MX2015000779A - Brazo de suspension de vehiculo de motor y metodo de fabricacion del mismo. - Google Patents

Abstract

Este método es extraordinario ya que está asociado en al menos una superficie de la parte estructural (10) con la totalidad o parte de su sección hueca aparente, entre sus bordes periféricos exterior e interior (10.1) al menos una lámina de cubierta (11-12) hecha utilizando material metálico rígido, y en el que se fija mecánicamente la lámina de cubierta, asociada de este modo con la orilla (10.7), de dichos bordes periféricos, de la parte estructural, y en que la(s) lámina(s) de cubierta (11-12) cubre(n) la totalidad o parte de las cavidades interiores (10.2) (10.3) formadas en los lados abiertos de dicha parte y en que la(s) lamina(s) de cubierta tienen una triple función, incrementar la rigidez de la parte estructural, absorber el choque por deformación en su plano, mientras permanece integral con dicha parte y permitir la reducción de la masa de la parte estructural y permitir la optimización de la relación masa/rendimiento.

Description

BRAZO DE SUSPENSION DE VEHÍCULO DE MOTOR Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DEL MISMO Campo de la invención La invención se refiere a partes estructurales de automóviles, tales como brazos de suspensión, pivotes y otras partes similares.

La invención también se refiere al campo téenico de la colada o forja de materiales en aleaciones ligeras de aluminio y tipos similares, asi como para al sector técnico que combina las operaciones de colada y forja.

La invención se refiere más específicamente a la fabricación de partes estructurales de automóviles que cumplan con las especificaciones altamente particulares con respecto a la funcionalidad de dichas partes estructurales consideradas. Estas están sujetas, de hecho, a un estrés técnico y ambiental muy estricto con respecto a sus aplicaciones en el campo de los vehículos de motor, vehículos pesados y otros vehículos similares. Las especificaciones están destinadas, por ejemplo, para la resistencia al estrés causadas por la resistencia, los choques, pandeo y los niveles de exigencia de la calidad de las soldaduras. El estrés de estas partes estructurales, en el caso particular de los vehículos, también se acentúan por las condiciones del suelo, la rodadura del vehículo, la velocidad del mismo con un aumento de las vibraciones. En caso de un choque del vehículo, estas partes son con frecuencia muy fácilmente dañadas por los efectos de la inercia encontrándose deformaciones o simplemente, grietas.

Antecedentes de la Invención Para cumplir con estas especificaciones, los fabricantes, principalmente empresas especializadas en la colada y/o forjado, investigan formas especificas de estas partes estructurales que son altamente resistentes a los golpes y más generalmente a cargas. Asi, de una manera bien conocida, las partes estructurales tienen una sección transversal determinada como el generador 'H' de los cuales sigue una dirección perpendicular a la dirección (es) del estrés.

Asi, como se muestra en las figuras 1 y 2, un ejemplo de una parte estructural de la suspensión tipo brazo que, según la téenica anterior tiene una sección ? '.

Asi, se muestra la parte (1) en el lado frontal y posterior con la flecha (Fl) que ilustra la dirección del estrés más alto.

Cabe señalar que esta dicha parte (1) se obtiene ya sea, por una colada sencilla y/o un proceso de forja con la adquisición de la forma final deseada directamente, o mediante la implementación de un proceso conocido tal como 'COBAPRESS' combinando dos operaciones sucesivas de colada seguidos por forja. Esto se describe en la patente EP 119365 desarrollada y operada por el solicitante desde 1983.

La configuración de la parte (1) por lo tanto ayuda a definir bordes de refuerzo (la) que son más o menos altos dependiendo de las aplicaciones. Las cavidades (Ib) que no tienen ninguna función especifica, son asi formadas sobre, ya sea, el lado del lado del plano medio longitudinal de la parte (1). Los extremos (le) (Id) de la parte están dispuestos de una manera conocida y variable con los manguitos (le) o anillos de fijación, y con partes de fijación (lf).

La optimización de estas geometrías en la sección 'H' ayuda a proporcionar las piezas con una mejor relación masa/rendimiento. Además se sabe, de acuerdo a los conceptos básicos de la mecánica de sólidos que en igual masa, un tubo proporciona más rigidez que una varilla de sección transversal completa.

La búsqueda de fabricantes de este tipo de partes estructurales es, así, diseñar partes estructurales que tienen secciones huecas o áreas para las cuales las inercias alejadas del eje neutro con el fin de optimizar el tiempo de cuadrática, una mejora en el rendimiento en cuanto a resistencia a resistencia al estrés, mientras se minimiza la masa de la parte tanto como sea posible.

