PT108903B - Travessa de suporte ao painel de instrumento ''ccb'' de secção transversal continua, e reforçada de modo orientado - Google Patents

Abstract

O PRESENTE INVENTO DIZ RESPEITO A UMA TRAVESSA (1), DESTINADA A SUPORTAR O PAINEL DE INSTRUMENTOS DE UM VEÍCULO MOTORIZADO, A GARANTIR A RIGIDEZ DO MESMO E A SUPORTAR OS DIVERSOS COMPONENTES DO PAINEL DE INSTRUMENTOS, CARACTERIZADA POR TER UMA ESTRUTURA PRINCIPAL (2) DE SECÇÃO TRANSVERSAL FECHADA, REFORÇADA NO INTERIOR POR PAREDES, QUE SÃO CONVENIENTEMENTE ORIENTADAS, DE ACORDO COM OS ESFORÇOS APLICADOS NA MESMA ESTRUTURA. CONSIDERA AINDA A INCLUSÃO DE UMA ESTRUTURA SECUNDÁRIA (3), DE CONSTRUÇÃO SEMELHANTE À ESTRUTURA PRINCIPAL, PARA REFORÇO LOCAL. OS SUPORTES DA TRAVESSA QUE SUSTENTAM OS DIVERSOS COMPONENTES DO PAINEL DE INSTRUMENTOS SÃO ESSENCIALMENTE PERFIS, OU A CONJUGAÇÃO DE PERFIS, FREQUENTEMENTE REFORÇADOS NO INTERIOR POR PAREDES. ESTES ÚLTIMOS CARACTERIZAM-SE AINDA POR APRESENTAREM GEOMETRIAS QUE SE AJUSTAM PERFEITAMENTE AOS RESTANTES ELEMENTOS DA TRAVESSA QUE SE POSICIONEM JUSTAPOSTOS.

Description

DESCRIÇÃO

TRAVESSA DE SUPORTE AO PAINEL DE INSTRUMENTO CCB DE SECÇÃO TRANSVERSAL CONTINUA, E REFORÇADA DE MODO ORIENTADO

Âmbito da invenção presente invento diz respeito a uma travessa transversal para veículos motorizados. Esta travessa pretende responder satisfatoriamente a todos os requisitos estruturais aplicados ao produto, nomeadamente deter elevada rigidez específica, absorver vibrações transmitidas para o habitáculo e ainda auxiliar na absorção de energias provenientes de impactos. 0 invento tem particular aplicação na indústria automóvel em geral. Acrescenta-se que ao nível da classificação internacional de patentes enquadra-se na secção B62D.

Estado da técnica anterior

As travessas transversais normalmente existentes em veículos motorizados encontram-se localizadas na parte dianteira do habitáculo, sob o painel de instrumentos e estão ligadas, aos pilares dianteiros da carroçaria ou também conhecidos como pilares A do veículo, em ambas as

extremidades.	Esta	travessa tem	como	função	suportar o
próprio painel	de	instrumentos,	mas	também	os diversos
componentes a	ele	associados,	tais	como a	coluna de

direção, os airbags, equipamento de climatização, entre outros. No entanto, o objetivo de redução de peso nos veículos está cada vez mais presente na indústria automóvel, tornando primordial a otimização da relação entre a massa e desempenho da travessa. Deste modo, é essencial que esta travessa apresente a rigidez necessária para responder às crescentes solicitações a que normalmente se encontra sujeita, sem aumentar consideravelmente o peso estrutural, tal como no exemplo da travessa descrita na patente US2007222200, em que o inventor procura dotar a travessa de elevada rigidez, considerando uma travessa oca e cilíndrica, que se estende entre os pilares frontais, para os unir, caraterizada por conter suportes, que se estendem transversalmente, em relação ao comprimento da travessa, e que se ajustam à mesma, pelo exterior, por reproduzirem na sua geometria anéis, fechados ou abertos, de diâmetro interno de valor muito aproximado ao do diâmetro externo do cilindro da travessa, na zona de união, para melhorar a soldabilidade e reduzir peso. Considera ainda a produção do cilindro e suportes por extrusão em ligas de alumínio.

