ES2256116T3 - Elemento de deformacion. - Google Patents

Abstract

Elemento de deformación entre un larguero (2) y una traviesa (3) de un automóvil desplazada verticalmente con relación a su plano (HMLE1) longitudinal central horizontal, respecto al plano (HMLE) longitudinal central horizontal del larguero (2), que se compone de un cuerpo (4, 4a, 4b, 4c) hueco alargado de base, de sección transversal poligonal, con mayor altura (H) que anchura (B), y al menos de una camisa (14, 19; 14a, 19a) de refuerzo con una sección transversal en forma de U, que con los bordes (12, 17) longitudinales libres de sus lados (13, 18), recubre en la extensión longitudinal del cuerpo (4, 4a, 4b, 4c), el cuerpo (4, 4a, 4b, 4c) de base, y está unida mediante estos bordes (12, 17) longitudinales con el cuerpo (4, 4a, 4b, 4c) de base, con la técnica de la soldadura.

Description

Elemento de deformación.

La invención se refiere a un elemento de deformación entre un larguero y una traviesa de un automóvil desplazada verticalmente con relación a su plano longitudinal central horizontal, respecto al plano longitudinal central horizontal del larguero.

Para satisfacer las especificaciones para la clasificación en una determinada clase de daños, de un seguro de automóviles (por ejemplo, según el ensayo de baja velocidad hasta 16 km/h), la configuración del sistema de la traviesa anterior de un automóvil, y aquí en especial los elementos de deformación integrados entre el larguero y la traviesa, alcanza una especial importancia. De la estructuración de los elementos de deformación se exige que estos absorban totalmente los esfuerzos que aquí se presentan, en el ámbito del ensayo de baja velocidad, y se excluya un deterioro de la estructura del vehículo.

En este contexto se presentan condiciones óptimas para la transformación de la energía de impacto en energía de deformación, cuando un elemento de deformación está configurado y dispuesto de manera que forme en cierto modo una prolongación de un larguero de la estructura del vehículo. Con esto se quiere decir en especial que los planos longitudinales centrales horizontales del larguero y de la traviesa, se extiendan a la misma altura.

No obstante en la mayoría de los casos no se presenta esta situación ideal de un sistema de la traviesa anterior de un automóvil, cuando se trata de un automóvil, en especial de un turismo, cuyo peso asciende a 2 t y más. En estos casos, los planos longitudinales centrales horizontales de la traviesa y del larguero, están desplazados verticalmente uno respecto al otro, y desde luego en su mayoría, de tal manera que el plano longitudinal central de la traviesa, está situado más alto que los planos longitudinales centrales de los largueros. Si entonces se introducen fuerzas de impacto en el sistema de la traviesa anterior, debido al desplazamiento vertical de los planos longitudinales centrales, se producen momentos de flexión que repercuten negativamente sobre la zona de deformación en la parte frontal del automóvil. La consecuencia de esto es que el sistema de la traviesa tiene que reforzarse para absorber los momentos de flexión, lo cual hasta ahora sólo podía conseguirse mediante complejos acondicionamientos, comparativamente costosos. No obstante, con estas estructuraciones están vinculados no sólo aumentos de peso, sino también mayores costes de producción.

A este respecto, en el ámbito del documento US-PS 5,201,912 se conoce un elemento de deformación entre un larguero y una traviesa de un automóvil desplazada verticalmente con relación a su plano longitudinal central horizontal, respecto al plano longitudinal central horizontal del larguero, cuyo elemento se compone de piezas tubulares. Las piezas tubulares se extienden transversalmente por el interior de la traviesa. En caso de un accidente por colisión, deben de deformarse tanto los elementos de deformación que se apoyan en los largueros, como también la propia traviesa, de manera que la energía de impacto se transforme en energía de deformación.

El documento US-PS 5,785,367 hace público un elemento de deformación en la cara frontal de los largueros. No obstante este elemento de deformación se compone en lo esencial de la propia traviesa, siendo atravesada la traviesa por un elemento alargado de refuerzo en forma de U, que está remachado con la traviesa de forma de caja.

El documento US-PS 6,007,009 se ocupa de la estructuración de la sección transversal de traviesas y de la configuración de puntos bien calculados de doblado controlado, que deben de desarrollar su acción en caso de choque frontal.

Finalmente por el documento EP 0 546 352 A1 se conoce que las uniones soldadas pertenecen a los métodos clásicos de unión en la construcción de vehículos.

La misión de la invención se basa -partiendo del estado actual de la técnica- en crear un elemento de deformación entre un larguero y una traviesa desplazada verticalmente con relación a su plano longitudinal central horizontal, respecto al plano longitudinal central horizontal del larguero, cuyo elemento esté configurado sencillamente para la adaptación variable a cada tipo de vehículo, muestre un comportamiento óptimo de deformación para un peso pequeño, y pueda fabricarse con poco gasto.

