ES2223731T3 - Viga laminada compuesta para construccion de carrocerias de automoviles. - Google Patents

Viga laminada compuesta para construccion de carrocerias de automoviles.

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ES2223731T3
ES2223731T3 ES01203192T ES01203192T ES2223731T3 ES 2223731 T3 ES2223731 T3 ES 2223731T3 ES 01203192 T ES01203192 T ES 01203192T ES 01203192 T ES01203192 T ES 01203192T ES 2223731 T3 ES2223731 T3 ES 2223731T3
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Abstract

Una viga laminada (12; 72) que comprende: una porción estructural exterior (14; 74) que tiene una superficie de pared exterior y una superficie pared interior; una porción de tubo interior (16; 16¿; 76) que tiene sustancialmente la misma forma que la porción estructural exterior y que tiene una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, definiendo una cavidad (34) dicha superficie pared interior de dicha porción de tubo interior, estando dispuesta la porción de tubo interior en la porción estructural exterior, definiéndose entre las mismas un hueco de un grosor sustancialmente constante; y una capa de material (18; 78) basado en resina dispuesta entre y en contacto con dicha superficie de pared interior de dicha porción estructural exterior y dicha superficie de pared exterior de dicha porción de tubo interior, en donde la superficie de pared exterior de dicha porción de tubo interior se conforma estrechamente y se une a dicha superficie de pared interior de dicha porción estructural por dicha capa de material basado en resina, siendo el grosor de la capa de 1, 52 a 12, 7 mm, y en donde dicha porción de tubo interior está abierta a lo largo de al menos un lado en sustancialmente toda su longitud.

Description

Viga laminada compuesta para construcción de carrocerías de automóviles.
Campo técnico
La presente invención se refiere en general a miembros estructurales de carrocería de automóviles y, más específicamente, se refiere a técnicas para aumentar la resistencia y rigidez de miembros estructurales de carrocería de automóviles.
Antecedentes de la invención
En una serie de aplicaciones, particularmente en la industria del automóvil, es importante proporcionar miembros estructurales de alta resistencia con la masa más baja posible. Se han propuesto por otros en el pasado una serie de materiales compuestos para uso en la formación de miembros estructurales, incluyendo aleaciones ligeras exóticas. Sin embargo, en la industria del automóvil la necesidad de una reducción de masa sin sacrificar resistencia debe equilibrarse con el coste del producto al consumidor. Por tanto, existe la necesidad de mantener o aumentar la resistencia de miembros estructurales tales como balancines, pilares de parabrisas, pilares, vigas de soporte de radiador y ejes de accionamiento sin aumentar significativamente materiales y costes laborales.
Es conocido el refuerzo de miembros estructurales de un vehículo a motor mediante el uso de materiales compuestos. Por ejemplo, el presente inventor ha descrito una serie de estructuras compuestas metal/plástico para uso en el refuerzo de componentes de vehículos a motor. En la patente norteamericana número 4.901.500, titulada "Viga Compuesta Ligera", se describe una viga de refuerzo para una puerta de vehículo que comprende un miembro metálico en forma de canal abierto que tiene una cavidad longitudinal que está llena de un material basado en resina termoestabilizada o termoplástica. En la patente norteamericana número 4.908.930, titulada "Método de Fabricación de una Barra de Torsión", se describe una barra de torsión hueca reforzada por una mezcla de resina con material de carga. El tubo se corta a medida y se carga con material basado en resina.
En la patente norteamericana número 4.751.249, titulada "Inserto de Refuerzo para un Miembro Estructural con Método de Fabricación y Uso del Mismo", se proporciona un inserto de refuerzo precolado que está formada por una serie de bolitas que contienen una resina termoestabilizada con un agente de expansión. El precolado es expandido y curado en su sitio dentro del miembro estructural. En la patente norteamericana número 4.978.562, titulada "Viga de Puerta Tubular Compuesta Reforzada con un Núcleo de Espuma Sintáctica Localizado en el Tramo Medio del Tubo", se describe una viga de puerta compuesta que tiene un núcleo basado en resina que ocupa no más de un tercio del ánima de un tubo metálico.