Sabe-se porém, que este produto é de frequente customização, isto é, para cada carroçaria, seja por pertencer a um diferente construtor, ou por mercado (europeu, asiático, etc.), ou segmento de veículo, ou por modelo, ou para o mesmo modelo mas por diferenciação da gama (inclusão de acessórios diferenciadores tais como airbags, coluna direção elétrica, etc.), existem requisitos/solicitações diferentes o que resulta na grande diversificação deste produto. Outro dos fatores relevantes no desenvolvimento dos automóveis prende-se com o conforto proporcionado aos ocupantes, pelo que já não são suficientes apenas as performances de desempenho mecânico das viaturas, uma vez que os clientes são cada vez mais exigentes e não abdicam do crescente número de acessórios que frequentemente se incluem no habitáculo, tornando cada vez menor o espaço disponível para a colocação da travessa. 0 presente invento pretende contribuir também para facilitar estas escolhas uma vez que consegue obter desempenhos de performance satisfatórios com geometrias de pequeno perímetro transversal, pelo facto de incluir paredes de reforço internas convenientemente orientadas, otimizando ainda mais a quantidade de material empregue na sua produção, quando comparado com as travessas que incorporam secções com geometrias tradicionais, de contorno aberto ou fechado. Os estudos que conduziram ao presente invento revelaram ainda que, para a estrutura principal, a geometria com melhor relação performance/peso é singular, e dificilmente se traduzirá numa geometria aproximada a um prisma ou a um sólido de revolução, contrariando do invento da patente referida anteriormente que se baseia apenas numa estrutura de secção cilíndrica e oca.

Simultaneamente, a travessa deve ser concebida de modo a que, com o veiculo em funcionamento não surjam vibrações indesejadas, isto é, vibrações fora dos limites considerados admissíveis na indústria automóvel, sendo por isso particularmente relevante o controlo das frequências naturais de vibração da travessa. De salientar que, no que diz respeito a vibrações indesejadas, as mais preocupantes são transmitidas através da coluna de direção, pelo que será a zona de ligação da travessa com a mesma a requerer maior atenção, como é exemplo a patente EP0896919, em que se pretende efetuar o reforço local, através da inclusão de um segundo perfil, complementando a estrutura principal, nessa área, aumentando a rigidez e auxiliando ao controlo das vibrações. No presente invento, controla-se este parâmetro através do reforço da travessa, na zona de ligação à coluna de direção, recorrendo não só à inclusão de uma ou mais paredes de reforço convenientemente orientada(s) e/ou por aumento da espessura da(s) mesma(s) parede(s), aplicada(s) no interior do contorno da secção transversal da estrutura principal da travessa, com o auxilio dos restantes suportes que se posicionam na zona, podendo ainda incluir uma estrutura secundária (3) . No entanto, como a metodologia aplicada no desenvolvimento desta estrutura é semelhante à aplicada para determinar a secção da estrutura principal, permite efetuar o reforço estrutural pretendido, localmente, e com recurso a um perfil com um pequeno perímetro, sendo assim também de baixo peso. Possibilita ainda, facilitar a aplicação do(s) processo(s) de ligação entre, a estrutura principal e os suportes de ligação aos componentes e/ou a ligação direta entre suportes, nos locais onde for posicionado. A aplicação desta solução técnica no presente invento facilita a obtenção de travessas dotadas de elevada rigidez local. Garante-se, desta forma, que os seus modos de vibração serão superiores aos exigidos, traduzindo-se numa menor transmissão de vibrações para o utilizador, em situações de funcionamento normal do veículo. Estas estruturas secundárias podem ser aplicadas para obter uma maior rigidez local em outras regiões que não apenas a de colocação da coluna de direção.

