BRPI0902733A2

BRPI0902733A2 - módulo de barra transversal para veìculos automotor

Info

Publication number: BRPI0902733A2
Application number: BRPI0902733-5A
Authority: BR
Inventors: Thomas Malek; Frank Lutter; Boris Koch; Ulrich Dajek
Original assignee: Lanxess Deutschland Gmbh
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2010-07-06
Also published as: DE202008012066U1; KR20100024904A; JP2010076757A; DE102008039652A1; US20100072784A1; CN101659281A

Abstract

MóDULO DE BARRA TRANSVERSAL PARA VEìCULOS AUTOMOTOR. O presente invento está relacionado a um módulo de barra transversal para a recepção do painel de instrumentos e reforço da carroceria através da conexão direta das duas colunas A do veículo automotor, composto de uma barra transversal com um retentor da coluna de direção, onde o módulo de barra transversal, isto é, não somente a barra transversal, mas também o retentor da coluna de direção, são produzidos usando um projeto de um compósito metal-plástico (tecnologia híbrida)

Description

MÓDULO DE BARRA TRANSVERSAL PARA VEÍCULOS AUTOMOTOR.

O presente invento está relacionado a um módulo debarra transversal para a recepção do painel de instrumentose reforço da carroceria através da conexão direta das duascolunas A do veiculo automotor, composto de uma barratransversal com um retentor da coluna de direção, onde omódulo de barra transversal, isto é, não somente a barratransversal, mas também o retentor da coluna de direção,são produzidos usando um projeto de um compósito metal-plástico (tecnologia hibrida).

Retentores de coluna de direção conhecidos, tambémchamados de consoles de direção, são compostos de perfis defolhas metálicas soldados feitos de aço ou componentesmoldados (p.ex. compostos de alumínio ou magnésio) ,formando uma peça única com a estrutura de suporte dosrolamentos da barra transversal do painel de instrumentospara produzir módulos de barra transversal, ou conectadosde maneira segura na forma soldada ou na forma de perfiscombinados, compostos de aluminio, de aço, de magnésio oude projeto hibrido de metal-plástico.

DE 10 2005 004 605 Al revela um módulo de barratransversal para veículos automotores compreendendo um tubode metal pelo menos parcialmente coberto por plástico, comum duto plástico, moldado de maneira a formar uma peçaúnica, através do qual um conjunto condutor pode serpassado, com um link moldado composto de plástico, para afixação à parede frontal do veiculo automotor através derosca.

DE 102 40 395 Al revela uma barra transversal que foiplanejada para um veiculo automotor e que, na parte curvado tubo, tem uma ligação para a coluna de direção soldada,sobre a qual a placa parafusada da coluna de direção émontada. 0 fabricante da seção curva da dita barratransversal usa um projeto híbrido metal-plástico.

DE200 08 201U1 Revela um suporte de painel deinstrumentos na configuração tipo hibrido para a instalaçãoentre as colunas A de um veiculo automotor que tem um corpoprincipal alongado em forma de concha, e também peçasestabilizadoras inseridas feitas de materiais metálicos,que foram unidas através de nervuras plásticas interioresmoldadas para produzir uma parte composta metal/plástico,através do qual passa um duto de ar por pelo menos umaparte, onde, simultaneamente com as nervuras plásticas,retentores, consoles e pontos de ligação compostos deplástico e se projetando para fora a partir do corpoprincipal foram montados de forma a produzir uma únicapeça.

DE 100 64 522 Al descreve um componente para veículosautomotores, em particular uma barra transversal paramontagem entre as colunas A de um veiculo automotor, com umcorpo principal essencialmente em forma de tubo, dentro doqual é fornecido pelo menos um duto. De maneira aproporcionar um componente melhorado de baixo peso que podese produzido mais facilmente, com menos operações eportanto com custo menor, e no qual um duto pode serintegrado de maneira vantajosa, DE 100 64 522 propõe que ocorpo principal tenha um revestimento interno de plásticopara formar paredes de duto compostas de plástico. O ditocomponente pode ser usado como um suporte para o painel deinstrumentos de um veiculo automotor. Prendedores, como osprendedores da coluna de direção, são presos ao corpoprincipal, e estes prendedores são compostospreferencialmente de metal. De acordo com o DE 100 64 522Al, os prendedores podem ser envolvidos em plástico,portanto aumentando sua rigidez, eliminando batidas eproporcionando proteção das extremidades.

Uma característica comum a todas as soluções descritasna arte anterior para a conexão de retentores de coluna dedireção e barra transversal é que nenhum deles contémunicamente de prendedores compostos de metal ou compostosde plástico que não recebe o console de direção até que umaoperação adicional seja executada, ou, na extensão em que amoldagem do console de direção é simultânea com a doplástico para as nervuras, ele é composto somente deplástico, como é o caso de DE 200 08 201 Ul.

A conseqüência do projeto em duas partes é o custooperacional maior, e a conseqüência da solução compostainteiramente de plástico de acordo com DE 200 08 201 Ul é afalta de estabilidade. As soluções descritas anteriormentena arte anterior além disso exibem um comportamento comvibrações que são uma desvantagem, e que podem ser sentidasaté no volante de direção. Apesar do DE 10 2005 004 605 Alindicar que o desenho hibrido proposto do módulotransversal reduz a massa oscilante, mas proporciona àbarra transversal uma freqüência intrínseca relativamentealta, dando ao módulo da barra transversal um alto nivel deconforto de vibrações, foi descoberto que em configuraçõesde veículos modificadas este comportamento vibratório dabarra transversal somente é insuficiente, e que ocomportamento vibratório desagradável se estende até ovolante de direção.

O objeto da presente invenção portanto consiste emmelhorar o comportamento vibratório intrínseco de todo osuporte do painel de instrumentos juntamente com o consoleda direção e a coluna de direção a ser fixado a isso(também denominado tubo da coluna de direção) com a metaque primeiramente a freqüência natural de primeiro modomedida no volante de direção seja >36 Hz, e, em comparaçãocom a arte anterior citada acima, resultados adicionais sãouma maior redução de peso, redução de custo e tambémprocessos de produção simplificados.