Además del propio trabajo previo del presente inventor, se conocen una serie de construcciones laminadas metálicas en las que placas metálicas están unidas conjuntamente por una capa interpuesta de resina. Asimismo, se conoce formar una hoja laminada metálica para uso como un miembro de panel de suelo que comprende un par de láminas metálicas planas que tienen una capa interpuesta de asfalto o polímero elástico.
El documento WO 93/05103 se refiere a un método para reforzar un miembro hueco. Comprende insertar un medio precursor de espuma dentro del miembro, cuyo medio se expande al ser calentado para llenar el vacío con una espuma rígida. Allí donde el vacío es grande puede colocarse centralmente un disipador térmico en forma de tubo metálico dentro del volumen que se ha de llenar.
El documento DE 2919046 se refiere a una construcción de parachoques que comprende dos perfiles metálicos separados de lámina en forma de U. El espacio entre los perfiles metálicos está lleno con una espuma de alta resistencia. Al ser un parachoques, el relleno está diseñado para absorber esfuerzos.
El documento US 3123170 se refiere a un soporte de radiador en el que un material de almohadilla elástico está retenido entre porciones cooperantes de ménsulas para contrarrestar vibraciones.
El documento DE-U 9011147.8 se refiere a un eje de accionamiento que comprende un elemento tubular que tiene un tubo ranurado sujeto dentro del mismo. El tubo ranurado tiene un revestimiento de un grosor de 50-2000 \mum de un material que produce amortiguación.
El documento EP 0453777 se refiere a una disposición y a un método para sellar una cavidad usando un tapón sellante conformado preformado que contiene un material sellante expandible.
El documento WO 89/06595A describe un método para la producción de tuberías compuestas que tienen una tubería interior fabricada de resina sintética y una tubería exterior fabricada de metal, cuya superficie interior está forrada con la tubería interior.
Aunque el llenado de secciones con espuma plástica aumenta significativamente la rigidez de las secciones (al menos cuando se emplean espumas de alta densidad), también aumentan la masa y, por tanto, el peso de la pieza, lo cual, según se indica, es una característica no deseada en aplicaciones de automoción. Además, aunque el aumento del calibre metálico de una sección o la adición de refuerzos metálicos localizados aumentará la rigidez a medida que aumenta el grosor del metal, es más difícil formar la pieza debido a limitaciones de las máquinas formadoras de metal. Es importante el hecho de que en muchas aplicaciones el aumento del calibre metálico no funcionará efectivamente, dado que la frecuencia de la rigidez es proporcional a la rigidez de la sección divida por la masa de la sección: f \approx \sqrt{K/m} (es decir, la frecuencia es proporcional a la raíz cuadrada de la rigidez partida por la masa). La masa y la rigidez son aumentadas proporcionalmente, sin cambio resultante en la frecuencia de la rigidez dinámica de la pieza.
Además, al llenar una sección totalmente con espuma se crea un gran disipador térmico y se requieren operaciones de sellado elaboradas para cerrar agujeros de acceso en las piezas estampadas. Asimismo, la presencia de la espuma puede interferir con la colocación de paneles de adorno interiores, arneses de cableado y bisagras.
En consecuencia, sería deseable proporcionar una técnica de bajo coste para aumentar la rigidez de una sección sin aumentar proporcionalmente la masa. La presente invención proporciona secciones que tienen valores de rigidez incrementados sin un aumento significativo de la masa y sin el uso de altos volúmenes de resinas caras. En muchas aplicaciones, la presente invención reduce vibraciones que causan una "sacudida" no deseada de un componente.
Sumario de la invención
Según la presente invención, se proporciona una viga laminada que comprende:
una porción estructural exterior que tiene una superficie de pared exterior y una superficie pared interior;
una porción de tubo interior que tiene sustancialmente la misma forma que la porción estructural exterior y que tiene una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, definiendo una cavidad dicha superficie pared interior de dicha porción de tubo interior, estando dispuesta la porción de tubo interior en la porción estructural exterior, definiéndose entre las mismas un hueco de un grosor sustancialmente constante; y
una capa de material basado en resina dispuesta entre y en contacto con dicha superficie de pared interior de dicha porción estructural exterior y dicha superficie de pared exterior de dicha porción de tubo interior, en donde la superficie de pared exterior de dicha porción de tubo interior se conforma estrechamente y se une a dicha superficie de pared interior de dicha porción estructural por dicha capa de material basado en resina, siendo el grosor de la capa de 1,52 a 12,7 mm, y en donde dicha porción de tubo interior está abierta a lo largo de al menos un lado en sustancialmente toda su longitud.