Por outro lado, o presente invento considera, nos suportes de ligação aos componentes e a toda a sua largura, a inclusão de geometrias, como se de uma sobre espessura se tratasse, configurando uma parede/nervura, otimizadas para receber diretamente o(s) elemento (s) de ligação aos componentes, tais como parafusos, pernos, rebites, cravos e outros semelhantes, onde se previr a eventual necessidade de efetuar desmontagens, durante a vida útil do veículo. Desta forma, obtém-se uma diminuição do número destes elementos de fixação aplicados e respetivo custo, possibilitando também reduzir, ainda mais, o peso estrutural da travessa. Permite ainda, resolver questões técnicas associadas à montagem de componentes na travessa, uma vez que adaptam a uma grande variedade de soluções, facilmente aplicáveis, mesmo quando os espaços e/ou acessos são restritos. Esta técnica pretende evoluir o invento apresentado na patente europeia EP0662902, que considera a inclusão de geometrias semelhantes mas nos perfis de suporte, aqueles que se ligam aos pilares dianteiros da carroçaria e em que se prevê a fixação de componentes, e ao longo de todo o seu comprimento e apenas com furos roscados para receber parafusos. Tal técnica implica a inclusão excessiva de material, por aplicação do mesmo numa extensão despropositada e/ou com dimensões dos castelos demasiada elevadas, relativamente ao que será necessário para cada uma das aplicações. Estas últimas considerações têm maior relevância se refletirmos sobre os habituais desalinhamentos existentes entre a posição relativa de montagem dos diversos componentes existentes ao longo do painel de instrumentos.

Podemos ainda referenciar os seguintes documentos de patente como fazendo parte do estado da técnica da invenção CN103538632 DE102012019923 KR20110050995, contudo em nenhum se vislumbra a presente invenção.

No que diz respeito às questões de segurança normalmente inerentes aos veículos motorizados, e pelo facto de a travessa promover a ligação entre os Pilares-A esquerdo e direito dos veículos motorizados, e/ou incluírem elementos de ligação ao painel frontal e/ou ao piso do veículo, estas travessas pretendem contribuir com parte das funções de absorção de energia em caso de impacto frontal e/ou lateral.

Globalmente, o presente invento tem como objetivo juntar numa única travessa, as seguintes vantagens:

• Capacidade para dotar travessa com as propriedades necessárias para responder às exigências técnicas impostas pelas regulamentações do sector para este produto, essencialmente a rigidez específica e a absorção de vibrações e/ou acrescidas das exigências especificadas pelos clientes, para cada caso assim mesmo reduzindo específico, e significativamente o seu peso estrutural;

• Produção de travessas de alta performance para resistir à flexão, torsão, tração e flambagem e de baixo perímetro;

• Grande flexibilidade geométrica;

• Redução dos custos de produção, por quase inexistência de desperdício de matéria-prima;

• Facilidade de produção contínua destes perfis com boas cadências e para peças longas;

• Potencial para combinar várias tecnologias de construção, materiais de natureza distinta e processos de ligação variados, dependendo do pretendido;

• Facilidade de montagem.

Breve descrição das figuras

A descrição que se apresenta a seguir é feita com referência aos desenhos anexos que são apresentados apenas a título de referência, sem qualquer carácter limitativo, e em que:

- A figura la) corresponde a um exemplo simplificado de incorporação geométrica da travessa (1) constituída essencialmente por estrutura principal (2), secundária (3);

estrutura um exemplo de (1) constituída

A figura lb) corresponde a incorporação geométrica da travessa essencialmente por estrutura principal (2), estrutura secundária (3), de reforço local, suportes de ligação aos componentes (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10), produzidos como perfis extruidos. Inclui também, suportes (11, 12) de ligação aos pilares frontais da carroçaria produzidos por outro processo de conformação de chapas metálicas. Inclui ainda um suporte central (13), que neste caso, e a título meramente representativo, é constituído por uma conjugação de perfis extrudidos (14, 15, 16, 17, 19, 20) e outros elementos constituintes produzidos por outro processo (18, 21, 22) . As ligações entre as diferentes peças, que formam a travessa, são, neste caso, soldaduras;

- A figura 2a) corresponde ao corte A-A, do exemplo de incorporação da travessa apresentada na figura lb. Apresenta uma vista lateral da mesma, com o posicionamento relativo entre a maioria das peças que a constituem (2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 12, 13), a sua identificação e a identificação de algumas das geometrias integradas nas diferentes peças, tais como, as paredes de reforço interno (201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 218) e as geometrias criadas para receber os elementos de ligação aos componentes, os castelos (210, 211, 212, 213, 214, 215) . Contempla ainda, através do pormenor Y, a visualização da estrutura principal, em corte, realçando essencialmente, um exemplo da orientação das paredes de reforço da estrutura principal (201 e 202), e da estrutura secundária (208, 218), para responder às solicitações (FRep, FRes);