A dificuldade consiste especificamente no fato doretentor da coluna de direção ter a tarefa de receber acoluna de direção e servir como um importante elementoentre a antepara (parte da carroceria de sustentação) e obarra transversal do painel de instrumentos. 0 retentor dacoluna de direção aqui deve prover uma conexão de máximarigidez que tenha um efeito decisivo no comportamento devibração intrínseca da barra transversal do painel deinstrumentos. As vibrações intrínsecas indesejáveis sãocausadas por, por exemplo, excitação produzida a partir domotor, a partir do sistema de transmissão e a partir dochassi. Estas vibrações se propagam através da carroceriaaté a barra de direção chegando ao volante, e também a todoo painel de instrumentos, causando vibrações do volante ebarulho no interior do veiculo. 0 resultado é uma reduçãoinaceitável do conforto.

0 objetivo foi alcançado, e a presente invençãoportanto oferece um modulo de barra transversal parareceber o painel de instrumentos de um veiculo automotorcontendo um tubo de metal pelo menos parcialmente cobertopor plástico e um perfil de folha metálica com moldagemsimples funcionando como retentor da coluna de direção eprojetado e posicionado de tal maneira que, em composiçãocom o plástico moldado, primeiramente proporciona umaconexão rigida entre a coluna de direção e a parede frontale em segundo lugar uma conexão firme com o tubo metálicopor meio de uma estrutura composta inteiramente porplástico.

Surpreendentemente, a conexão segura do módulo dabarra transversal e o retentor da coluna de direção,fabricados de maneira semelhante usando um projeto hibrido,proporcionam, quando instalados, comportamento de vibraçõesintrínsecas otimizado, isto é, freqüência natural deprimeiro modo >36 Hz na coluna de direção, e também umaredução de custo e de peso de todo o veiculo. Finalmente,esta combinação de módulo de barra transversal e retentorda coluna de direção pode ser produzida de maneirasimplificada em uma única operação, através da moldagemdireta sobre e conectando duas peças de metal (tubometálico e folha de metal moldada) juntas no mesmo molde emuma única operação.

A presente invenção também oferece um processo parainfluenciar o comportamento de vibração intrínseca dosuporte do painel de instrumentos de veiculos automotoresquando instalados para gerar uma freqüência natural deprimeiro modulo > 36 Hz, caracterizado pela fixação domodulo de barra transversal embaixo do painel deinstrumentos, composto por um tubo metálico pelo menosparcialmente coberto por plástico e um perfil de folhametálica de moldagem simples funcionando como retentor dacoluna de direção e projetado e posicionado de maneira queele, em composição com o plástico moldado diretamente,proporciona diretamente uma conexão rigida entre a colunade direção e a parede frontal' e -em segundo lugar tem umconexão firme com o tubo metálico por meio da estruturacomposta inteiramente por plástico.

A presente invenção também oferece o uso de um módulode barra transversal para fixação embaixo do painel deinstrumentos de veiculos automotores, composto por um tubometálico pelo menos parcialmente coberto por plástico e umperfil de folha metálica de moldagem simples funcionandocomo retentor da coluna de direção e projetado eposicionado de maneira que ele, em composição com oplástico moldado diretamente, proporciona uma conexãorígida direta entre a coluna de direção e a parede frontale em segundo lugar tem um conexão firme com o tubo metálicopor meio da estrutura composta inteiramente por plástico,para influenciar diretamente o comportamento de vibraçõesintrínsecas do suporte do painel de instrumentos quandoinstalado para produzir uma freqüência natural de primeiromodo >36 Hz. Em uma configuração preferencial, a freqüêncianatural de primeiro modo é de 36,1 a 50 Hz, particularmentepreferível de 37,1 a 39 Hz.

Em uma configuração preferencial, a estrutura plásticaproduzida no procedimento de moldagem por injeção do módulode barra transversal inclui o reforço das nervuras que nãoapenas enrijecem a conexão à barra transversal do painel deinstrumentos mas também assume a função de fixação esuporte do perfil de folha metálica moldado diretamente, eproduz a transmissão de força para a parede frontal sobreuma grande área. As nervuras de reforço por sua vez têmsido preferencialmente firmemente fixadas ao perfil defolha metálica em locais discretos de conexão por meio deperfurações no perfil de folha metálica onde o plástico seestende através das perfurações e se estende sobre asuperfície das perfurações.

Em uma configuração preferencial da presente invenção,o tubo metálico e/ou o perfil de folha metálica usada comoretentor da coluna de direção tem uma cobertura de promotorde adesão ou adesivo. DE 10 2006 025 745 Al revela ospromotores de adesão a serem usados de acordo com ainvenção, e todo o seu conteúdo relacionado a este assuntoestá incorporado por meio de referência na presenteaplicação. 0 promotor de adesão ou adesivo épreferencialmente um promotor de adesão de dois estágiosque faz a ligação cruzada completa em duas etapasseqüenciais, preferencialmente por ativação térmica. Opromotor de adesão ou adesivo pode ser aplicado ao perfilde folha metálica ou material metálico antes da estampariae/ou moldagem, etc. Este tipo de aplicaçãopreferencialmente ocorre sobre o perfil de folha metálicapelo processo de coil coating, antes que as operações sejamexecutadas nele. Este processo particularmente tem baixocusto. Entretanto, o promoter de adesão ou adesivo pode seraplicado por spray, imersão ou métodos de spray em pó, etc.Após a aplicação sobre o perfil de folha metálica e/ou tubometálico, é feita a ligação cruzada parcial em uma primeiraetapa, assim formando uma superfície que é "seca ao toque",com resistência adequada aos danos por manuseio. Durante ouapós a moldagem direta do plástico, é feita a ligaçãocruzada completa do promotor de adesão ou adesivo, de modoque ele obtenha as propriedades finais. De maneira a seobter a energia de ativação necessária para a segunda faseda ligação cruzada do promotor de adesão, pode servantajoso aquecer o molde do plástico e/ou aquecer o perfildas inserções de folha metálica ou o tubo metálico, e/ougarantir que a temperatura de injeção do material plásticono molde de injeção seja alta o suficiente para produzir aligação cruzada. Como alternativa, é possivel obter aligação cruzada completa por tempera após o processo demoldagem direta.

O promotor de adesão ou adesivo que fornece a ligaçãocoesa entre o plástico e o perfilde folha metálica e/ou tubo metálico é preferencialmente umsistema de poliuretano ou um sistema epóxi, particularmentepreferível uma resina epóxi baseada em bisfenol A e/oubisfenol B e/ou bisfenol C e/ou bisfenol F.