Además, se proporciona según la invención un método para fabricar una viga laminada que comprende los pasos de:
proporcionar una porción estructural exterior;
formar una porción de tubo interior, que tiene sustancialmente la misma forma que la porción estructural exterior, que está abierta a lo largo de al menos un lado en sustancialmente toda su longitud y que tiene una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, definiendo dicha superficie de pared interior de dicha porción de tubo interior una primera cavidad, cuya porción de tubo interior encaja dentro de una segunda cavidad definida por dicha porción estructural exterior;
colocar una capa o cinta de una resina termoestabilizada y/o expandible en al menos una parte de la superficie de pared exterior de dicha porción de tubo interior;
insertar dicha porción de tubo interior en dicha segunda cavidad para formar un conjunto en el que la superficie de pared exterior de la porción de tubo interior se conforma estrechamente a, y define entre las mismas, un hueco sustancialmente constante, dicha superficie pared interior de dicha porción estructural exterior, y calentar dicho conjunto a una temperatura a la cual la resina es curada y/o se expande en su sitio para formar una capa de material colocado de resina que tiene un grosor de 1,52 mm a 12,7 mm y unir dicha porción estructural exterior a dicha porción de tubo interior.
Asimismo, la presente invención proporciona una porción de tubo que es un inserto de caída para su disposición dentro de una porción estructural exterior que tiene una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, teniendo la porción de tubo una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, definiendo una cavidad dicha superficie de pared interior de dicha porción de tubo, caracterizada porque la citada superficie de pared exterior tiene una capa o cinta de una resina termoestabilizada y/o expansible que puede curarse y/o expandirse en su sitio para formar una capa de material basado en resina y para formar la viga laminada según se describió previamente, cuya porción de tubo está abierta a lo largo de al menos un lado en sustancialmente toda su longitud.
En un aspecto, la presente invención proporciona una viga laminada hueca caracterizada por su alta relación de rigidez a masa. La viga tiene una porción exterior que está separada de un tubo interior por una delgada capa de espuma estructural.
En otro aspecto, la viga laminada hueca de la presente invención es una viga de soporte de radiador de automóvil que tiene una sección metálica exterior y un tubo interior generalmente rectangular, que está abierto por un lado. Al menos tres lados del tubo interior rectangular están revestidos con una espuma estructural que está dispuesta entre el tubo interior rectangular y la sección metálica exterior y en contacto con los mismos. Una tapa metálica está soldada en su sitio para completar la viga y retener el tubo interior. El diámetro de cualesquiera agujeros pasantes en el tubo interior, que están alineados con los agujeros pasantes de la porción exterior, es mayor el de los agujeros pasantes de la porción exterior de tal manera que la espuma estructural no bloquea las holguras de los agujeros pasantes de ninguno de los grosores metálicos.
En aún otro aspecto, la viga laminada de la presente invención es un pilar de parabrisas de automóvil. Un tubo metálico hueco está dispuesto dentro del pilar y está separado de las piezas estampadas del pilar exterior por una capa delgada de espuma estructural.
En aún otro aspecto, la viga laminada de la presente invención es un conjunto de panel de balancín de automóvil. El conjunto de panel de balancín comprende secciones de panel coincidentes interior y exterior que forman una estructura de pared de panel de balancín generalmente rectangular. Colocado dentro de la estructura de pared de panel de balancín está un tubo metálico interior encajado estrechamente que define una cavidad. Una delgada capa de espuma estructural está dispuesta entre la estructura de pared de panel de balancín y la estructura de tubo
interior.
En aún otro aspecto la viga es un eje de accionamiento de un vehículo a motor. Un tubo interior está recibido estrechamente dentro del alojamiento del eje de accionamiento exterior, definiendo así un anillo. Una capa de espuma está dispuesta en el anillo.
La presente invención también proporciona un método para aumentar la relación de rigidez a masa de una viga, en la que la viga define una cavidad. El método incluye los pasos de formar un tubo que encaja dentro de la cavidad definida por la viga; colocar una capa de resina en al menos una porción de la superficie exterior del tubo; e insertar el tubo en la cavidad, haciendo contacto la resina con la pared interior del tubo.
