ES2317632T3 - Elemento estructural para vehiculo automovil y metodo de fabricacion del mismo. - Google Patents

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Abstract

Un elemento estructural para un vehículo automóvil que compone un frontal de la parte delantera de un vehículo automóvil, del tipo que comprende: - un travesaño metálico (4) alargado y hueco en sección transversal cerrada; - dos montantes de material plástico (6), siendo cada montante (6) continuo y de segundo moldeo en el travesaño metálico (4), y estando cada montante (6), en cada sección transversal del travesaño metálico (4), completamente situado en la parte exterior del contorno del travesaño metálico (4), caracterizado porque cada montante (6) comprende al menos dos manguitos (24) que rodean el travesaño metálico (4), los manguitos (24) de cada montante (6) se separan longitudinalmente, y la relación de la longitud axial (l) de cada manguito de un montante (6) con respecto a la distancia longitudinal (e, e1) entre los manguitos (24) de este montante (6) es inferior a 1.

Description

Elemento estructural para un vehículo automóvil y método de fabricación del mismo.
La presente invención se refiere a un elemento estructural para un vehículo automóvil, del tipo que comprende:
-
un primer cuerpo metálico, alargado y hueco en sección transversal cerrada;
-
y un segundo cuerpo de material plástico continuado y de segundo moldeo sobre el primer cuerpo metálico, comprendiendo el segundo cuerpo de material plástico al menos dos manguitos, que rodean al primer cuerpo metálico, separando los manguitos longitudinalmente.
El documento WO 2004/056610 describe un elemento estructural para un vehículo automóvil que comprende un tubo metálico y un cuerpo de un material plástico de segundo moldeo sobre el tubo. El cuerpo de material plástico se une al tubo, por un lado, mediante tiradores de material plástico situados en el interior del tubo y formados a través de las aperturas del tubo, y, por otro lado, por las partes que rodean el tubo.
Sin embargo, la unión del cuerpo de material plástico al tubo requiere, por un lado, unas primeras aperturas para el paso de los tiradores del interior del tubo, y, por otro lado, dos segundas aperturas situadas respecto de las primeras aperturas, para permitir la introducción de partes móviles del molde en el tubo para formar los tiradores en el interior del tubo.
Estas primeras y segundas aperturas disminuyen la resistencia mecánica del elemento estructural en su conjunto. Además, la fabricación de éste requiere un molde complejo debido a que comprende partes móviles.
El documento EP 1 500 488 describe un elemento estructural de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
Un objetivo de la invención es proponer un elemento estructural de resistencia mejorada y de fácil fabricación.
A este efecto, la invención propone un elemento estructural de acuerdo con la reivindicación 1.
De acuerdo con otros modos de realización, el elemento estructural comprende una o más de las siguientes características, tomada(s) por separado o de acuerdo con todas las combinaciones técnicamente posibles:
-
se moldea de nuevo cada manguito en una porción de sección transversal circular del primer cuerpo metálico;
-
el primer cuerpo metálico tiene una sección transversal no-circular fuera de un ramal del primer cuerpo metálico sobre el que se moldean de nuevo los manguitos; y
-
la relación de la longitud axial de cada manguito y la distancia longitudinal entre los manguitos es inferior a 0,6.
La invención se refiere del mismo modo a un vehículo automóvil que comprende un elemento estructural del tipo que se define más adelante en este documento.
La invención se refiere de la misma manera a un método de fabricación de acuerdo con la reivindicación 6.
De acuerdo con otros modos de ejecución, el método comprende una o más de las características siguientes, toma-
da(s) por separado o de acuerdo con todas las combinaciones técnicamente posibles:
-
se moldea de nuevo cada manguito en una porción de sección transversal circular del primer cuerpo metálico;
-
se moldea cada manguito a una distancia longitudinal de un borde de una cámara de moldeo de manera que la relación de la longitud de un manguito en este borde con respecto a la distancia de este manguito en este borde es superior a 0,3;
-
la relación de la longitud de un manguito con respecto a la distancia longitudinal entre este manguito y un borde adyacente de la cámara de moldeo es superior a 0,4; y
-
la relación de la longitud axial de cada manguito con respecto a la distancia longitudinal entre los manguitos es inferior a 0,6.