Os sistemas promotores de adesão ou adesivospreferenciais para os materiais plásticos a serem usados deacordo com a invenção são baseados em adesivos epóximodificada por elastômero, particularmente com ligaçãocovalente através da copolimerização de 1,3-butadienos e/oucom ligação física através da adição de borracha.

Como configuração alternativa preferencial, o perfilde folha metálica é conectado à estrutura plástica do tubode metal em uma etapa de processo separada, somente após oprocesso de moldagem direta, através da rebitagem a quenteou outros tipos de rebites, grampeamento, ligação comadesivo ou métodos de aperto com rosca.

Em uma das configurações preferenciais da invenção, otubo de metal usado no módulo de barra transversal é umcano com ambas as extremidades fechadas por amassamento,com orifícios localizados em ambas as extremidades. Osorifícios feitos nas extremidades fechadas servem comopeças de apoio aparafusadas para as colunas A durante amontagem do módulo de membro transversal no interior dacarroceria do veículo. A vantagem deste desenho é que nãohá necessidade de soldagem de suportes angularesadicionais, como os convencionais usados para a ligação dascolunas A na arte anterior. A etapa adicional de fabricaçãode soldagem da ligação da coluna A pode portanto seromitida, e os problemas de distorção nestes locais sãoportanto eliminados também.

É preferível que o módulo de barra transversal tenha,em adição ao retentor da coluna de direção, uma peça deapoio plástica de moldagem direta em cada extremidadefechada por amassamento do cano metálico, e que haja umfuro vazado em cada peça de apoio plástica com moldagemdireta. Este furo vazado adicional serve para ligaçãoadicional do módulo de barra transversal à coluna A, eparticularmente para excluir qualquer rotação do módulo debarra transversal no eixo longitudinal do tubo metálico.

De acordo com uma configuração preferencial dainvenção o tubo metálico é composto de açopreferencialmente sem costura. 0 material do tubo metálicopode geralmente ser selecionado com vista nas propriedadesmecânicas exigidas. Em função do tipo de veiculo, alémdisso, é dada uma importância relativamente alta ou naotimização do espaço da instalação ou na otimização dopeso, e desta maneira influencia a seleção de materialadequado para o tubo metálico. Finalmente, como existe umcontato direto entre o cano metálico e a coluna A noveiculo automotor, a seleção do material também leva emconsideração as exigências de corrosão relevantes para esteemparelhamento de materiais. 0 cano de metal devepreferencialmente ser sem costura, mas pode também ser umcano metálico com solda longitudinal ou ainda um tubometálico extrudado. As dimensões exteriores do tubometálico preferencialmente têm tolerâncias estreitas, demodo que o molde de injeção forme um selo apertado com otubo de aço e alta qualidade de fabricação possa seralcançada durante a moldagem direta parcial do tubometálico e do retentor da coluna de direção com plástico.Em uma configuração preferencial, o tubo metálico temdesenho reto, isto é, não tem partes curvas onde possaocorrer uma deformação da curvatura se forem exercidasforças de pressão sobre o tubo de metal em suasextremidades fechadas (no caso de um impacto lateral).

0 módulo de barra transversal tem preferencialmentemeios moldados para receber um airbag para o passageiroe/ou meios moldados para receber protetores de joelhos e/oumeios moldados para receber um rádio ou unidade denavegação. Todos os meios de instalação mencionados, quepodem ser moldados como opcionais ou em qualquer combinaçãocom os outros, como uma peça única no módulo de barratransversal, facilitam a montagem de vários componentes dohabitáculo. Meios de instalação adicionais moldados comoopcionais ou em combinação servem como ligação para o túneldo eixo cardan. Uma vantagem da ligação do túnel do eixocardan é que o módulo de barra transversal tem entre ospontos de fixação às respectivas colunas A um ponto defixação adicional à carroceria do veiculo, assim primeiroaumentando a força e rigidez de todo o composto, e emsegundo também afeta com vantagens o comportamentovibratório do módulo de barra transversal.

De acordo com uma configuração preferencial dainvenção, o módulo de barra transversal também contém, notubo metálico, regiões não envolvidas por plástico, estesservindo como anexos dos elementos de conexão, por meio dosquais é possivel fixar um parafuso na placa da coluna dedireção. Os elementos de conexão podem ser usados paraintegrar a ligação da coluna de direção. Os elementos deconexão preferenciais são braçadeiras. Este método tambémelimina todas as conexões soldadas, com seus problemasassociados de distorção, na região da ligação da coluna dedireção. Para permitir uma fixação segura, este método épreferencialmente usado diretamente no tubo metálico, istoé, não envolvido em plástico.

De acordo com uma das configurações preferenciais dainvenção, o módulo da barra transversal também contémelementos de espuma que envolve o conjunto condutor quepassa através do duto plástico, e que pode ser inserido noduto plástico opcionalmente fornecido no tubo metálico, ecuja dimensão é tal que se expande elasticamente no dutoplástico e fica fixa na parede interna do tubo. Oselementos de espuma são preferencialmente compostos deespuma de PE, espuma de borracha ou materiais semelhantes.A espuma de PE é barata, enquanto a espuma de borracha temvantagens em relação à elasticidade e que o coeficiente defricção importante para fixação dentro do duto plástico (PE= polietileno). A vantagem dos elementos de borracha é queas várias espessuras dos conjuntos condutores podem seraceitas em virtude da elasticidade dos elementos de espuma.Conjuntos condutores de diferentes espessuras ocorremparticularmente com o uso de chicotes de fios específicosdo cliente. A compressibilidade dos elementos de espuma esuas propriedades de recuperação podem ser usadas parafixar o conjunto condutor dentro do duto plástico presenteopcionalmente. É ainda possível eliminar o uso complicadode fita adesiva enrolada ao redor do feixe de condutoresindividuais, porque os elementos de espuma eliminam asbatidas dos condutores individuais no duto plásticoopcional.

No duto plástico existem ranhuras moldadas dispostasem paralelo, entre as quais um elemento de espuma pode serinserido. Este método pode não só facilitar oposicionamento preciso durante a inserção dos elementos deespuma mas também pode garantir o posicionamento exato doselementos individuais de espuma dentro do duto plástico.