En aún otro aspecto, la presente invención comprende una sección de carril en C para uso en bastidores de camión. Un miembro interior en forma de C estampado o enrollado está separado del carril de bastidor exterior en forma de C por una capa de material basado en resina.
En aún otro aspecto, se usan una serie de tapones fabricados de una espuma que se desintegra a altas temperaturas para cerrar agujeros pasantes en una pieza que subsiguientemente es llenada con un material de núcleo. Luego, se hace que la pieza atraviese un horno que funde o desintegra los tapones.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva del extremo frontal de un vehículo a motor, sin el motor y con la carrocería mostrada en línea de trazos.
La figura 2 es una vista en perspectiva despiezada de una viga de soporte de radiador fabricada según la presente invención.
La figura 2A es una vista fragmentaria de los agujeros pasantes sobredimensionados de la presente invención.
La figura 3 es una vista en planta de la viga de soporte de radiador de la figura 2.
La figura 4 es una vista en alzado frontal de la viga de soporte de radiador de la figura 2.
La figura 5 es una sección transversal longitudinal fragmentaria a lo largo de las líneas 5-5 de la figura 3.
La figura 6 es una sección transversal a lo largo de las líneas 6-6 de la figura 3.
La figura 7 es una sección transversal de una sección de carril en C fabricada según la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Haciendo referencia ahora a la figura 1 de los dibujos, se muestra un vehículo 10 a motor sin el motor y la carrocería ilustrada en línea de trazos. La estructura o viga 12 de soporte de radiador está montada sobre el chasis y sirve para soportar el radiador del vehículo (no mostrado). En la figura 2, la viga 12 de soporte de radiador está ilustrada en una vista despiezada, teniendo una envuelta o porción exterior 14 que en esta realización es una pieza estampada de acero. Está dispuesto un tubo interior, mostrado aquí como un tubo 16 en forma de canal, que tiene una capa de material 18 basado en resina aplicada a superficies seleccionadas. La tapa 20 es vista teniendo una serie de agujeros pasantes 22 y sirve para rodear el tubo 16 en forma de canal dentro de la envuelta exterior 14.
Más específicamente, y haciendo referencia ahora a las figuras 2 a 6, la envuelta exterior 14 define una cavidad o canal 24. Se ve una serie de agujeros pasantes 26 a través de los cuales puede extenderse un cableado eléctrico (no mostrado). La envuelta exterior 14 incluye una porción 28 de ménsula o placa de montaje que se extiende lateralmente y que está fijada a componentes del conjunto de motor.
Los beneficios de la presente invención son proporcionados por un tubo interior o porción interior 16 que en este caso es de metal formado por laminación, por ejemplo acero de calibre delgado, que se forma de modo que pueda encajarse estrechamente dentro de la cavidad 24 de la envuelta exterior 14. El tubo interior 16 en esta realización se adapta estrechamente a la geometría de la envuelta exterior 14, incluyendo una placa lateral 30 que casa con la ménsula de montaje 28. Disponiendo una capa de material 18 basado en resina sobre superficies seleccionadas del tubo interior 16 y ensamblando luego el tubo interior 16 y la envuelta exterior 14 para formar la construcción de tubo en tubo mostrada del mejor modo en la sección transversal de la figura 6, la rigidez de la viga 12 resulta incrementada significativamente sin un aumento significativo de la masa. En consecuencia, según se muestra en las figuras 2 y 6, se aplica una capa de material 18 basado en resina, mostrado aquí sobre tres lados del tubo interior 16.