La invención y sus ventajas se entenderán mejor en el estudio de la descripción que viene a continuación, proporcionada sólo a titulo de ejemplo, y realizada en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- las figuras 1 y 2 son vistas frontales y en perspectiva respectivamente de un elemento estructural de acuerdo con la invención;
- la figura 3 es una vista parcial ampliada de la zona III de la figura 1; y
- las figuras 4 y 5 son vistas en corte de acuerdo con IV-IV y V-V del elemento estructural de la figura 1.
En todo lo que sigue, las orientaciones son las orientaciones convencionales de un vehículo automóvil.
Así, los términos "delantera", "trasera", "lateral", "derecha", "izquierda", "horizontal", "vertical", "superior", e "inferior" se interpretan en relación a la posición de un conductor y al sentido del desplazamiento del vehículo hacia delante, representado por una flecha "S" en la figura 2.
Refiriéndose a las figuras 1 a 3, el elemento estructural 2 comprende un travesaño superior 4 tubular y metálico, alargado de manera notable en sentido horizontal siguiendo una línea L longitudinal del travesaño 4, y dos montantes laterales 6 de material plástico, que se extienden de manera notable en sentido vertical.
Los dos montantes 6 se separan lateralmente uno de otro, y se extienden hacia la parte inferior desde el travesaño 4.
Dicho elemento estructural 2 compone un frontal de la parte delantera de un vehículo automóvil, y se propone para montarse en la parte delantera de un vehículo automóvil para soportar diversos equipamientos tales como módulos ópticos, un grupo moto-ventilador, un radiador, un condensador...
Así, los montantes 6 delimitan entre ellos un espacio central de recepción 8, por ejemplo, de un radiador, de un condensador y de un grupo moto-ventilador.
De la misma manera, las porciones de extremidad 10 del travesaño 4 definen, junto con las pletinas de soporte 12 de los montantes 6 que se extienden lateralmente hacia el exterior, los espacios 14 de recepción de módulos ópticos.
El travesaño 4 comprende una porción central 16 que se extiende lateralmente, inclinándose las porciones de extremidad 10 hacia la parte trasera en relación a la porción central 16. De este modo, la línea L es curva. Como variante, la línea L es rectilínea.
Cada montante 6 comprende, en su extremidad superior, una porción 18 de unión del montante 6 en un ramal 20 que se comunica con el travesaño 4 situado longitudinalmente entre una de las porciones de extremidad 10 y la porción central 16. Los ramales 20 se separan lateralmente.
Cada porción 18 comprende un grupo de manguitos 24, aquí en número de seis, separados que siguen la línea L, rodeando cada manguito 24 el ramal 20 correspondiente, y las placas 26, extendiéndose cada placa 26 verticalmente hacia la parte inferior desde un manguito 24 correspondiente para unir este manguito al resto del montante 6.
Cada montante 6 es continuo. De este modo, cada montante 6 es monobloque, y sus distintas partes forman un bloque entre sí. En particular, los manguitos 24 de cada montante 6 forman un bloque entre sí.
El travesaño 4 muestra un contorno cerrado en sección transversal. El travesaño 4 tiene así una resistencia mecánica considerable.
Como se muestra en las figuras 4 y 5, el travesaño 4 contiene en cada ramal 20 una sección transversal circular (figura 4), y, fuera de los ramales 20, una sección transversal no-circular (figura 5), aquí trapezoidal. La sección transversal es no-circular en las porciones de extremidad 10 y en la porción central 16.
Cada ramal 20 contiene una sección transversal constante. Como variante, un ramal 20 comprende segmentos de segundo moldeo de sección transversal circular separados por segmentos intermedios de sección diferente, por ejemplo no-circular, un manguito que se moldea de nuevo sobre cada segmento de segundo moldeo.
Como se ilustra en la figura 4, cada manguito 24, y de manera más general cada montante 6, se extiende, en cada sección transversal del ramal 20 correspondiente, fuera del contorno del ramal 20.
De la misma manera, cada montante 6 se moldea de nuevo sobre la parte exterior del ramal 20 correspondiente sin formación de apertura entre el interior y el exterior en el ramal 20.