De acordo com uma configuração preferencial, oconjunto condutor passado através do duto plástico opcionalcontém condutores individuais mantidos juntos em essênciaapenas por prendedores. Os prendedores são usados demaneira a definir a posição dos condutores que seramificam. Em outras palavras, o enrolamento em torno detodo o feixe de condutores individuais pode ser eliminado,e a única exigência remanescente é dos prendedores noslocais onde está definida a ramificação de cada condutorindividual ou dos cabos dai em diante.

0 dimensionamento do duto plástico é preferencialmenteum que possa receber um conjunto de condutores para toda arede interna. 0 conjunto de condutores aqui também contémum conjunto de condutores do compartimento do motor,preferencialmente envolvido por uma placa ou bucha, cujasdimensões foram igualadas ao tamanho da apertura da paredefrontal do veiculo. É possível portanto, com o processo demontagem do módulo de barra transversal, montar, dentro doduto plástico, um conjunto condutor que neste estágiocontenha o conjunto condutor do compartimento do motor, eque seja introduzido no compartimento do motor através deuma abertura apropriada na parede frontal. Para permitir ofechamento à prova de vazamento da abertura apropriada naparede frontal, a placa ou bucha apropriada foi fornecidaneste estágio, para esta finalidade.

Os materiais usados no perfil de folha de metal doretentor da coluna de direção, ou os usados no tubometálico, são preferencialmente aço, alumínio, ligas dealumínio, ligas de aço, magnésio, titânio, ou plásticoreforçado com fibra de vidro ou carbono. Em umaconfiguração alternativa da presente invenção, o perfil defolha de metal composto de vários materiais da sériemencionada acima pode ser combinado com outro. Aço é usadopreferencialmente no tubo metálico.

De modo a obter a estrutura das nervuras do materialenvolvendo o tubo, e para obter a conexão do módulo debarra transversal e retentor da coluna de direção,polímeros termoplásticos são usados preferencialmente naforma de compostos de polímero moldáveis.

O processamento dos compostos de polímero moldáveispara as finalidades mencionadas acima usando um projeto decomposto metal-plástico acontece através de um processo dedefinição da forma dos termoplásticos, preferencialmenteatravés da moldagem por injeção, extrusão por derretimento,moldagem por compressão, estamparia ou moldagem por sopro.

Em principio, os efeitos vantajosos a serem alcançados sãoaparentes com termoplásticos de qualquer tipo. Uma lista determoplásticos a serem usados como componente A pode serencontrada como exemplo em Kunststoff-Taschenbuch [PlasticsHandbook] (Ed. Saechtling), edição de 1989, que tambémmenciona as fontes. Processos para a produção destestermoplásticos são conhecidos per se para uma pessoa comconhecimentos da arte. Os efeitos que podem ser alcançadossão aparentes de maneira semelhante em todas as variaçõesreveladas na arte anterior citada acima sobre o uso detecnologia híbrida, independente de a peça plásticaencapsular a peça de metal completamente ou, como no casodo EP 1 380 4 93 A2, simplesmente formar uma rede em tornodele, e independente da peça plástica se subseqüentementeincorporada por adesão ou conectada, por exemplo, por meiode laser à peça de metal, ou se, como em WO 2004/071741, apeça plástica e peça metálica obtenham um travamentocruzado seguro na operação adicional.

Os polímeros plásticos semicristalinos preferenciais(termoplásticos) para o módulo de barra transversal dainvenção, composta de tubo metálico e retentor da coluna dedireção, usando projeto hibrido, são aqueles selecionadosde um grupo de poliamidas, polímeros vinilaromáticos,polímeros ASA, polímeros ABS, polímeros SAN, POM, PPE,poliarileno éter, polipropileno (PP) ou suas misturas,sendo dada preferência aqui a poliamida, poliéster,polipropileno e policarbonatos ou misturas compreendendopoliamida, poliéster ou policarbonatos como constituinteessencial.

É particularmente preferencial que o material usadonas composições moldáveis a serem processadas contenha pelomenos um dos polímeros da série de poliéster,policarbonato, polipropileno ou poliamida ou mistura destestermoplásticos com os materiais mencionados acima.

As poliamidas a serem usadas preferencialmente,segundo a invenção, são poliamidas semicristalinas (PA),que podem ser preparadas a .partir de diaminas e ácidosdicarboxilicos e/ou a partir de lactamas que tenham nominimo 5 anéis constituintes, ou a partir dos aminoácidoscorrespondentes. As matérias primas que podem ser usadaspara esta finalidade são ácidos dicarboxílicos alifáticose/ou aromáticos, como o ácido adípico, ácido 2,2,4- e2,4,4-trimetiladípico, ácido azeláico, ácido sebácico,ácido isoftálico, ácido tereftálico e diaminas alifáticase/ou aromáticas, p.ex. tetrametilenodiamina,hexametilenodiamina, 1,9-nonanediamina, 2,2,4- e 2,4,4-trimetilhexametilenodiamina, osisômerosdiaminodiciclohexilmetanos,Diaminodiciclohexilpropano, bisaminometilciclohexano, fenilenodiaminas,xililenodiaminas, ácidos aminocarboxílicos, p.ex. ácidoaminocapróico e as lactamas correspondentes. Ascopoliamidas compostas de uma pluralidade de monômerosmencionados estão incluídas.

As poliamidas preferenciais Segundo a invenção sãopreparadas a partir de caprolactamas, particularmente a s-caprolactama, e também a maioria dos materiais que a compõeé baseada no PA6, no PA66 e em outras poliamidas oucopoliamidas alifáticas e/ou aromáticas, onde existem de 3a 11 grupos metileno para cada grupo de poliamida na cadeiado polímero.

As poliamidas semicristalinas a serem usadas de acordocom a invenção também podem ser usadas em uma mistura comoutras poliamidas e/ou com outros polímeros.Aditivos convencionais, p.ex. agentes de liberação domolde, estabilizantes e/ou auxiliares de fluxo podem seradicionados à mistura com as poliamidas ou aplicados sobrea superfície.

Os poliésteres são da mesma forma preferenciais para ouso de acordo com a invenção, sendo estes poliésteresbaseados nos ácidos dicarboxílicos aromáticos e emcompostos di-hidróxi alifáticos ou aromáticos.Um primeiro grupo de poliésteres preferenciais é o dostereftalatos polialquilenos, em particular aqueles quetenham de 2 a 10 átomos de carbono na parte álcool.