Pueden usarse una serie de composiciones basadas en resina para formar la capa 18 basada en resina de las presentes invenciones. Las composiciones preferidas imparten unas características excelentes de resistencia y rigidez a la viga 12 al tiempo que el aumento del peso sólo es marginal. Con referencia específica ahora a la composición de la capa basada en resina, la densidad del material deberá ser preferiblemente de aproximadamente 0,242-0,640 gcm^{-3}(15 libras por pie cúbico hasta aproximadamente 40 libras por pie cúbico) para minimizar el peso. El punto de fusión de la capa 18 basada en resina, la temperatura de distorsión térmica y la temperatura a la cual ocurre la descomposición química también deberán ser suficientemente altos de tal modo que la capa 18 mantenga sustancialmente su estructura a las altas temperaturas encontradas típicamente en hornos de pintura y similares. Por tanto, la capa 18 basada en resina deberá ser capaz de soportar temperaturas superiores a 134ºC (300 grados F) y preferiblemente 162ºC (350 grados F) durante tiempos cortos. Asimismo, la capa 18 basada en resina deberá ser capaz de soportar calores de aproximadamente 67-90ºC (180 grados F a 220 grados F) durante extensos períodos sin mostrar una distorsión o degradación sustancial inducida por el calor.
Con más detalle, la capa 18 basada en resina incluye una resina sintética, un agente formador de celdas y un material de carga. Una resina sintética constituye desde aproximadamente un 35,0 por ciento hasta aproximadamente un 95,0 por ciento en peso, preferiblemente desde aproximadamente un 75,0 por ciento hasta aproximadamente un 94,0 por ciento en peso, y lo más preferiblemente desde aproximadamente un 78,0 por ciento hasta aproximadamente un 90,0 por ciento en peso de la capa 18. Según se emplea aquí, el término "agente formador de celdas" se refiere en general a agentes que producen burbujas, poros o cavidades en la capa 18. Es decir, la capa 18 basada en resina tiene una estructura celular, teniendo numerosas celdas dispuestas en toda su masa. Esta estructura celular proporciona un material de baja densidad y alta resistencia, el cual, en la viga 12, por proporciona una estructura robusta, aunque ligera. Los agentes formadores de celdas que son compatibles con la presente invención incluyen microesferas o microburbujas "huecas" de refuerzo que pueden formarse de vidrio o plástico. Las microesferas de plástico puede ser termoestables o termoplásticas y estar expandidas o sin expandir. En una realización, se usan microesferas no expandidas que más tarde son expandidas para formar la capa 18 basada en resina. Las microesferas preferidas tienen un diámetro desde aproximadamente 1,0 hasta aproximadamente 250 y preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 180 micras. El agente formador de celdas también puede comprender un material ligero más grande, tal como microesferas de un diámetro mayor de 400 micras. Asimismo, el agente formador de celdas puede comprender un agente de expansión que puede ser un agente de expansión químico o un agente de expansión físico. Se prefieren particularmente las microesferas de vidrio. Allí donde el agente formador de celdas comprende microesferas o macroesferas, constituye desde aproximadamente un 1,0 por ciento hasta aproximadamente un 60,0 por ciento en peso, preferiblemente desde aproximadamente un 1,0 por ciento hasta aproximadamente un 35,0 por ciento en peso, y lo más preferiblemente desde aproximadamente un 3,0 por ciento hasta aproximadamente un 20,0 por ciento en peso de la capa 18. Allí donde el agente formador de celdas comprende un agente de expansión, constituye desde aproximadamente un 1,0 por ciento hasta aproximadamente un 10,0 por ciento en peso, preferiblemente desde aproximadamente 1,0 por ciento hasta aproximadamente un 5,0 por ciento en peso, y lo más preferiblemente desde aproximadamente un 3,0 por ciento hasta aproximadamente un 5,0 por ciento en peso de la capa 18. Materiales de carga adecuados incluyen microesferas de vidrio o plástico, humo de sílice, carbonato cálcico, fibra de vidrio molida y hebras de vidrio troceadas. Se prefieren particularmente microesferas de vidrio. Otros materiales pueden ser adecuados. Un material de carga constituye desde aproximadamente un 1,0 por ciento hasta aproximadamente un 55,0 por ciento en peso, preferiblemente desde aproximadamente un 5,0 por ciento hasta aproximadamente un 24,0 por ciento en peso, y lo más preferiblemente desde aproximadamente un 7,0 por ciento hasta aproximadamente un 19,0 por ciento en peso de la capa 18 basada en resina.