- A figura 2b) corresponde ao corte B-B, do exemplo de incorporação da travessa apresentada na figura lb. Apresenta, a vista lateral da travessa, realçando a zona de ligação entre a estrutura principal (2), a estrutura, secundária (3), e os suportes da coluna de direção, do lado esquerdo. Através do pormenor Z, pode ser visualizado o posicionamento relativo entre as peças constituintes da travessa, referidas acima, e ainda um exemplo evidente de replicação mútua das geometrias de contorno (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47);

- A figura 3 corresponde a exemplos de incorporação da estrutura principal, traduzindo os cortes (31, 32) localizados, passíveis de efetuar nas estruturas principais, sem perda de performance estrutural para cada um dos casos em concreto. Apresenta ainda um exemplo de uma estrutura principal (33) composta pela conjugação de mais do que um perfil de secção transversal diferente (331, 332, 333) , que se ligam e complementam para unir os pilares frontais e detêm geometrias de contorno mutuamente replicadas, que possibilitam o encaixe das suas superfícies por sobreposição, na(s) zona(s) onde se intercetam;

A figura 4a) corresponde a um exemplo de incorporação do suporte central (80), considerando uma peça unitária proveniente de injeção;

A figura 4b) corresponde a um exemplo de incorporação do suporte central (400), considerando uma peça (401) (402) formada pela conjugação de perfis, ligados por mais do que um elemento obtido por um processo de fabrico diferente. A titulo meramente exemplificativo, pode ser considerado para este caso a peça (401, 402) formada pela conjugação de perfis de alumínio extrudidos com peças chapa de alumínio estampadas, ou seja importa clarificar que as peças (401) e (402) são peças em chapa de alumínio estampadas e também são as peças que fazem a ligação entre os diferentes perfis;

- A figura 4b) corresponde a um exemplo de incorporação do suporte central (400) formado pela conjugação de perfis, sendo estes ligados por mais do que um elemento obtido por um processo de fabrico diferente. A titulo meramente exemplificativo, pode ser considerado que para este caso, o suporte central (400) é formado pela conjugação de perfis de alumínio extrudidos com peças chapa de alumínio estampadas (401, 402), ou seja, importa clarificar que as peças (401) e (402) são peças em chapa de alumínio estampadas e também são as peças que fazem a ligação entre os diferentes perfis;

A figura 4c) corresponde a um exemplo de incorporação do suporte central (410), considerando uma peça formada pela conjugação de perfis, ligados por um único elemento (413) obtido por um processo de fabrico diferente, mas que integra as geometrias capazes de absorver os diferentes desalinhamentos entre os perfis;

- A figura 4d) corresponde a um exemplo de uma peça (401) formada pela conjugação de perfis de alumínio extrudidos com peças chapa de alumínio estampadas obtida por um processo de fabrico que permite a construção fácil de geometrias capazes de absorver as diferentes transições de planos entre perfis que se posicionem desalinhados;

- A figura 4e) corresponde a um exemplo de uma peça (402) formada pela conjugação de perfis de alumínio extrudidos com peças chapa de alumínio estampadas obtida por um processo de fabrico diferente do empregue na produção dos mesmos, e mais fácil e barato de obter;

- A figura 4f) corresponde a um exemplo de uma peça de ligação entre perfis (413) que integra todas as geometrias necessárias para os unir eficazmente e ainda permite conduzir os esforços entre os diferentes perfis que se posicionem desalinhados. Esta peça é também, neste exemplo, obtida por um processo de fabrico diferente do empregue na produção dos perfis, sendo ainda mais fácil e barato de obter;

- As figuras 5 corresponde a exemplos de formas que a secção transversal da estrutura principal pode incorporar. Nestas figuras representam-se, a titulo meramente exemplificativo, diferentes formas de contorno externo da estrutura principal (51, 61, 71), e a disposição das diferentes paredes de reforço interno (52, 53, 54, 55, 56, 57, 62, 63, 72, 73, 74), para responder satisfatoriamente aos diferentes esforços aplicados em cada uma das travessas (FR1, FR2, FR3);

- A figura 5a) corresponde a um exemplo em que a estrutura principal tem um contorno irregular (51) , e é reforçada com uma primeira parede interna (52), orientada segundo a direção da força (FR1) que atua sobre a mesma estrutura e, por uma segunda parede (53), orientada no plano transversal à primeira parede. Se necessário, pode ser reforçada com pelo menos uma outra parede (54, 55, 56,