Tereftalatos polialquilenos deste tipo são conhecidose descritos na literatura. Sua cadeia principal contém umanel aromático que se origina do ácido dicarboxilicoaromático. Pode haver também uma substituição no anelaromático, p.ex. por halogênio, especialmente cloreto oubrometo ou por grupos Cr Q-alquil, especialmente metil,etil, iso- ou n-propil ou grupos n-» iso- ou tércio-butil.

Estes tereftalatos polialquilenos podem ser preparadospela reação de ácidos dicarboxilicos aromáticos, ou seusésteres ou outros derivados esteáricos, com compostos di-hidróxi alifáticos da maneira conhecida.

Os ácidos dicarboxilicos preferenciais que podem sermencionados são ácido 2,6 naftalenodicarboxilico, ácidotereftálico e ácido isoftálico, e a mistura deles. Até 30mol%, preferencialmente não mais que 10 mol%, dos ácidosdicarboxilicos aromáticos pode ser substituídos pelosácidos dicarboxilicos alifáticos ou cicloalifáticos, como oácido adipico, ácido azeláico, ácido sebácico, ácidosdodecanodióicos e ácidos ciclohexanodicarboxilicos.

Entre os compostos di-hidróxi alifáticos é dadapreferência aos dióis que tenham de 2 a 6 átomos decarbono, em particular 1,2-etanodiol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,4-hexanodiol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol e neopentilglicol, e a mistura deles.

Os poliésteres cujo uso é particularmente preferidosão tereftalatos polialquilenos produzidos a partir dealcanodióis que tenham entre 2 e 6 átomos de carbono. Entreeles, é dada preferência ao polietileno tereftalato (PET) ,polipropileno tereftalato e polibutileno tereftalato (PBT),e à mistura deles. Também é dada preferência ao PET e/ouPBT que contenham, como outras unidades de monômeros, até1% do peso, preferencialmente até 0,75% do peso, de 1,6-hexanodiol e/ou 2-metil-l,5-pentanodiol.

O número de viscosidade de poliésteres cujo uso épreferencial segundo a invenção está geralmente na faixa de50 a 220, preferencialmente entre 8 e 160 (medido em 0,5%força por peso da solução em uma mistura de fenol/o-diclorobenzeno em uma razão de peso de 1:1 a 25 °C) deacordo com a ISSO 1628.É dada particular preferência apoliésteres cujo conteúdo do grupo final carbóxi é de até100 meq/kg de poliéster, preferencialmente até 50 meq/kg depoliéster e em particular até 40 meq/kg de poliéster. Ospoliésteres deste tipo podem ser preparados, por exemplo,pelo processo de DE-A 44 01 055. O conteúdo de grupo finalcarbóxi é normalmente determinado por métodos de titulação(p.ex. potenciometria).

Se forem usadas misturas de poliéster, os compostos demoldagem contêm uma mistura composta de poliésteres quealém disso incluem poliésteres que não sejam PBT, como porexemplo polietileno tereftalato (PET).

0 uso de materiais reciclados também é vantajoso, comoPA ou PET reciclado (também chamado de sucata PET) , e seapropriado, misturados com tereftalatos polialquilenos,como PBT.

Os materiais reciclados são geralmente:

1) aqueles conhecidos como materiais reciclados pós-industriais: que são residuos da produção durante apolicondensação ou durante o processamento, p.ex. restos damoldagem por injeção, material de partida da moldagem porinjeção ou extrusão ou rebarbas de folhas ou lâminasextrudadas.

2) materiais reciclados pós-consumidor: itens plásticosque são coletados e tratados após a utilização peloconsumidor final. Garrafas PET de água mineral,refrigerantes ou sucos moldadas por sopro são facilmente ositens predominantes em termos de quantidade.

Ambos os tipos de materiais reciclados podem serusados ou como material triturado ou na forma de pelotas.

No caso de pelotas, o material reciclado cru é separado epurificado e depois derretido e transformado em pelotasusando um extrusor. Isto normalmente facilita o manuseio eo fluxo, e também a medição para as próximas etapas doprocessamento.

Os materiais reciclados usados podem ser tantopelotizados ou na forma triturada. 0 comprimento das bordasnão deve ser de mais de 10 mm, preferencialmente menos que8 mm.

Como os poliesteres sofrem quebra hidrolitica duranteo processamento (devido a traços de umidade) é aconselhávelsecar o material reciclado previamente. O conteúdo deumidade residual após a secagem deve ser preferencialmentede < 0,2%, particularmente < 0,05%.

Outro grupo de poliesteres que pode ser mencionado cujo usoé preferencial é o dos poliesteres totalmente aromáticosderivados dos ácidos dicarboxilicos aromáticos e doscompostos di-hidróxi aromáticos.Ácidos dicarboxílicos aromáticos adequados são oscompostos mencionados anteriormente para os tereftalatospolialquilenos. As misturas usadas preferencialmente sãocompostas por de 5 a 100 mol% de ácido isoftálico e de 0 a95 mol% de ácido tereftálico, em particular deaproximadamente 50 a 80% de ácido tereftálico e de 20 atéaproximadamente 50% de ácido isoftálico.

Os compostos di-hidróxi aromáticos preferencialmentetêm a fórmula geral (I)

onde

Z É um grupo alquileno ou cicloalquileno que tem até 8átomos de carbono, um grupo arileno

que tenha até 12 átomos de carbono, um grupo carbonila, umgrupo sulfonila, um átomo de oxigênio ou de enxofre, ou umaligação quimica, e onde

m varia de 0 a 2.

Os grupos fenilenos dos compostos podem também tersubstituições por grupos Ci-Cô-alquil ou alcóxi e fluoreto,cloreto ou brometo.

Exemplos de compostos dos quais estes compostos seoriginaram são di-hidroxibifenil, di(hidroxifenil)alcano,di(hidroxifenil)cicloalcano, di(hidroxifenil)sulfeto,

di(hidroxifenil)éter, di(hidroxifenil)cetona,

di(hidroxifenil)sulfóxido, x,x'-di(hidroxifenil)benzeno,resorcinol e hidroquinona, e também os seus derivados comanel alquilado e anel halogenado.