El travesaño 4 está desprovisto de apertura en su conjunto, en particular sobre los ramales 20. El travesaño 4 en ocasiones está provisto de orificios 22 de fijación de accesorios sobre el travesaño, pero estos orificios 22 son de dimensión reducida, y se sitúan fuera de los ramales 20.
El travesaño 4 se realiza, por ejemplo, en aluminio, comprendiendo en ese caso su espesor entre 2 mm y 4 mm, o en acero, comprendiendo en ese caso su espesor entre 1 mm y 2,5 mm.
Como se puede observar mejor en la figura 3 que ilustra la porción 18 del montante 6 derecho (a la izquierda en las figuras 1 y 2), los manguitos 24 de un montante 6 contienen dimensiones longitudinales l, que en este caso son idénticas de un manguito a otro.
Cada manguito 24 se separa del manguito adyacente o de cada uno de los manguitos 24 adyacentes por una cierta distancia longitudinal e o e1.
De acuerdo con un método de fabricación del elemento 2, en una primera etapa de formación del travesaño 4 desde un tubo cilíndrico de sección notablemente circular idéntica a la de los ramales 20, disponiendo el tubo en un molde de hidroformación, y deformando radialmente el tubo hacia la parte exterior mediante aplicación de una presión uniforme en el interior del tubo para proporcionarle, fuera de los ramales 20, una sección diferente, de acuerdo con la rigidez deseada para el travesaño 4.
En una segunda etapa de formación de un montante 6, como se representa en la figura 3, se coloca el travesaño 4 en una cámara de moldeo en la que los bordes 30 próximos a la porción 18 del montante 6 se ilustran de forma esquemática por los trazos mixtos C, y se inyecta el material plástico bajo presión en la cámara para formar el montante monobloque 6.
Los bordes 30 delimitan el límite de estanquidad entre el interior y el exterior de la cámara de moldeo.
Cada porción 18 comprende unos manguitos laterales 24 entre los que se sitúan los otros manguitos 24 de la porción 18. Cada manguito lateral 24 se separa longitudinalmente de un borde 30 más próximo a una distancia longitudinal d.
Pueden formarse los montantes 6 simultáneamente en un molde que comprende una cámara para cada montante 6, o durante dos etapas sucesivas.
Durante el segundo moldeo de los montantes 6, existe el riesgo de que el travesaño 4 se aplaste bajo los efectos de la elevada presión aplicada por el material plástico sobre la superficie externa del travesaño 4 que es hueco.
De acuerdo con un aspecto de la invención, la relación R de la longitud l de cada manguito 24 de un montante 6 con respecto a la distancia e o e1 entre cada manguito 24 y/o cada uno de los manguitos 24 adyacentes de este montante 6 es inferior a 1. En el caso de un travesaño de acero, la relación R es preferiblemente inferior a 0,6.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, la relación F de la longitud l de cada manguito lateral 24 con respecto en la distancia longitudinal d en el borde 30 más próximo es superior a 0,3, y preferiblemente superior a 0,4, particularmente en el caso del acero.
El cumplimiento de las relaciones R y/o F permite limitar el riesgo de aplastamiento, asegurando así un recubrimiento suficiente de material plástico del travesaño 4 para asegurar una unión satisfactoria de cada montante 6 en el travesaño 4.
Preferiblemente, la relación R es superior a 0,2 para asegurar una unión satisfactoria entre cada montante 6 y el travesaño 4.
La cohesión obtenida entre el material plástico y el travesaño 4 permite evitar la rotación de cada manguito 24 en relación al ramal 20 correspondiente alrededor de la línea L.
La unión de cada montante 6 en el travesaño 4 sólo mediante los manguitos 24 que rodean por la parte exterior el travesaño 4 evita la formación de aperturas, en particular en los ramales 20, lo que preserva la resistencia del travesaño 4. El segundo moldeo de los manguitos 24 se realiza simplemente sin introducir partes del molde en el interior del travesaño 4.
