidades de la presente invención se describen en el contexto de un método de formación en frío, en el cual varias características se imprimen en la pieza en blanco de lámina metálica en más de una operación de formación o moldeo. Por supuesto, las vigas estructurales para puertas que se describen con referencia a las FIGS . 1 a 3 o con referencia a las FIGS. 5 a 7 pueden ser fabricadas usando un proceso distinto a la formación o moldeado en frió, como será fácilmente aparente para las personas que tengan experiencia ordinaria en la técnica.

Se pueden concebir numerosas otras modalidades sin apartarse del ámbito de la presente invención.

Se hace contar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una viga estructura para puertas de vehículos, caracterizada en que comprende: una banda de lámina metálica con rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas a una puerta de un vehículo, la banda de lámina metálica que tiene en su sección transversal un perfil que comprende dos crestas y un valle dispuesto entre las dos crestas, cada una de dichas crestas que tiene una sección superior y dos paredes laterales opuestas integradas con la sección superior, una primera pared lateral de cada cresta que se extiende desde la sección superior de la cresta hacia una sección de base abierta de la misma y que está integrada con un reborde externo que se define a lo largo de un borde de la banda de lámina metálica adyacente a la sección de base abierta de la cresta, y una segunda pared lateral que se extiende desde la sección superior de la cresta más lejos que la primera pared lateral, para definir simultáneamente una de las dos paredes laterales opuestas del valle, una de dichas dos crestas que tiene una altura H medida verticalmente a lo largo de una primera dirección desde la sección de base abierta a la sección superior de la cresta, el valle que tiene una profundidad mayor a aproximadamente 0.2H medida verticalmente a lo largo de una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección desde la sección de base abierta de una de dichas dos crestas a una sección inferior del valle, la sección inferior del valle que está integrada con las dos paredes laterales opuestas del valle.

2. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada en que el valle tiene una profundidad que está entre aproximadamente 0.2H y aproximadamente H.

3. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada en que el valle tiene una profundidad mayor a aproximadamente 0.5H.

4. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada en que el valle tiene una profundidad que es menor de aproximadamente 0.9H.

5. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada en que la otra de dichas dos crestas tiene la misma altura H medida verticalmente a lo largo de la primera dirección desde la sección de base abierta a la sección superior de la cresta.

6. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada en que la otra de dichas dos crestas tienen una altura diferente, menor que H, medida verticalmente a lo largo de la primera dirección desde la sección de base abierta a la sección superior de la cresta.

7. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones a 1 a 6, caracterizada en que la sección de base abierta de cada una de las dos crestas yace dentro un plano común.

8. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada en que cada reborde externo comprende una porción intermedia que se extiende hacia fuera que yace dentro del plano común, y una porción de borde levantada que está fuera del plano común.

9. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada en que la banda de lámina metálica comprende un acero de alta resistencia.

10. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada en que la banda de lámina metálica tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa.

11. Una viga estructural para puertas de vehículos, caracterizada en que comprende: una banda de lámina metálica con rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas con la puerta de un vehículo, la banda de lámina metálica que tiene en su sección transversal un perfil que comprende dos crestas y un valle dispuesto entre las dos crestas, cada una de las dos crestas que tiene paredes laterales opuestas, una sección superior integrada con las paredes laterales opuestas, y una base abierta, el valle que se extiende abajo de la base abierta exterior de cada una de las dos crestas en al menos aproximadamente 20% de la altura de cualquiera de las dos crestas, la altura medida desde la base abierta a la sección superior de cualquiera de las dos crestas .

12. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada en que los valles se extienden abajo de la base abierta de cada una de las dos crestas por entre aproximadamente 20% y aproximadamente 100% de la altura de cualquiera de las dos crestas .

13. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, caracterizada en que el valle se extiende abajo de la base abierta de cada una de las dos crestas en al menos aproximadamente 50% de la altura de cualquiera de las dos crestas.

14. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizada en que el valle se extiende abajo de la base abierta de cada una de las dos crestas por menos de aproximadamente 90% de la altura de cualquiera de las dos crestas .

15. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada en que las dos crestas se disponen en lados opuestos del mismo valle.

16. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizada en que la banda de lámina de metal comprende acero de alta resistencia.

17. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizada en que la banda de lámina metálica tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa.

18. Una viga estructural para puertas de vehículos, caracterizada en que comprende: una banda de lámina metálica con · rebordes externos de montaje formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas de vehículos a la puerta de un vehículo, la banda de lámina metálica con una sección transversal perfilada y que tiene una estructura de moldura convexa o saliente de refuerzo que incluye una primera, segunda y tercera molduras convexas o salientes de refuerzo que se extienden en una dirección longitudinal a lo largo de al menos una porción de la longitud de la viga, la primera y la segunda molduras convexas separados una de la otra en una dirección lateral por una región media, en la que existen otros rebordes cada uno de los cuales se extienden hacia afuera desde la primera y la segunda molduras convexas en la dirección lateral, la primera moldura convexa que se extiende en una primera dirección que es normal tanto a la dirección lateral como a la longitudinal a una altura máxima H, la tercera moldura convexa ubicada dentro de la región media y que se extiende en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección, a una altura máxima de al menos aproximadamente 0.2H.

19. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizada en que la tercera moldura convexa se extiende en la segunda dirección a una altura máxima de entre aproximadamente 0.2H y aproximadamente H.

20. Una viga estructura para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 18 o 19, caracterizada en que la tercera moldura convexa se extiende en una segunda dirección una altura máxima de al menos aproximadamente 0.5H.

21. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizada en que la tercera moldura convexa se extiende en la segunda dirección a una altura máxima menor a aproximadamente 0.9H.

22. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizada en que la primera moldura convexa, la segunda moldura convexa y la tercera moldura convexa son mutuamente paralelas .

23. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizada en que, un plano común pasa a través de los rebordes externos que se disponen a lo largo de los bordes laterales opuestos de la banda de lámina metálica, y en donde la altura de cada una de la primera cresta y la tercera cresta se mide con relación al plano común.

24. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizada en que la altura de la segunda moldura convexa es aproximadamente igual a la altura H de la primera moldura convexa .

25. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizada en que la altura de la segunda moldura convexa es diferente y menor que la altura H de la primera moldura convexa.

26. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, caracterizada en que cada reborde externo comprende una porción intermedia que se extiende hacia fuera que está integrada con una de la primera moldura convexa y la segunda moldura convexa, y una porción de borde que se levanta hacia la primera dirección.

27. Una viga estructura para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 26, caracterizada en que la banda de lámina metálica comprende acero de alta resistencia.

28. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 27, caracterizada en que la banda de lámina metálica tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa.

29. Una viga estructural para puertas de vehículos, caracterizada en que comprende: una estructura de canal múltiple alargada definida por un alma central de espesor dado y composición del material conocida y que tiene rebordes de montaje extremos formados integralmente con la misma para asegurar la viga estructural para puertas a la puerta de un vehículo, la estructura de canales múltiples alargados que comprende dos canales externos separados uno del otro en una dirección lateral y un tercer canal dispuesto entre los dos canales externos, el primero de los dos canales externos que se estira o embute a una cresta de altura conocida y al tercer canal que define una cuenca entre los dos canales externos, en donde la calidad material y la distancia de la cuenca a la cresta exceden la calidad y la distancia máximas que se pueden lograr en una operación de formación o moldeado en frío única para el espesor y la composición dados del material del alma.

30. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizada en que el otro de los dos canales externos se estira o embute a una cresta de una altura conocida que es la misma altura de la cresta del primero de los dos canales externos.

31. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizada en que el otro de los dos canales externos se estira o embute a una cresta de altura conocida que es menor que la altura de la cresta del primero de los dos canales externos.

32. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31, caracterizada en que el alma central comprende acero de alta resistencia .

33. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con la reivindicación 32, caracterizada en que el acero de alta resistencia tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa.

34. Una viga estructural para puertas de vehículos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 24 a 33, caracterizada en que los dos canales externos y el tercer canal son mutuamente paralelos.

35. Un método para formar una viga estructural para puertas, el método caracterizado en que comprende: colocar una pieza en blanco o preforma de lámina metálica en una primera estación de formación, la pieza en blanco o preforma de lámina metálica que tiene primero y segundo lados opuestos; en una primera operación de formación, estirar o embutir una moldura convexa o saliente de refuerzo central a una altura predeterminada por arriba del primer lado de la pieza en blanco de lámina metálica, en donde las porciones de la pieza en blanco de lámina metálica que están adyacentes a la moldura convexa central permanecen sustancialmente no formadas o no moldeadas durante la primera operación de formación; transferir la pieza en blanco de lámina metálica a una segunda estación de formación; en una segunda operación de formación, estirar o embutir dos molduras convexas dentro de las porciones no formadas de la pieza en blanco de lámina metálica que incluye una moldura convexa en cada lado de la moldura convexa central, las dos molduras convexas estiradas o embutidas a una altura predeterminada por arriba del segundo lado de la pieza en blanco de lámina metálica.

36. Un método de acuerdo con la reivindicación 35, caracterizado en que la suma de la altura predeterminada arriba del primer lado de la pieza en blanco de lámina metálica y al altura predeterminada arriba del segundo lado de la pieza en blanco de lámina metálica es mayor que la altura máxima que se puede alcanzar usando una sola operación de formación o moldeo.

37. Un método de acuerdo con la reivindicación 35 o 36, caracterizado en que la primera operación de formación o moldeado y la segunda operación de formación o moldeado son operaciones de formación o moldeado en frió.

38. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 37, caracterizado en que comprende recortar la pieza en blanco de lámina metálica posteriormente a la primera operación de formación, para definir el contorno de una porción de borde externo de la viga estructural para puertas.

39. Un método de acuerdo con la reivindicación 38, caracterizado en que comprende formar rebordes externos adyacentes a las porciones de borde recortadas a lo largo de los bordes laterales de la pieza en blanco o preforma de lámina metálica.

40. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 39, caracterizado en que la pieza en blanco de lámina metálica es acero de alta resistencia.

41. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 39, caracterizado en que la pieza en blanco de lámina metálica tiene una resistencia a la tracción de al menos 600 MPa.

42. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 42, caracterizado en que la primera y la segunda operaciones de formación o moldeado son operaciones de formación o moldeado en frió.