Entre eles é dada preferência a 4,4 '-di-hidroxibif enil, 2,4-di(4'-hidroxifenil)-2-metilbutano,a, a 1-di(4-hidroxifenil)-p~di-isopropilbenzeno, 2, 2-di(3'~metil-41-hidroxifenil)propano, e 2,2-di(3'-cloro-4'-hidroxifenil)propano, e em particular ao 2,2~di(4'-hidroxifenil)propano, 2,2-di(3',5-diclorodi-hidroxifenil)propano, 1, l~di (45-hidroxifenil)ciclohexano,3,4'-di-hidroxibenzofenona, 4,4'-di-hidroxidifenil sulfonae 2,2-di(3',5'-dimetil~4'-hidroxifenil)propano e misturasdeles.

Naturalmente é possível também usar misturas detereftalatos e poliésteres totalmente aromáticos. Elesgeralmente contêm de 20 a 98% do peso de tereftalatopolialquileno e de 2 a 80% por peso de poliéster totalmentearomático.

Também é possível usar blocos de copolimeros depoliéster, como copoliéter-ésteres. Os produtos deste tiposão conhecidos e estão descritos na literatura, p.ex. emUS-A 3 651 014. Produtos correspondentes também estãodisponíveis comercialmente, p.ex. Hytrel® (DuPont).

De acordo com a invenção, os materiais cujo uso épreferencial como os poliésteres também incluempolicarbonatos livres de halogênios. Exemplos depolicarbonatos livres de halogênio são os baseados emdifenóis da fórmula geral (II).

onde

Q é uma ligação simples, um Ci-C8-alquileno, C2-C3-alquilideno, C3-C6-cicloalquilideno, grupo C6-C]2-arileno,ou -O-, -S- ou -SO2-/ e m é um número inteiro de 0 a 2.

Os radicais fenilenos dos difenóis podem também tersubstituintes, como CiC6-alquil ou CiC6 alcóxi.Exemplos de difenóis preferenciais da fórmula sãohidroquinona, resorcinol, 4, 4'-di-hidroxibifenil, 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano, 2,4-bis(4-hidroxifenil)-2-

metilbutano e 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano. É dadapreferência em particular ao 2,2-bis (4-hidroxifenil)propanoe 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano, e também ao 1,1-bis(4- hidroxifenil)-353, 5-trimetilciclohexano.

Tanto os homopolimeros quanto copolimeros depolicarbonatos são adequados como componente A, e é dadapreferência aos copolimeros de policarbonatos do bisfenolA, assim como o homopolimero do bisfenol A.

Os policarbonatos adequados podem ser ramificados deuma maneira conhecida, especificamente e preferencialmenteincorporando de 0,05 a 2,0 mol%, baseado no total dedifenóis usados, de compostos no minimo trifuncionais,especialmente aqueles que tenham três ou mais grupos OHfenólicos.

Policarbonatos que se mostraram particularmenteadequados têm viscosidade relativas t]rej de 1,10 to 1,50,em particular de 1,25 a 1,40. Isto corresponde a uma massamolar média Mw (peso médio) de 10000 a 200000 g/mol,preferencialmente de 20000 a 80000 g/mol.

Os difenóis da fórmula geral são conhecidos ou podemser preparados por processos conhecidos.

Os policarbonatos podem, por exemplo, ser preparadosatravés da reação de difenóis com fosgênio no processointerfacial, ou com fosgênio no processo de fase homogênea(conhecido como processo da piridina) , e em cada caso opeso molecular desejado pode ser atingido de maneiraconhecida usando-se uma quantidade conhecida determinadores de cadeia conhecidos. (Em relação aospolicarbonatos contendo polidiorganosiloxano veja, porexemplo, DE-A 33 34 782.)

Exemplos de terminadores de cadeia adequados sãofenol, p-tercio-butilfenol, ou ainda alquilfenóis de cadeialonga, como o 4-(1,3-tetrametilbutil)fenol como no DE-A 2842 005, ou monoalquilfenóis, ou dialquilfenóis com um totalde 8 a 20 átomos de carbono no substituinte alquil como noDE-A-35 06 472, como o p-nonilfenol, 3,5-di-tercio-butilfenol, p-tercio-octilfenol, p-dodecilfenol, 2-(3,5-dimetil-heptil)fenol e 4-(3,5-dimetil-heptil)fenol.

Para os fins da presente invenção, os policarbonatoslivres de halogênios são policarbonatos compostos pordifenóis livres de halogênio, de terminadores de cadeialivres de halogênio, e, se usados, agentes ramificadoreslivres de halogênio, onde o conteúdo de quantidadessubordinadas em nivel de ppm de cloreto hidrolisável,resultante, por exemplo, da preparação de policarbonatoscom fosgênio no processo interfacial, não é consideradacomo passível de ser designada contendo halogênio para osfins dessa invenção. Policarbonatos deste tipo comconteúdos de cloreto hidrolisável em nivel de ppm sãopolicarbonatos livres de halogênio para os fins da presenteinvenção.

Outros polímeros termoplásticos adequados que podemser mencionados são carbonatos de poliésteres amorfos, ondedurante o processo de preparação o fosgênio foi substituídopor unidades de ácidos dicarboxilicos aromáticos, como oácido isoftálico e/ou unidades de ácido tereftálico. 0 EP-A0 711 810 pode ser consultado neste ponto para maioresdetalhes.

EP-A 365 916 descreve outros copolimeros depolicarbonatos que tenham radicais cicloalquil comounidades de monômeros.

Também é possivel substituir o bisfenol A por bisfenolTMC. Policarbonatos deste tipo são obtidos da Bayer AG coma marca registrada APEC HT®.

Em outra configuração preferencial da presenteinvenção, os compostos de polímeros para moldagem contêm de0,001 a 75 partes por peso, preferencialmente entre 10 e 70partes por peso, com preferência ainda maior por 20 a 65partes por peso, com preferência particular por 30 a 65partes por peso, de um excipiente ou material de reforço.