Sin embargo, esta búsqueda de optimización de las formas de la parte estructural debe tener en cuenta las téenicas arriba mencionadas y el estrés ambientales, garantizando mediante el aseguramiento de una excelente rigidez de la parte mientras se reduce su masa. En otras palabras, el problema era para reunir los requisitos paradójicos y contradictorios de ligereza y rigidez de la parte, sin la adición de material.

La solución proporcionada por el solicitante cumple plenamente los requisitos anteriores, tanto en el contexto de las partes estructurales obtenidos por colada, y un proceso común de colada y forja conocidos bajo la marca comercial COBAPRESS y el objeto de la patente EP 119365.

A partir de la patente KR 20120030852, también sabemos la fabricación de partes de la suspensión para vehículos de motor que están presentes en la superficie exterior de un cuerpo sólido con rigidez relacionada que expone sus partes con el fin de limitar o eliminar los efectos de las rupturas con respecto a las porciones de fijación final de la parte de suspensión.

A partir de la patente DE 10217209, sabemos que la creación del brazo a partir de una ligera colada del brazo para una suspensión de rueda del vehículo de motor. En la práctica, de acuerdo con este documento el brazo consiste en la adición de dos placas paralelas que están fijadas en las partes extremas (5 y 11) mediante la definición de un volumen interior hueco. La fabricación de un conjunto de este tipo es compleja con muchas operaciones para asegurar la conexión entre las partes.

Además, este documento describe las partes en formas complejas y con secciones reducidas que no pueden obtenerse fácilmente por un procedimiento de colada usando aleaciones ligeras de fierro fundido con altas propiedades mecánicas.

Ninguno de estos documentos implementar la fabricación de una sola pieza obtenida por un proceso de forja o de colada.

Sumario de la Invención Según una primera característica de la invención, la fabricación de partes estructurales huecas obtenidas a partir de una operación de colada y/o forjado, tienen dichas partes un perfil de sección transversal abierta no limitada al tipo H o U, que es notable porque se asocia sobre al menos una superficie de la parte estructural en todo o en la parte de su sección hueca aparente entre sus bordes periféricos exterior e interior en al menos una cubierta hecha de láminas que utiliza material metálico rígido, y en el que se fija mecánicamente dicha lámina de cubierta así asociadas con la orilla de dichas partes de los bordes periféricos de la parte de la estructura y en el que las láminas de cubierta cubren todo o parte de las cavidades internas formadas sobre los lados abiertos de la dicha parte y en el que las láminas de cubierta tienen una función triple, para aumentar la rigidez de la parte estructural, para absorber el choque por deformación en su plano mientras permanece integrado con dicha parte y para permitir la reducción de la masa de la parte estructural y permitir la optimización de la relación masa/rendimiento.

Estas y otras características se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción.

Breve Descripción de las Figuras El objeto de la invención se ilustra sin limitación en las figuras de los dibujos en donde: Las figuras 1 y 2 son vistas superiores de una muestra de piezas estructurales de acuerdo con la téenica anterior con la identificación de las zonas de estrés por la flecha (Fl).

La Figura 3 es una vista en perspectiva pre-ensamblaje de una parte estructural utilizado según la invención antes de recibir y asegurar las láminas de cubierta, en un ejemplo de instalación con una sección de 'H'.

La Figura 4 es una vista de la parte estructural de acuerdo con la Figura 3 después del montaje y fijación de la lámina de cubierta.

La Figura 5 es una vista en sección transversal según la linea AA de la Figura 4.

La Figura 6 es una vista parcial y en perspectiva de una forma que es compleja y diferente a la de la parte estructural mostrado en la Figura 3.

Las figuras 7, 8 y 9 son vistas superiores de la parte estructural de acuerdo con la figura 6, respectivamente, seguidos de la cubierta parcial por la lámina de cubierta, y mediante la cubierta completa por la lámina de cubierta.

Descripción Detallada de la Invención Con el propósito de hacer más·concreto el objeto de la invención, se describe ahora de una manera no limitativa lo que se ilustra en las figuras.

La invención se refiere al diseño y fabricación de partes estructurales huecas, incluyendo sistemas de suspensión, que se utilizan, por ejemplo y sin limitación, como componentes para vehículos de motor, camiones pesados y otros vehículos de este tipo.