57), orientada paralelamente à primeira parede, com a mesma espessura (55) ou de espessura diferente (54), e/ou com pelo menos uma outra, no mesmo plano da segunda, independentemente da sua direção e espessura (56, 57);

- A figura 5b) corresponde a um exemplo em que a estrutura principal tem um contorno irregular (61), e é reforçada com uma primeira parede interna (62), orientada segundo a direção da força (FR2) que atua sobre a mesma estrutura e, se necessário, pode ser reforçada por uma outra parede, orientada paralelamente à primeira, independentemente da sua espessura ser igual ou diferente (63) ;

- A figura 5c) corresponde a um exemplo em que a estrutura principal tem um contorno regular (71), e é reforçada com uma primeira parede interna (72), orientada segundo a direção da força (FR3) que atua sobre a mesma estrutura, e por, pelo uma segunda parede (73), orientada no plano transversal à primeira parede. A estrutura principal pode, neste exemplo, ser reforçada com uma outra parede orientada paralelamente à primeira;

As figuras 6 correspondem a exemplos de peças produzidas por processos de fabrico diferentes do processo empregue na produção dos perfis e que incorporam geometrias que seriam difíceis de obter por esses mesmos processos;

- A figura 6a) corresponde a um exemplo de um suporte (11) de ligação aos pilares frontais da carroçaria que é convenientemente produzido, por exemplo, por estampagem, para ser mais fácil obter numa única peça e assim mais barato, geometrias que seriam impossíveis de obter numa única peça proveniente por exemplo de extrusão, e/ou que obrigasse a grandes e dispendiosos trabalhos de acabamento, tais como as que podem ser visualizadas (90, 91, 92, 93,

94) ;

- A figura 6b) corresponde a um exemplo de um elemento (18), utilizado essencialmente para interligar perfis, e que é convenientemente produzido, por exemplo, por estampagem, para ser mais fácil obter numa única peça e assim mais barato, geometrias que seriam difíceis de obter numa única peça proveniente por exemplo de extrusão, e/ou que obrigasse a grandes e dispendiosos trabalhos de acabamento, tais como as que podem ser visualizadas (180, 181) .

Indicação dos n^as de referência • travessa (1);

• estrutura principal (2);

• estrutura secundária (3);

• suportes de ligação aos componentes (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) ;

• suportes de ligação aos pilares frontais da carroçaria (11, 12);

• suporte central (13);

• perfis extrudidos (14, 15, 16, 17, 19, 20) ;

• elemento (18) para interligar perfis;

• elementos constituintes (21, 22);

• cortes (31, 32);

• estrutura principal (33);

•	geometrias	de contorno	(41,	42, 43, 44, 45, 46, 47);
•	geometrias	irregulares	(51,	61) ;
•	paredes de	reforço interno	(52, 53, 54, 55, 56, 57
62,	63, 72, 73,	74) (201,	202,	203, 204, 205, 206, 207
208,	218) ;

• suporte central unitário (80);

• peças (90, 91, 92, 93, 94)(180, 181);

• castelos (210, 211, 212, 213, 214, 215);

• perfis (331, 332, 333);

• suportes centrais (400), (410);

• peça de ligação entre perfis (401, 402);

• peça de ligação entre perfis (413) .

Acrescenta-se que ao longo da descrição os componentes: suportes de ligação aos componentes (4, 5, 6,

7, 8, 9, 10); suporte central (13) e suportes centrais (400), (410) são referenciados como perfis, mas apenas com o objetivo de explicar que estes componentes são perfis resultantes do processo de extrusão.

Descrição detalhada da invenção

O presente invento diz respeito a uma travessa (1) que se estende entre os pilares dianteiros da carroçaria, destinada a suportar o painel de instrumentos de um veículo motorizado. Esta travessa tem também como característica ser dotada de uma rigidez estrutural capaz de reforçar o habitáculo de um veiculo automóvel e absorver as vibrações.