Resinas sintéticas preferidas para uso en la presente invención incluyen resinas termoestabilizadas tales como resinas epoxy, resinas de éster de vinilo, resinas de poliéster termoestabilizadas y resinas de uretano. No se pretende que el alcance de la presente invención esté limitado por el peso molecular de la resina. Allí donde el componente de resina del material de carga líquido es una resina termoestabilizada, pueden incluirse también diversos aceleradores, tales como "EMI-24" (acelerador de imidazol) y "DMP-30", y agentes de curado, preferiblemente peróxidos orgánicos tales como peróxido "MEK" y "Percadox", para aumentar la velocidad de curado. Una cantidad funcional de acelerador abarca típicamente desde aproximadamente un 0,1 por ciento hasta aproximadamente un 4,0 por ciento del peso de la resina con una reducción correspondiente de uno de los tres componentes, resina, agente formador de celdas o material de carga. Similarmente, la cantidad de agente de curado usada abarca típicamente desde aproximadamente un 12 por ciento hasta aproximadamente un 4 por ciento del peso de la resina con una reducción correspondiente de uno de los tres componentes, resina, agente formador de celdas o material de carga. Cantidades efectivas de ayudas de procesamiento, estabilizadores, colorantes, absorbentes de UV y similares también pueden incluirse en la capa. También pueden ser adecuados los termoplásticos.
En las siguientes tablas, se exponen formulaciones preferidas para la capa 18 basada en resina. Se ha averiguado que estas formulaciones proporcionan una capa 18 que da como resultado una viga 12 que tiene una relación de rigidez/masa mayor de 1, en donde 1 es una relación normalizada de rigidez/masa de una viga metálica en canal con forma de C hueca o abierta con independencia de la masa.
Se prefieren las fórmulas I y III para uso con superficies metálicas limpias (es decir, después de eliminar cualquier residuo de las superficies metálicas de contacto tales como aceites de fresado y compuestos de secado). La fórmula II no requiere una extensa limpieza previa del metal.
1
Según se apreciará por los versados en la técnica, EPON 828 es una resina epoxy, Haloxy 62 es un diluyente epoxy, Der 732 es un epoxy flexible, Expancel 551 DU es un agente de expansión, SG Micron y 3M K20 son microesferas y DI-CY es un agente de curado.
Puede ser adecuada una serie de métodos para aplicar la capa 18 al tubo de refuerzo 16, por ejemplo pulverizando el material basado en resina sobre la superficie del tubo 16. Puede ser adecuado llenar el espacio entre los tubos interior y exterior después de ensamblarlos. Se prefiere aún más la aplicación del material basado en resina usando un aplicador de pico de pato que aplica una cinta ancha y uniforme de resina sobre las superficies del tubo 16. En la mayoría de las aplicaciones, el grosor en mm (pulgadas) de la capa 18 deberá ser desde aproximadamente 1,52 mm-12,7 mm (0,060 hasta aproximadamente 0,50) y más preferiblemente desde aproximadamente 2,54-6,35 (0,10 hasta aproximadamente 0,25) allí donde se empleen las composiciones de espuma preferidas aquí descritas.
En aquellas realizaciones de la presente invención en las que la envuelta exterior 14 tiene uno o más agujeros pasantes 26, por ejemplo para el paso de un cableado eléctrico o similar, será necesario proporcionar unos agujeros pasantes emparejados 32 en el tubo interior 16 en coincidencia con los agujeros pasantes 26 de la envuelta exterior. Dado que la capa 18 de espuma estructural podría en algunos casos bloquear todos o una parte de los agujeros pasantes 32, se requeriría un paso de ensamblaje separado para eliminar el material de espuma del agujero. En una realización preferida de esta invención, se obtiene holgura creando agujeros pasantes 32 sobredimensionados en alineación con los agujeros pasantes 26. Se prefiere que el diámetro de los agujeros pasantes 32 sea al menos un 20 por ciento mayor que el de los agujeros pasantes 26, pero en algunas aplicaciones serán suficientes agujeros pasantes de igual tamaño. De esta manera, la resina o espuma que se extiende desde los bordes del tubo interior 16 hacia dentro de la holgura de los agujeros pasantes 32 no bloqueará generalmente el cableado, pinzas o tornillos y similares que están roscados a través de los agujeros pasantes 26. Este concepto se ilustra también en la figura 2A (vista mirando hacia el agujero pasante 32 desde el interior) en la que una porción de la capa 18 se extiende hacia dentro de la holgura del agujero pasante 32 durante la aplicación, pero no hasta los márgenes del agujero pasante 26. En el caso de que la capa 18 obstruya cualquiera de los agujeros pasantes 32, éstos pueden limpiarse por soplado usando un chorro de aire antes de que se solidifique la capa 18.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 2 y 5, una tapa 20 cierra la viga 12 de soporte de radiador así como la cavidad o canal 34 definido por el tubo interior 16. La cavidad 34 estará generalmente limpia (es decir, el tubo interior 16 será hueco), excepto por la presencia del cableado. La tapa 20 está preferiblemente soldada en su sitio. El grosor efectivo de las paredes reforzadas de la viga 12 es típicamente de cuatro a cinco veces el de la envuelta 14, con un aumento muy pequeño del peso.