El segundo moldeo de los manguitos 24 sobre los ramales de sección circular 20 permite un reparto radial uniforme de los esfuerzos de presión durante el segundo moldeo, lo que disminuye aún más los riesgos de aplastamiento, y facilita su fabricación.
En el ejemplo ilustrado, los bordes 30 se sitúan en las extremidades longitudinales del ramal 20, próximos a la transición entre la sección circular (ramal 20) y la sección no-circular (trapezoidal). Los bordes 30 se sitúan a la derecha de una sección circular. De este modo, sólo el ramal 20 de sección circular, muy resistente a la presión exterior, se introduce en la cámara de moldeo.
De este modo, gracias a la invención, se obtiene un elemento estructural "híbrido", por ejemplo, compuesto por metal y material plástico moldeado de nuevo en el metal, pudiendo obtenerse fácilmente y presentando una resistencia satisfactoria.
La invención se aplica en las caras previamente y más generalmente en todo elemento de estructura de un vehículo automóvil.

Claims (10)

1. Un elemento estructural para un vehículo automóvil que compone un frontal de la parte delantera de un vehículo automóvil, del tipo que comprende:
-
un travesaño metálico (4) alargado y hueco en sección transversal cerrada;
-
dos montantes de material plástico (6), siendo cada montante (6) continuo y de segundo moldeo en el travesaño metálico (4), y estando cada montante (6), en cada sección transversal del travesaño metálico (4), completamente situado en la parte exterior del contorno del travesaño metálico (4),
caracterizado porque cada montante (6) comprende al menos dos manguitos (24) que rodean el travesaño metálico (4), los manguitos (24) de cada montante (6) se separan longitudinalmente, y la relación de la longitud axial (l) de cada manguito de un montante (6) con respecto a la distancia longitudinal (e, e1) entre los manguitos (24) de este montante (6) es inferior a 1.
2. Un elemento estructural de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cada manguito (24) de un montante (6) se moldea de nuevo sobre un ramal (20) de sección transversal circular del travesaño metálico (4).
3. Un elemento estructural de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el travesaño metálico (4) contiene una sección transversal no-circular fuera del o de los ramales (20) del travesaño (4) sobre el(los) que se moldean de nuevo los manguitos (24) de los montantes (6).
4. Un elemento estructural de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación de la longitud axial (l) de cada manguito (24) de un montante (6) con respecto a la distancia longitudinal (e, e1) entre los manguitos (24) de este montante (6) es inferior a 0,6.
5. Un vehículo automóvil que comprende un elemento estructural de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
6. Un método de fabricación de un elemento estructural (2) para un vehículo automóvil que compone un frontal de la parte delantera de un vehículo automóvil, de tipo que comprende un travesaño metálico (4) alargado y hueco en sección transversal cerrada, y dos montantes de material plástico (6), siendo cada montante (6) continuo y de segundo moldeo en el primer cuerpo metálico (4), y estando cada montante (6), en cada sección transversal del travesaño (4), completamente situado en la parte exterior del contorno del travesaño (4),
en el que se une cada montante (6) en el travesaño metálico (4) moldeando de nuevo sobre el travesaño al menos dos manguitos (24) del montante (6) separados longitudinalmente, rodeando cada manguito (24) el travesaño metálico (4) y siendo inferior a 1 la relación de la longitud axial (l) de cada manguito (24) de un montante (6) con respecto a la distancia longitudinal entre los manguitos (e, e1) de este montante.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque se moldea de nuevo cada manguito (24) de un montante (6) sobre un ramal (20) de sección transversal circular del travesaño (4).
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque se moldea de nuevo cada manguito (24) a una distancia longitudinal (d) de un borde (30) de una cámara de moldeo de manera que la relación (F) de la longitud (l) de un manguito (24) en este borde (30) con respecto a la distancia de este manguito en este borde (30) es superior a 0,3.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la relación (F) de la longitud (l) de un manguito (24) con respecto a la distancia longitudinal (d) entre este manguito (24) y un borde (30) adyacente de la cámara de moldeo es superior a 0,4.
10. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque la relación (R) de la longitud axial (l) de cada manguito (24) de un montante (6) con respecto a la distancia longitudinal (e o e1) entre los manguitos (24) de este montante (6) es inferior a 0,6.
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