O excipiente ou material de reforço usado pode tambémconter uma mistura feita com dois ou mais excipientes e/oumateriais de reforço, por exemplo baseadas em talco, oumica, silicatos, quartzo, dióxido de titânio, wollastonita,caulim, silicas amorfas, carbonato de magnésio, carbonatode cálcio, feldspato, sulfato de bário, contas de vidroe/ou excipientes fibrosos e/ou materiais de reforçobaseados em fibras de carbono e/ou fibra de vidro. Épreferível usar excipientes minerais baseados em talco,mica, silicatos, quartzo, dióxido de titânio, wollastonita,caulim, silicas amorfas, carbonato de magnésio, carbonatode cálcio, feldspato, sulfato de bário e/ou fibra de vidro.Deve ser dada preferência maior ao uso de excipientesminerais baseados em talco, wollastonita, caulim e/ou fibrade vidro, com ênfase maior para a fibra de vidro.

Além disso, é dada preferência ao uso de excipientesminerais aciculares De acordo com a invenção, o termoexcipientes minerais aciculares significa um excipientemineral que tenha um caráter acicular pronunciado. Umexemplo que pode ser citado é a wollastonita acicular. Arazão Comprimento:diâmetro do mineral é preferencialmenteentre 2:1 e 35:1, com preferência particular entre 3:1 e19:1, sendo dada maior ênfase entre 4:1 e 12:1. 0 tamanhomédio da partícula, determinado usando-se um GRANULÔMETROCTAS, dos minerais aciculares inventivos deve ser menor que20 um, preferencialmente menores que 15 um, com ênfase queseja menor que 10 um.

O excipiente e/ou material de reforço pode, seapropriado, ter sua superfície modificada, por exemplo, comum agente de ligação ou um sistema agente de ligação, porexemplo baseado em silano. Entretanto este tratamento não éessencial. No entanto, em particular quando é usada fibrade vidro, é possível também usar dispersões de polímeros,formadores de filme, agentes ramificadores e/ou assistentesde processamento de fibra de vidro, além do silano.

As fibras de vidro cuja adição é particularmentepreferencial de acordo com a invenção são adicionadas naforma de fibras de filamento continuo ou na forma de fibrasde vidro cortadas ou trituradas, com o diâmetro da fibrasendo entre 7 e 18 \xm, preferencialmente de 9 a 15 urn. Asfibras podem ter sido fornecidas com um sistema de tamanhosadequado e com um agente de ligação ou sistema de agente deligação, por exemplo, baseado em silano.

Agentes de ligação baseados em silanos e usadosnormalmente para pré-tratamento são compostos de silano,preferencialmente compostos de silano da fórmula geral (III)•

(X- (CH2) q) k-Si- (0-CiH2r+1) 4-k

na qual

X é NH2-, HO- ou H3,

q é um número inteiro de 2 a 10, de preferência entre 3e 4,

r é um número inteiro de 1 a 5, de preferência entre 1 e2 e

é um número inteiro de 1 a 3, de preferência 1.

Agentes de ligação aos quais se deve dar preferênciasão compostos de silano do grupoaminopropiltrimetoxisilano, aminobutiltrimetoxisilano,aminopropiltrietoxisilano,aminobutiltrietoxisilano, e também os silanoscorrespondentes que tenham um grupo glicidil comosubstituinte X.

As quantidades geralmente usadas de compostos desilano para cobertura da superfície para a modificação dosexcipientes é de 0,05 a 2% por peso, preferencialmente de0,25 a 1,5% por peso e em particular de 0,5 a 1% por peso,baseado no excipiente mineral.

Os valores de d97 ou d50 do excipiente particuladopodem, como resultado do processamento para dar acomposição da moldagem ou a moldagem, ser menor nacomposição da moldagem ou na moldagem que os excipientesusados originalmente. A distribuição dos comprimentos dasfibras de vidro pode, como resultado do processamento paradar a composição da moldagem ou para proporcionar amoldagem, pode ser menor na composição da moldagem ou namoldagem.

Para esclarecer, deve ser notado que o escopo dainvenção compreende quaisquer combinações desejadas detodas as definições e parâmetros listados acima em termosgerais ou nas faixas preferenciais.Exemplo

Breve descrição dos esquemas

A invenção é descrita puramente por meio do exemplo abaixo,usando as figuras anexas:

Fig. 1 mostra uma seção do modulo de barra transversalde acordo com a invenção parcialmente recoberto complástico que se estende sobre a estrutura 3 inteiramentecomposta por plástico em um desenho com nervuras indo até operfil de folha metálica 2, que de maneira semelhantetambém é envolvido em plástico. A estrutura de perfilmetálico 2 com moldagem direta de plástico tem pontos defixação 4 para a coluna de direção e pontos de fixação 5para a parede frontal da carroceria do veiculo.

Fig. 2 mostra outra vista do módulo de colunatransversal da invenção, composto pelo retentor da colunade direção e tubo metálico.

Fig. 3. ilustra o perfil de folha metálica do retentor dacoluna de direção sem a estrutura plástica.

As perfurações no perfil de folha metálica não sãomostradas (Figura 3), e nem as áreas de plástico moldadosobre e através deles e moldadas sobre as bordas (figuras 1 e 2).

Métodos para executar a invenção

0 tubo metálico geralmente indicado pelo número dereferência 1 no módulo de barra transversal é mostradoapenas parcialmente na Figura 1, e sem qualquer conformaçãoespecifica do tubo metálico ou de quaisquer elementos deligação individuais. Entretanto, deve ficar claro que ageometria especifica tem a intenção de ser apenas umexemplo, na medida em que não é claro a partir daexplicação abaixo.

A seção mostrada de um módulo de barra transversal dainvenção, composto de um retentor de coluna de direção e umtubo metálico, serve para receber o painel de instrumentosde um veiculo, e é ligado às colunas A (não mostradas) deum veiculo automotor durante a montagem. 0 módulo de barratransversal é composto por um tubo metálico sem costura ouque tem uma costura de solda, sendo preferencialmente umtubo de aço, cujas dimensões externas têm tolerânciasestreitas. O tubo metálico foi preferencialmente fechadopor amassamento em ambas as extremidades. Existem furoslocalizados nestas extremidades fechadas e que servem comopeças de apoio parafusadas para as colunas A. A localizaçãodos furos é portanto na região do tubo metálico que é usadapela barra transversal para produzir uma conexão rigidaentre as colunas A. De modo a também permitir de maneiraparticular a absorção de grandes forças que surjam noevento de um impacto lateral, o desenho do tubo metálicodeve preferencialmente ser reto, isto é, o tubo metáliconão tem seções curvas onde deformações podem ocorrer quandoforças de pressão são exercidas no tubo metálico atravésdas

Extremidades fechadas.