Allí donde la capa 18 es de un material basado en resina termoestabilizada y/o expansible, la capa 18 puede curarse y/o expandirse en su sitio por el calor del horno de revestimiento B. Se prefiere que la capa 18 una conjuntamente la envuelta 14 y el tubo 16. Asimismo, deberá observarse que la construcción de la presente invención permite que se drene el revestimiento B, lo cual no sería posible si toda la viga estuviera llena de espuma. Además, la cantidad mínima de espuma que se usa no crea un cuerpo disipador térmico como es el caso con áreas de espuma grandes y densas y la utilización de una cantidad mínima de espuma reduce el coste de materiales. Asimismo, se elimina la necesidad de tapones o similares para permitir la carga de espuma en toda la viga.
Cuando se desea, el tubo interior 16 en los agujeros pasantes 32 puede rebordearse hacia dentro en dirección a la envuelta exterior 14 de tal modo que la pestaña sirva como un cierre para confinar y aislar la capa 18. Alternativamente, la envuelta exterior 14 en los agujeros pasantes 26 puede rebordearse hacia dentro hacia el tubo interior 16 para el mismo fin. Asimismo, para este fin pueden usarse tapones u ollas en los agujeros pasantes 26 y/o 32.
Puede usarse una serie de materiales para formar la envuelta exterior 14 y el tubo interior 16, tal como plástico o metal, pero se prefiere el acero. El calibre metálico de la envuelta exterior en mm (pulgadas) abarcará típicamente desde aproximadamente 0,76-2,88 mm (0,30 hasta aproximadamente 0,90). El calibre metálico del tubo interior abarcará típicamente desde aproximadamente 0,64-1,28 mm (0,25 hasta aproximadamente 0,50).
En la figura 7, se muestra un carril en C 72 que tiene una sección 74 de envuelta exterior separada de una porción 76 de tubo o canal interior por una capa de espuma estructural 78.
Serán evidentes a la luz de las presentes enseñanzas una serie de aplicaciones específicas adicionales de la presente invención.

Claims (30)

1. Una viga laminada (12; 72) que comprende:
una porción estructural exterior (14; 74) que tiene una superficie de pared exterior y una superficie pared interior;
una porción de tubo interior (16; 16'; 76) que tiene sustancialmente la misma forma que la porción estructural exterior y que tiene una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, definiendo una cavidad (34) dicha superficie pared interior de dicha porción de tubo interior, estando dispuesta la porción de tubo interior en la porción estructural exterior, definiéndose entre las mismas un hueco de un grosor sustancialmente constante; y
una capa de material (18; 78) basado en resina dispuesta entre y en contacto con dicha superficie de pared interior de dicha porción estructural exterior y dicha superficie de pared exterior de dicha porción de tubo interior, en donde la superficie de pared exterior de dicha porción de tubo interior se conforma estrechamente y se une a dicha superficie de pared interior de dicha porción estructural por dicha capa de material basado en resina, siendo el grosor de la capa de 1,52 a 12,7 mm, y en donde dicha porción de tubo interior está abierta a lo largo de al menos un lado en sustancialmente toda su longitud.
2. Una viga laminada según la reivindicación 1, en la que dicha porción de tubo interior (16; 76) es un canal en forma de U.
3. Una viga laminada según la reivindicación 2, en la que una tapa (20) cierra el canal y retiene la porción de tubo interior dentro de la porción estructural exterior.
4. Una viga laminada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha capa de material basado en resina es de una espuma estructural.