Estas parte estructurales huecas son por ejemplo, los brazos de suspensión, pivotes, varillas, horquillas no exhaustivas y están sujetas a estrés téenico ambiental muy alto. Estas partes (10) están hechas de partes mediante colada, forjado u obtenidos de conformidad con el proceso de mezclado COBAP ESS de acuerdo con la información proporcionada por la patente europea antes mencionada. Su configuración y perfil es abierto (transversal) y no se limita por ejemplo al tipo U o de tipo H, con los bordes periféricos (10.1), uno o más huecos internos o cavidades (10,2) (10,3), por ejemplo a ambos lados de su masa de conexión mediana (10.4) en el caso de una sección tipo 'H'. Los extremos (10,5) (10,6) se disponen de acuerdo a los requerimientos y las aplicaciones con las áreas de fijación de los anillos o manguitos.

De acuerdo con la invención, la parte estructural hueca (10) recibe en su superficie (s) que comprende la abertura (s), en los lados frontal y/o trasero, una o más lámina de cubierta(s) (11-12), que tienen un perfil adicional a la de la parte estructural que se coloca y se fija en la orilla (10.7) de cada uno de los bordes periféricos interior y exterior de la parte estructural mediante la superposición. La(s) lámina(s) de cubierta(s) (11-12) por lo tanto cubre la totalidad o parte de las cavidades interiores formadas en las superficies abiertas (frontal y posterior) de la parte estructural.

Asi, se muestra un recubrimiento parcial en las Figuras 4 y 8, y una cubierta completa en la figura 9.

Dependiendo de la configuración de la parte estructural hueca y su aplicación, puede tener una o más aberturas (10.8) para funcionalidades especificas, y en este caso, o la(s) lámina(s) tendrá una o más aberturas (11,1) (12,1) como se requiere para estar en linea.

La parte estructural hueca está hecha favorablemente de un material metálico, y más particularmente de aleación de aluminio.

La(s) lámina(s) de cubierta(s) (11-12) están hechas de material metálico compatible con el material de la parte estructural con el fin de ser posicionado y fijado usando cualquier método de montaje: soldadura, atornillado, pegado, remachado, soldadura fuerte, etc., y para asegurar una conexión mecánica por un medio (13). Ellos son, por ejemplo, plana o láminas preformadas. Por ejemplo, puntos de soldadura (13) están por lo tanto instalados en el borde de los limites periféricos de la parte estructural, o se determinan de acuerdo con el perfil de la parte estructural.

De acuerdo con otra modalidad de la invención, la(s) laminas(s) de cubierta puede estar en una o más partes dejando espacios entre ellos. El posicionamiento de dicha(s) lámina(s) se determina por el fabricante teniendo en cuenta las especificidades de la placa de conexión y el rendimiento requerido para el papel.

Favorablemente, la invención deja una amplia adaptabilidad con perfiles más o menos complejos de la parte estructural de recepción.

Las láminas de cubierta (11-12) están firmemente unidas y soldadas a la parte estructural. Estas láminas tienen tres funciones, a saber: Pueden incrementar la rigidez de la parte estructural, - Ayudan a absorber los impactos inherentes al estrés inusuales y/o accidentales por deformación en su plano mientras permanece en la parte integral hasta que se rompa la zona estructurales, También permiten la optimización de la relación masa/rendimiento.

El método de fabricación de las partes estructurales huecas obtenidos al menos por una colada, forjado o una operación híbrida de fundición-forjado, dichas partes que tienen un perfil de sección transversal abierta es notable en la asociación en al menos una superficie de la parte estructural sobre todo o parte de su sección hueca aparente entre sus bordes periféricos interno y externo en al menos una lámina de cubierta hecha utilizando material metálico rígido, y en que fija mecánicamente dicha(s) lámina(s) de cubierta de dicho (s) asi asociadas con el borde de dichos bordes periféricos de la parte estructural; dichas lamina(s) de cubierta garantiza la rigidez de la parte estructural y absorbe los golpes por deformación en su plano.

Las ventajas son evidentes a partir de la invención y en primer lugar, resaltar la naturaleza innovadora de esta invención, su relativa simplicidad de la creación, ya que también es necesario gestionar completamente la conexión entre la parte estructural y las láminas de cubierta. Se hace hincapié en la optimización de la relación masa/rendimiento.