La solución de esta misión consiste según la invención, en las notas características de la reivindicación 1.

Componente central de un elemento semejante de deformación es un cuerpo hueco alargado de base, de sección transversal poligonal, con una altura mayor que la anchura. A este cuerpo de base se coordina ahora en función del respectivo tipo de vehículo, al menos una camisa de refuerzo de forma de U, de forma tan bien calculada que se absorban óptimamente los momentos de flexión que aparecen debido al desplazamiento en el plano longitudinal central vertical, de los planos longitudinales centrales horizontales de traviesas y largueros. Para esto la camisa de refuerzo recubre el cuerpo de base, con los bordes longitudinales de sus lados. El cuerpo de base y la camisa de refuerzo se unen con la técnica de la soldadura, siendo suficiente para una unión correcta, una soldadura por puntos, o también costuras cortas de soldadura. En especial se sueldan los bordes longitudinales por la parte de fuera de las paredes laterales del cuerpo de base. Cuánto recubren los lados el cuerpo de base, se determina por el comportamiento de deformación exigido en cada caso. El cuerpo de base y/o la camisa de refuerzo, pueden estar estirados, o formarse a partir de piezas de prensa. También es posible mediante la variación de los espesores de chapa, en unión en su caso con el material (chapa de acero y/o de aluminio), conseguir un comportamiento óptimo de deformación del propio elemento de deformación, para una relación altura - anchura muy desfavorable. Aquí, en especial mediante las almas del cuerpo de base y de la camisa de refuerzo, que discurren transversales, puede obtenerse que no puedan encajarse los lados que se extienden verticales del cuerpo de base y de la camisa de refuerzo, y que tampoco tenga que practicarse ningún gasto adicional por una configuración acanalada. Cuántas camisas de refuerzo se coordinen ahora casi en forma escalonada, al cuerpo de base, es función del respectivo tipo de vehículo y del deseado comportamiento de deformación. En todo caso no son necesarias consolas adicionales ningunas o elementos de refuerzo, para la compensación del desplazamiento en altura entre la traviesa y los largueros. No obstante, la invención permite transformar incluso grandes cantidades de energía de impacto en energía de deformación, puesto que el elemento de deformación puede apoyarse no sólo en los largueros, sino también adicionalmente en su caso, por ejemplo, en el puente delantero. La camisa de refuerzo se puede extender exactamente paralela al cuerpo de base, o también oblicua a este. Por lo demás el comportamiento de deformación puede influenciarse mediante una altura diferente de los lados de la camisa de refuerzo.

Una forma constructiva suficiente para muchos tipos de vehículos, consiste en las notas características de la reivindicación 2. Según esta el cuerpo de base está recubierto por arriba y por debajo, por al menos una camisa de refuerzo de forma de U. De este modo se crean por decirlo así, tres canales situados uno junto a otro con un total de cuatro almas transversales, como refuerzos.

Mediante la posición oblicua de las caras frontales vueltas hacia la traviesa, del elemento de deformación, de conformidad con las notas características de la reivindicación 3, puede realizarse una transmisión todavía mejor de fuerza, de la traviesa al elemento de deformación. El motivo es la circunstancia de que en un caso de colisión, no todas las zonas de las partes frontales se solicitan al mismo tiempo, sino primeramente sólo la zona de la esquina contigua a la traviesa, antes de que se deformen las zonas situadas detrás en la dirección hacia un larguero. Aquí cabe imaginar una inclinación de las caras frontales, tanto en el plano vertical como también en el horizontal. Además, también es posible una aplicación combinada de las dos estructuraciones.

En una configuración del elemento de deformación, formado por un cuerpo de base y dos camisas más de refuerzo, entonces en caso de colisión se solicitan, por ejemplo, primeramente la camisa superior de refuerzo, después el cuerpo de base, y por último, la camisa inferior de refuerzo, y en consecuencia se deforman con resistencia creciente.

El cuerpo de base puede estar formado de una sola pieza, a partir de un perfil hueco rectangular estirado. Pero también puede fabricarse de conformidad con la reivindicación 4, mediante dos camisas de forma de U, que están unidas una con otra por la técnica de soldadura, a lo largo de los bordes longitudinales de sus lados dirigidos unos hacia los otros. En este caso es ventajoso cuando los bordes longitudinales de una camisa están replegados hacia dentro aproximadamente en el espesor de la chapa, de manera que hasta en la zona de solapamiento de los bordes longitudinales, las superficies exteriores de cada una de las camisas superior e inferior, estén situadas en un plano vertical.