5. Una viga laminada según la reivindicación 4, en la que dicha espuma estructural es una resina termoestabilizada curada.
6. Una viga laminada según la reivindicación 4, en la que dicha espuma estructural es una resina expansible expandida.
7. Una viga laminada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la capa de material basado en resina tiene una densidad de aproximadamente 0,242-0,640 gcm^{-3}.
8. Una estructura de soporte de radiador para un vehículo a motor que comprende una viga laminada según se reivindica en cualquier reivindicación precedente.
9. Un pilar de parabrisas para un vehículo a motor que comprende una viga laminada según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
10. Un conjunto de panel de balancín para un vehículo a motor que comprende una viga laminada según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
11. Un método para fabricar una viga laminada, que comprende los pasos de:
proporcionar una porción estructural exterior (14; 74);
formar una porción (16; 76) de tubo interior, que tiene sustancialmente la misma forma que la porción estructural exterior, que está abierta a lo largo de al menos un lado en sustancialmente toda su longitud y que tiene una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, definiendo dicha superficie de pared interior de dicha porción de tubo interior una primera cavidad (34), cuya porción de tubo interior encaja dentro de una segunda cavidad (24) definida por dicha porción estructural exterior;
colocar una capa o cinta de una resina termoestabilizada y/o expandible en al menos una porción de la superficie de pared exterior de dicha porción (16; 76) de tubo interior;
insertar dicha porción (16; 76) de tubo interior en dicha segunda cavidad (24) para formar un conjunto en el que la superficie de pared exterior de la porción de tubo interior se adapta estrechamente a, y define entre las mismas un hueco sustancialmente constante, dicha superficie pared interior de dicha porción estructural exterior, y calentar dicho conjunto a una temperatura a la cual la resina es curada y/o se expande en su sitio para formar una capa de material colocado de resina (18; 48; 60; 70; 78) que tiene un grosor de 1,52 mm a 12,7 mm y unir dicha porción estructural exterior a dicha porción de tubo interior.
12. Un método según la reivindicación 11, en el que dicha porción estructuralexterior y dicha porción (16; 76) de tubo interior tienen sustancialmente la misma forma.
13. Un método según la reivindicación 11 o la reivindicación 12, en el que dicha capa de material basado en resina es de una espuma estructural.
14. Un método según la reivindicación 13, en el que dicha espuma estructural es una resina termoestabilizada curada.
15. Un método según la reivindicación 13, en el que dicha espuma estructural es una resina expansible expandida.
16. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15 para fabricar un conjunto de panel de balancín para un vehículo a motor.
17. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que dicha porción de tubo interior es un canal de forma de U.
18. Un método según la reivindicación 17, que comprende además cerrar el canal con una tapa que retiene la parte de tubo interior dentro de la parte estructural exterior.
19. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, en el que dicha porción estructural exterior y dicha porción de tubo interior están formadas de metal.
20. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, en el que dicha porción de tubo interior es de metal formado por laminación.
21. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 20, en el que dicha capa de material basado en resina tiene una densidad de 0,242-0,640 gcm^{-3}.
22. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 21 para fabricar un pilar de parabrisas.
23. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 21 para fabricar un soporte de radiador.
24. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 23, en el que el producto resultante es una sección de carril en C.
25. Una porción (16; 76) de tubo que es un inserto de caída para su disposición dentro de una porción estructural exterior que tiene una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, teniendo la porción de tubo una superficie de pared exterior y una superficie de pared interior, definiendo dicha superficie de pared interior de dicha porción de tubo una cavidad (34); caracterizada porque la citada superficie de pared exterior tiene una capa o cinta de una resina termoestabilizada y/o expansible que puede curarse y/o expandirse en su sitio para formar una capa (18; 78) de material basado en resina y para formar la viga laminada según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
26. Una porción de tubo según la reivindicación 25, en la que dicha resina es una resina termoestabilizada.
27. Una porción de tubo según la reivindicación 25, en la que dicha resina es una resina expansible por calor.
28. Una porción de tubo según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 28, en la que la capa de material basado en resina tiene una densidad de 0,242-0,640 gcm^{-3}.
29. Una porción de tubo según una cualquiera de las reivindicaciones 25 a 28, que tiene forma de U.
30. Una porción de tubo según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 29, que está formada de metal.
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