Assim, entende-se que transversal poderá

No presente invento a geometria da secção transversal, da estrutura principal (2), terá um contorno fechado que traduzirá a forma que melhor responder à conjugação dos requisitos para o produto, e para cada caso concreto, tendo em conta, essencialmente, a performance requerida, o ambiente/volume disponível e ainda ao(s) processo(s) de fabrico a utilizar, mas essencialmente a extrusão e a soldadura de perfis como processo de ligação.

a forma do contorno da secção configurar geometrias regulares (círculos, elipses, retângulos, triângulos, etc.) (71), mas frequentemente configurará geometrias irregulares (Exemplos: Oblongos, lanceolados, etc.) (51, 61) ou mesmo abstratas. Para além disso, considera ainda o reforço interno por paredes (201, 202), convenientemente orientadas, permitindo um aumento significativo, não só da sua rigidez e controlo de vibrações, mas também da sua performance global. Deste modo, é otimizado o peso estrutural da travessa por permitir recorrer a estruturas de pequeno perímetro, capazes de não interferirem com os componentes que a envolvem, aumentando a inércia apenas onde é necessário e ainda recorrer a materiais leves como as ligas de alumínio.

Considera também a possibilidade de incluir uma estrutura secundária (3) , desenvolvida com a mesma metodologia aplicada para o desenvolvimento da estrutura principal (2), e que se aplica numa zona específica, para reforço local, essencialmente para aumento de rigidez local por aumento de inércia e/ou massa, e que pode ainda facilitar as ligações na zona onde for incluída. Para tal, deverá, preferencialmente, incorporar parte da geometria das peças que se posicionarem justapostas (42, 44, 45) .

Preferencialmente aplicada na zona de amarração da coluna de direção mas também aplicável em qualquer outra zona que se pretenda aumentar a rigidez.

Os suportes de ligação dos diversos componentes (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) e que complementam a travessa são essencialmente perfis, ou a conjugação do suporte central (13), também eles de secção transversal de contorno fechado, reforçados no interior por paredes, obedecendo aos mesmos critérios de otimização aplicados para a estrutura principal (2) e secundária (3), e que se estendem transversalmente em relação ao comprimento da estrutura principal. Estes suportes caracterizam-se ainda por incorporarem, na sua geometria de contorno externo ou interno, reproduções de uma parte da geometria da secção transversal da estrutura principal e/ou de um outro perfil de suporte que se posicione justaposto (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47), para, deste modo, ser mais fácil o posicionamento relativo, e/ou a aplicação do processo de união e ainda assim obter aumentar a performance estrutural da travessa. A geometria de contorno reproduzida referida acima será

equivalente à mínima área	de	contacto	que	permita,	o
aumento	da rigidez local	pretendido,	por	aumento	da
inércia,	obtendo-se assim	uma	maior redução	do peso	do
conjunto.	Para realizar	as	ligações	mecânicas	aos

componentes a suportar pela travessa e onde se prevê a necessidade de efetuar desmontagens, deverão ser criadas paredes/nervuras denominadas de castelos (210, 211, 212,

213, 214, 215) com as dimensões adequadas para suportar os esforços previstos pela ligação direta do elemento de fixação, seja um parafuso, perno, rebite cravo ou outro semelhante. Estes castelos deverão ser considerados nos suportes de ligação em toda a sua extensão. Deste modo, será possível diminuir o número de fixadores a empregar, bem como o custo respetivo.

Considerando a extrusão, como principal forma de obtenção dos perfis, independentemente do componente a fabricar, torna fácil e barato produzir geometrias complexas, fechadas e reforçadas, como as referidas no presente invento, com boas cadências de produção e de boa qualidade estrutural, contrariamente á maioria das soluções que se baseiam apenas em formas regulares, por serem aquelas que são facilmente obtidas, através da maioria dos processos produtivos comuns. No entanto não se excluem outros processos tecnológicos de obtenção de perfis fechados tais como, por exemplo, o Rollforming para metais e a pultrusão para plásticos e compósitos.

Se os perfis forem combinados numa travessa, com peças unitárias (11, 12, 18, 21, 22, 401, 402, 413) tais como suporte (s) e /ou componentes adicionais, obtidos por estampagem, para absorver folgas de construção e/ou montagem, para efetuar ligações à carroçaria, para promover a ligação entre perfis posicionados em planos desalinhados, para incorporar algumas formas geométricas de interligação com alguns componentes, mais fáceis e baratos de executar por outro processo, e ainda componentes que incluem transições geométricas complexas com cantos fechados (ou obstruídos??) e/ou superfícies que se estendem ao longo do comprimento dos perfis, obliquamente em relação á direção de extrusão, como é considerado no presente invento, pode ser otimizado ainda mais o peso estrutural do conjunto e reduzido o custo final da travessa.

processo de ligação dos vários constituintes da travessa será, preferencialmente, a soldadura. No entanto, também não se exclui a aplicação de outros processos, tais como a colagem estrutural, o encravamento mecânico ou outros que sejam adequados, ou a combinação de mais do que um processo, independentemente dos materiais considerados.