Otra forma ventajosa de realización de la invención, se ve en las notas características de la reivindicación 5. Según esta, el cuerpo de base está formado por una camisa inferior de forma de U, y por una camisa superior de forma trapezoidal. También aquí los bordes longitudinales de los lados de las camisas, opuestos unos a otros, están unidos unos con otros mediante la técnica de la soldadura. Debido a la inclinación del alma transversal de la camisa superior de forma trapezoidal, no se menoscaba el apoyo de los lados verticales. No obstante se consigue la ventaja adicional de que al introducir una fuerza en el elemento de deformación, el aumento de la resistencia se lleva a cabo todavía más uniformemente a todo lo largo del elemento de deformación.

Finalmente, según la reivindicación 6 cabe imaginar que las caras frontales vueltas hacia la traviesa, del cuerpo de base y de cada camisa de refuerzo, estén provistas con una placa de cubierta. Mediante una disposición de la placa de cubierta sobre toda la sección transversal anterior del elemento de deformación, está asegurada una introducción adicionalmente mejorada de la fuerza en el elemento de deformación.

A continuación se explica en detalle la invención, de la mano de un ejemplo de realización ilustrado en los dibujos. Se muestran:

Figura 1 En perspectiva esquemática, un elemento de deformación para un automóvil.

Figura 2 El elemento de deformación de la figura 1 en el alzado lateral, en coordinación esquemática con un larguero y un puente delantero del automóvil.

Figura 3 En representación aumentada, un alzado frontal del elemento de deformación de la figura 2, en la dirección de la flecha III.

Figura 4 Una representación correspondiente a aquella de la figura 2, según otra forma de realización.

Figura 5 Una vista en planta desde arriba de un elemento de deformación, según una tercera forma de realización, y

Figura 6 Una representación correspondiente a aquella de la figura 3, según otras dos formas de realización.

En las figuras 1 a 3 está designado con 1 un elemento de deformación tal como se dispone en un automóvil entre un larguero de la estructura del vehículo y una traviesa, para transformar la energía de impacto en energía de deformación y, por tanto, dentro de la llamada gama de baja velocidad de hasta 16 km/h, proteger la estructura del vehículo contra daños.

El elemento 1 de deformación se inserta entre un larguero 2 semejante y una traviesa 3, cuyos planos HMLE y HMLE1 longitudinales centrales horizontales están desplazados uno respecto al otro en la vertical (como puede verse en el esquema de la figura 3). En el ejemplo de realización el plano HMLE1 longitudinal central horizontal de la traviesa 3 está dispuesto más alto que el plano HMLE longitudinal central horizontal del larguero 2.

El elemento 1 de deformación comprende un cuerpo 4 de base de sección transversal rectangular, con mayor altura H que anchura B (figura 3). El cuerpo 4 de base se compone de una camisa 5 inferior de forma de U, y de una camisa 6 superior de forma de U, que están unidas una con otra mediante soldadura por puntos a lo largo de los bordes 7 y 8 longitudinales de sus lados 9, 10 vueltos unos hacia los otros. Se reconoce que los bordes 8 longitudinales de la camisa 6 superior, están replegados hacia dentro aproximadamente el espesor de pared de los lados 10, de manera que las caras 11 exteriores de los lados 9, 10 de la camisa 5 inferior y de la camisa 6 superior, discurran en los mismos planos verticales de cada una.

La camisa 6 superior del cuerpo 4 de base, se recubre por los bordes 12 longitudinales de los lados 13 de una camisa 14 de refuerzo de forma de U, que se extiende en la dirección longitudinal del cuerpo 4 de base. Los bordes 12 longitudinales de los lados 13, están unidos con los lados 10 de la camisa 6 superior, mediante soldadura por puntos. El alma 15 que une los lados 13 de la camisa 14 de refuerzo, se extiende paralela al alma 16 que une los lados 10 de la camisa 6 superior.

La camisa 5 inferior del cuerpo 4 de base se recubre asimismo por los bordes 17 longitudinales de los lados 18 de una camisa 19 de refuerzo de forma de U. Los bordes 17 longitudinales están soldados con los lados 9 de la camisa 5 inferior. También el alma 20 que une los lados 9 de la camisa 5 inferior, discurre paralela al alma 21 que une los lados 18 de la camisa 19 inferior de refuerzo.

La zona frontal del elemento 1 de deformación, situada por debajo de la traviesa 3, está cerrada en gran parte por una placa 22 de cubierta. La placa 22 de cubierta está soldada tanto con el cuerpo 4 de base, como también con la camisa 19 inferior de refuerzo.