Así, la solución 'desarrollado e implementado por esta invención presenta una sola parte obtenida por colada y/o forjado, que se puede llevar a cabo por medio del método de COBAPRESS especificado anteriormente, el uso de aleaciones ligeras de hierro fundido con características mecánicas y que comprende zonas con el fin para recibir una lámina para aumentar la rigidez. Esta solución permite la fundición simultánea de todas las áreas funcionales de la parte mediante la participación de la menor cantidad de material que es necesario entonces, que se ponga rígido por la adición de una lámina.

Los documentos del arte previo no reúnen este problema y no sugieren la solución de la invención.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1.- Método de fabricación de partes estructurales huecas obtenidas al menos por una operación de colada y/o operación de forjado, teniendo dichas partes un perfil de sección transversal abierta que no se limita al tipo H o U, caracterizado porque se asocia al menos una superficie de la parte estructural (10) sobre la totalidad o parte de su sección hueca aparente entre sus bordes periféricos exteriores e interiores (10.1) al menos una lámina de cubierta (11-12) es hecha utilizando material metálico rígido, y en el que se fija mecánicamente dicha(s) lamina(s) de cubierta que está asociada con la orilla (10.7) de dichos bordes periféricos de la parte estructural, y en el que la(s) lámina(s) de cubierta (11-12) cubren la totalidad o parte de las cavidades interiores (10.2) 10.3) formadas en los lados abiertos de dicha parte y en que la(s) láminas de cubierta tiene una triple función, para incrementar la rigidez de la parte estructural, para absorber el choque por la deformación en su plano mientras permanece integral con dicha parte y para permitir la reducción de la masa de la parte estructural y permitir la optimización de la relación masa/rendimiento.

2.- Una parte estructural hueca obtenido por lo menos por una operación de colada y/o operación de forjado que comprende una configuración abierta y el perfil no limitado al tipo H o U con bordes periféricos (10.1), cavidades huecas interiores (10,2) (10,3), y cuyos extremos (10,5) (10,6) están dispuestos con las áreas de fijación caracterizado porque se asocia en al menos una superficie de la pieza estructural (10) que recibe en su superficie abierta(s) uno o más lamina(s) de cubierta (11-12) que tiene un perfil en adición a dicha parte para ser colocado y fijado en la orilla (10.7) de cada uno de los bordes periféricos interior y exterior mediante la superposición y la fijación de un medio de conexión (13), y porque la(s) lámina(s) de cubierta (11-12) cubren la totalidad o parte de las cavidades interiores (10,2) (10,3) formados en los lados abiertos de dicha parte y porque la(s) lamina(s) cubierta tiene una triple función, aumentar la rigidez de la parte estructural, para absorber el choque por deformación en su plano mientras permanece integral con dicha parte y para permitir la reducción de la masa de la parte estructural y permitir la optimización de la relación masa/rendimiento.

3.- Una parte estructural hueca según la reivindica 2, caracterizada porque la parte estructural tiene aberturas (10.8) y las láminas (11-12) de las aberturas (11,1) (12,1).

4.- Una parte estructural hueca según la reivindica 2, caracterizada porque la(s) láminas(s) de cubierta (11-12) están hechas de material metálico compatible con el material de la parte estructural.

5.- Una parte estructural hueca según la reivindica 2, caracterizada porque la(s) lámina(s) de cubierta(s) (11-12) se fijan en la parte estructural mediante cualquier método de montaje: soldadura, atornillado, pegado, remachado, soldadura fuerte, etc., y por lo tanto de garantizar una conexión mecánica.

6.- Una parte estructural hueca según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque, su aplicación está dirigida los vehículos de motor. RESUMEN DE LA INVENCION Este método es extraordinario ya que está asociado en al menos una superficie de la parte estructural (10) con la totalidad o parte de su sección hueca aparente, entre sus bordes periféricos exterior e interior (10.1) al menos una lámina de cubierta (11-12) hecha utilizando material metálico rígido, y en el que se fija mecánicamente la lámina de cubierta, asociada de este modo con la orilla (10.7), de dichos bordes periféricos, de la parte estructural, y en que la(s) lámina(s) de cubierta (11-12) cubre(n) la totalidad o parte de las cavidades interiores (10.2) (10.3) formadas en los lados abiertos de dicha parte y en que la(s) lamina(s) de cubierta tienen una triple función, incrementar la rigidez de la parte estructural, absorber el choque por deformación en su plano, mientras permanece integral con dicha parte y permitir la reducción de la masa de la parte estructural y permitir la optimización de la relación masa/rendimiento.