Tendo em conta que a travessa (1) é produzida recorrendo a materiais mais dúcteis que os aços, com maior capacidade de deformação, como são as ligas de alumínio, pretende-se ainda contribuir para a melhoria da performance da carroçaria na absorção de energia de impacto, com a sua inclusão no habitáculo.

A possibilidade de prever partições na estrutura principal (31, 32), por corte parcial da sua secção transversal, em zonas específicas, pode ainda possibilitar o fabrico de uma estrutura principal capaz de se adaptar a mais do que uma viatura, reduzindo assim o número de peças diferentes a fabricar e diminuindo o custo de produção.

A possibilidade de combinar vários perfis (331

332, 333) na construção da estrutura principal (33) e/ou dos suportes (14, 15, 16, 17, 19, 20) tem, para além da vantagem referida anteriormente, permitir combinar as várias soluções, as que melhor responderem a cada solicitação especifica, por solução a aplicar na viatura, isto é, a modularidade da travessa para a mesma viatura quando variam apenas os diversos acessórios tais como o tipo de coluna de direção (elétrica ou mecânica) com ou sem airbag de passageiro, com ou sem airbag joelho, com ou sem alavanca de velocidades suportada pela travessa, e etc.,

Ao considerar a inclusão de um suporte central (13), que é o resultado da conjugação de diferentes peças, perfis e outras, permite, no exemplo da figura 1, que este incorpore, na sua geometria dois elementos que se estendem transversalmente, relativamente à estrutura principal da travessa, com a função de aumentar a rigidez local (tramo central da travessa) auxiliando não só no suporte do painel de instrumentos e controlo de vibrações, mas também auxiliando na absorção de energia proveniente de impacto lateral e/ou frontal. Inclui ainda dois elementos, que se estendem entre os dois elementos supracitados, e que se ligam a cada um deles pelas suas extremidades, com as funções de aumentar a rigidez do próprio suporte e ainda a de proporcionar a fixação de componentes que se integram no painel de instrumentos e auxiliar o posicionamento e fixação do mesmo painel de instrumentos. Este suporte será produzido, preferencialmente, em metais leves tais como as ligas de alumínio ou magnésio e a sua ligação à estrutura principal será, preferencialmente, por soldadura.

No entanto, considera também a possibilidade de construção de um suporte central unitário (80) por um processo de injeção, com o objetivo de tornar mais simples e rápida a produção deste componente, pela redução do número de peças e a consequente diminuição de custos, se considerarmos a sua produção em série, e ainda pela diminuição evidente do número de operações de soldaduras a executar e o tempo associado às mesmas. Também a qualidade estrutural desta peça será melhor, eliminando as fragilidades inerentes á soldadura e ainda assim com um previsível potencial para redução de peso estrutural. Este suporte pode ainda replicar alguma das formas dos componentes com que se une, permitindo que essa união se faça mecanicamente, seja por aparafusamento, cravação ou outro semelhante.

Por considerar a produção de qualquer um dos elementos constituintes da travessa recorrendo a materiais plásticos ou compósitos (incluindo o suporte central unitário), ou a sua combinação com componentes metálicos, associado ao processo de união que se adequar a cada caso, permite ainda a possibilidade de reduzir ainda mais o peso, sem perda de performance estrutural, e aumenta a flexibilidade construtiva.

De uma forma geral, e tendo em conta os processos tecnológicos considerados, pode-se referir ainda que será muito baixo o desperdício de matéria-prima durante a produção quando comparado com as tecnologias mais habituais.

Com a obtenção de estruturas principais da travessa dotadas de elevada rigidez, tal como na solução do presente invento, garante-se facilmente que os modos de vibração da travessa serão superiores aos exigidos e traduzindo-se numa menor transmissão de vibrações para o utilizador, em situações de funcionamento normal do veículo.