Durante a produção da barra transversal, o tubometálico é recebe moldagem direta de plástico em uma plantade moldagem por injeção. Deve-se dar preferência ao uso deplástico reforçado por fibra, p.ex. plástico reforçado porfibra de vidro. O material PA GF30 (poliamida com 30% dopeso em conteúdo de fibra de vidro) provou-separticularmente adequado aqui. O plástico com moldagemdireta pode cobrir o tubo metálico inteiro, ou então podemhaver regiões onde não há moldagem direta de plástico. Se otubo metálico for completamente coberto por moldagem diretade plástico, existem requisitos particulares sobre aprecisão dimensional dos moldes, e também sobre o tubometálico, na planta de moldagem por injeção, e o tubometálico deve portanto ter tolerâncias estreitas em relaçãoàs dimensões externas.

A vantagem do uso do plástico para a moldagem diretasobre o tubo metálico é que os locais onde são exigidasforça e rigidez altas podem ser obtidos através do tubometálico enquanto os locais que servem meramente para aligação dos componentes descritos em detalhes abaixo podemser moldados em plástico. Da mesma maneira é possiveltambém atingir diferenciação adicional dependendo doplástico usado. Como exemplo, seria possivel usar plásticoreforçado por fibra, particularmente fibra de vidro,somente nos locais onde requisitos mecânicos aumentadossejam colocados no plástico, enquanto que plásticoconvencional sem reforço com fibra pode ser usado em outrasregiões. No caso da peça do módulo de barra transversalmostrada na Figura 1, a única seção mostrada é aquelafirmemente conectada ao retentor da coluna de direção.

Todas as peças plásticas aqui foram moldadas em uma únicaetapa de fabricação.

DE 10 2005 004 605 Al revela configuraçõesalternativas, e também elementos adicionais, e tambémmétodos de produção do tubo metálico da barra transversal.

Em contraste com as soluções consistindo inteiramentede plástico, a solução de composto plástico-metal descritana presente invenção do módulo de barra transversal naforma de um tubo metálico e retentor da coluna de direçãopermite atingir freqüências naturais de primeiro modo >36Hz quando instalado, que são atingidas somente pelo uso deprojetos compostos de metal e que portanto são marcadamentemais pesadas.

A estrutura do módulo de barra transversal compostapor um tubo metálico e o retentor da coluna de direção,ambos usando tecnologia hibrida, preferencialmente comnervuras plásticas, foi projetada de modo a também garantirum processo de produção simples e robusto.

Claims

1. Módulo de barra transversal para receber o painel deinstrumentos de um veiculo automotor contendo um tubo demetal pelo menos parcialmente coberto por plástico e umperfil de folha metálica com moldagem simples funcionandocomo retentor da coluna de direção e projetado e posicionadode tal maneira que, em composição com o plástico moldado,primeiramente proporciona uma conexão rigida entre a colunade direção e a parede frontal e em segundo lugar uma conexãofirme com o tubo metálico por meio de uma estrutura compostainteiramente por plástico.

2. Módulo de barra transversal de acordo com o Requerimento 1, caracterizado pela estrutura plástica tem nervuras dereforço.

3. Módulo de barra transversal de acordo com o Requerimento 2, caracterizado pelo fato das nervuras de reforço terem sidoconectadas firmemente ao perfil de folha metálica em locaisde conexão discretos de suas perfurações no perfil de folhametálica, onde o plástico se estende através das perfuraçõese se estende sobre as superfícies das perfurações.

4. Módulo de barra transversal de acordo com osRequerimentos 1 a 3, caracterizado por polímerostermoplásticos serem usados como plástico.

5. Módulo de barra transversal de acordo com o Requerimento 4, caracterizado pelos polímeros termoplásticos serem dogrupo das poliamidas, polímeros vinilaromáticos, poliésteres,polímeros ASA, polímeros ABS, polímeros SAN, POM, PPE,poliarileno éter sulfonas, polipropileno ou misturas delesserem usados.

6. Módulo de barra transversal de acordo com o Requerimento-4 ou 5, caracterizado pelos polímeros termoplasticos conterementre 0,001 a 75 partes por peso de um excipiente ou materialde reforço.

7. Módulo de barra transversal de acordo com qualquer dosRequerimentos de 1 a 6, caracterizado pelo perfil de folhametálica e/ou tubo metálico terem sido cobertos porpromotores de adesão ou adesivos.

8. Módulo de barra transversal de acordo com qualquer dosRequerimentos de 1 a 7, caracterizado por em uma etapaseparada do processo, somente após o processo de moldagemdireta, o perfil de folha metálica ser conectado à estruturaplástica através da rebitagem a quente ou outros tipos derebites, grampeamento, ligação com adesivo ou métodos deaperto com rosca.

9. Processo para influenciar o comportamento vibratóriointrínseco do suporte do painel de instrumentos quandoinstalado para produzir uma freqüência natural de primeiromodo >36 Hz, caracterizado por,nos veículos automotores, ummódulo de barra transversal é anexado sob o painel deinstrumentos de um veiculo automotor contendo um tubo demetal pelo menos parcialmente coberto por plástico e umperfil de folha metálica com moldagem simples funcionandocomo retentor da coluna de direção e projetado e posicionadode tal maneira que, em composição com o plástico moldado,primeiramente proporciona uma conexão rigida entre a colunade direção e a parede frontal e em segundo lugar uma conexãofirme com o tubo metálico por meio de uma estrutura compostainteiramente por plástico.

10. Uso de um módulo de barra transversal para receber opainel de instrumentos de veículos automotores, composto porum tubo metálico pelo menos parcialmente coberto por plásticoe um perfil de folha metálica de moldagem simples funcionandocomo retentor da coluna de direção e projetado e posicionadode maneira que ele, em composição com o plástico moldadodiretamente, proporciona uma conexão rigida direta entre acoluna de direção e a parede frontal e em segundo lugar temum conexão firme com o tubo metálico por meio da estruturacomposta inteiramente por plástico, para influenciardiretamente o comportamento de vibrações intrínsecas dosuporte do painel de instrumentos quando instalado paraproduzir uma freqüência natural de primeiro modo >36 Hz.