Como puede verse además en las figuras 1 a 3, en la cara frontal del elemento 1 de deformación, vuelta hacia el larguero 2, a la altura de la camisa 14 superior de refuerzo, del cuerpo 4 de base y de los lados 18 de la camisa 19 inferior de refuerzo, se encuentra una placa 23 que está unida con estas piezas por la técnica de la soldadura. Mediante la placa 23 se une el elemento 1 de deformación con el larguero 2. En las figuras el larguero 2 está ilustrado únicamente de forma esquemática.

La cara frontal más alejada de la placa 22 de cubierta en el lado de la traviesa 3, está cerrada asimismo mediante una placa 24 de cubierta. Esta está soldada con la camisa 19 de refuerzo. Mediante la placa 24 de cubierta, el elemento 1 de deformación se apoya también, junto al larguero 2, en un puente 25 delantero ilustrado únicamente en forma esquemática.

A diferencia de la forma de realización de las figuras 1 a 3, en el elemento 1a de deformación de la figura 4, tanto la cara 26 frontal del cuerpo 4a de base, más alejada del larguero 2, como también las caras 27, 28 frontales de las camisas 14a, 19a de refuerzo, están configuradas inclinadas. Esta inclinación puede estar configurada uniforme, o también en forma escalonada, como está ilustrado en el trazado 29 de la línea en trazos y puntos.

Por lo demás la forma de realización de la figura 4, corresponde a aquella de las figuras 1 a 3, de manera que se renuncia a una explicación repetida.

En la figura 5 se ilustra en vista en planta desde arriba, un elemento 1b de deformación en el que la cara 30 frontal del cuerpo 4b de base, vuelta hacia una traviesa 3, está configurada achaflanada hacia un lado. Esta cara 30 frontal achaflanada puede emplearse también en la forma de realización de las figuras 1 a 3, ó en la forma de realización de la figura 4.

La figura 6 muestra una representación correspondiente a aquella de la figura 3, aunque de momento con la diferencia de que en la camisa 6a superior del cuerpo 4 de base, el alma 16a superior está configurada oblicua.

Por lo demás, en la figura 6 se puede reconocer que aquí la placa 22a de cubierta, prevista por el lado de la traviesa del elemento 1c de deformación, se extiende en toda la altura del elemento 1c de deformación. Esta placa 22a de cubierta puede coordinarse también a las formas de realización ilustradas en las figuras 4 y 5.

Por lo demás, la representación de la figura 6 corresponde a aquella de la figura 3, de manera que puede omitirse una explicación repetida.

Claims (6)

1. Elemento de deformación entre un larguero (2) y una traviesa (3) de un automóvil desplazada verticalmente con relación a su plano (HMLE1) longitudinal central horizontal, respecto al plano (HMLE) longitudinal central horizontal del larguero (2), que se compone de un cuerpo (4, 4a, 4b, 4c) hueco alargado de base, de sección transversal poligonal, con mayor altura (H) que anchura (B), y al menos de una camisa (14, 19; 14a, 19a) de refuerzo con una sección transversal en forma de U, que con los bordes (12, 17) longitudinales libres de sus lados (13, 18), recubre en la extensión longitudinal del cuerpo (4, 4a, 4b, 4c), el cuerpo (4, 4a, 4b, 4c) de base, y está unida mediante estos bordes (12, 17) longitudinales con el cuerpo (4, 4a, 4b, 4c) de base, con la técnica de la soldadura.

2. Elemento de deformación según la reivindicación 1, en el que el cuerpo (4, 4a, 4b, 4c) está recubierto por arriba y por debajo por al menos una camisa (14, 19; 14a, 19a) de refuerzo de forma de U.

3. Elemento de deformación según la reivindicación 1 ó 2, en el que el cuerpo (4a, 4b) de base y las camisas (14, 19; 14a, 19a) de refuerzo están configuradas oblicuas con respecto a las caras (26, 27, 28; 30) frontales vueltas hacia la traviesa (3).

4. Elemento de deformación según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el cuerpo (4, 4a, 4b) de base está formado por dos camisas (5, 6) de forma de U, que están unidas una con otra por la técnica de soldadura, a lo largo de los bordes (7, 8) longitudinales de sus lados (9, 10) dirigidos unos hacia los otros.

5. Elemento de deformación según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el cuerpo (4c) de base está formado por una camisa (5) inferior de forma de U, y por una camisa (6a) superior de forma trapezoidal, que están unidas una con otra por la técnica de la soldadura a lo largo de los bordes (7, 8) longitudinales de sus lados (9, 10), dirigidos unos hacia los otros.

6. Elemento de deformación según alguna de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las caras (26 - 28; 30) frontales vueltas hacia la traviesa (3), del cuerpo (4a - c) de base y/o de cada camisa (14, 19; 14a, 19a) de refuerzo, están provistas con una placa (22, 22a) de cubierta.