Claims (10)

1. Travessa (1), caracterizada por apresentar:

a) estrutura principal (2) que se estende entre os pilares frontais da carroçaria estabelecendo uma ligação física entre os dois; apresenta uma secção transversal de contorno fechado regular (71) ou irregular (51, 61) e constante em todo o seu comprimento, a qual é reforçada internamente com, pelo

menos, uma parede, disposta de modo colinear (52, 62,

72, 201), e/ou paralelamente (54, 55, 63, 74) à direção da força aplicada ou da força resultante dos esforços suportados pela travessa (FRep, FR1, FR2, FR3) ;

b) suportes para ligação aos componentes que se projetam transversalmente à estrutura principal (2), e que são constituídos por perfis (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 14, 15, 16, 17, 19, 20) ou a conjugação de perfis justapostos (13, 400, 410), de secção transversal de contorno fechado e constante, reforçados, com pelo menos uma parede orientada e disposta de modo colinear e/ou paralelamente (203, 204, 205, 206, 207) à direção da aplicação da força resultante dos esforços aplicados em cada um dos suportes;

c) estrutura secundária (3) , de reforço local, com uma secção transversal de contorno fechado e constante em todo o seu comprimento, reforçada internamente com, pelo menos, uma parede (208, 218), orientada de acordo com os esforços aplicados na mesma estrutura, disposta de modo colinear e/ou paralelamente (208) à direção da força aplicada ou da força resultante dos esforços suportados pela mesma estrutura (FRes);

d) pelo menos um suporte (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) , que incorpore a reprodução de parte da geometria do contorno (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47), interno ou externo, da secção transversal da estrutura principal (2) e/ou de um outro perfil que se posicionem justapostos (14, 15, 331, 332, 333);

e) suporte central (13, 80, 400, 410), que se projeta transversalmente à estrutura principal (2) e integrar na sua geometria, pelo menos um castelo (213), que se estende ao longo da largura do mesmo;

f) componentes adicionais (11, 12, 18, 21, 22, 401, 402,

413) ;

g) pelo menos um dos seus suportes apresenta pelo menos um castelo (210, 211, 212, 213, 214, 215), que se estende ao longo da largura do mesmo;

h) a estrutura (3) se sobrepor à estrutura principal (2) em pelo menos um segmento, ligando-se diretamente a ela e/ou aos suportes (4, 5).

2. Travessa (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por a estrutura principal (2) apresentar uma secção transversal, ser reforçada internamente com, pelo menos, uma parede, convenientemente orientada de acordo com os esforços aplicados na mesma estrutura, disposta num plano transversal (53, 56, 57, 73, 202) à direção da força aplicada ou da força resultante dos esforços suportados pela travessa (FRep, FR1, FR2, FR3).

3. Travessa (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por os suportes para ligação aos componentes serem reforçados, com pelo menos uma parede, orientada num plano transversal (203, 204, 205, 206, 207) à direção da aplicação da força resultante dos esforços aplicados em cada um dos suportes.

4. Travessa (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por estrutura secundária (3) ser reforçada internamente com, pelo menos, uma parede (218), num plano transversal à direção da força aplicada ou da força resultante dos esforços suportados pela mesma estrutura (FRes).

5. Travessa (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por a estrutura principal (2), e/ou a estrutura secundária (3), e/ou os perfis dos elementos de

suporte (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, compósitos. 21, 22) serem de materiais plásticos e/ou 6. Travessa (D de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por a estrutura principal (2), e/ou a

estrutura secundária (3), e/ou os perfis dos elementos constituintes dos suportes (4, 5,

6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,

13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) serem de materiais metálicos leves, tais como as ligas de alumínio.

7. Travessa (1), de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por a estrutura principal (33) ser formada pela conjugação de, pelo menos, dois perfis de secção transversal diferente (331, 332, 333), que se ligam e complementam para unir os pilares frontais e detêm geometrias de contorno mutuamente replicadas.

8. Travessa (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o suporte central (80) ser de metais leves tais como as ligas de alumínio ou magnésio.

9. Travessa (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o suporte central (13, 80, 400, 410) ser constituído por materiais plásticos e/ou compósitos.

10. Travessa (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por os componentes adicionais (11, 12, 18,

21, 22, 401, 402, 413) apresentarem geometrias com cantos obstruídos (90, 91, 92) ou superfícies que se estendem ao longo do comprimento dos perfis.