ES2348554T3 - Aparato para la fijacion de los elementos de un panel para una carroceria de un vehiculo automovil y metodo para fijar tales elementos. - Google Patents

Abstract

Aparato para fijar los elementos de un panel para una carrocería de vehículo automóvil, que comprende: - una base (12, 14), - una estructura de soporte conformada (16, 18) soportada por la base (12, 14), para soportar un panel compuesto (20) que incluye al menos dos láminas (20a, 20b) que se fijan entre sí, - medios de soldadura (26) asociados con la estructura de soporte (16, 18) y previstos para soldar dichas al menos dos láminas (20a, 20b) en zonas predeterminadas, y - medios de referencia y bloqueo (24) de las láminas (20a, 20b), asociados con la estructura de soporte (16, 18) y adaptados para asegurar el posicionamiento y bloqueo recíproco de las láminas (20a, 20b) cuando funcionan los medios de soldadura (26), caracterizado por el hecho de que dichas láminas (20a, 20b) del panel compuesto (20) incluye un esqueleto (20b) y un panel de cubierta (20a) premontados por tramos de junta (22) en sus bordes perimetrales, un adhesivo polimérico (23) que está interpuesto entre respectivos tramos de dichas láminas (20a, 20b), y en el que medios de calentamiento por inducción (33) están soportados por dicha base (12, 14) y asociados con la estructura de soporte (16, 18), una unidad de control electrónico que está asociada con el aparato (10) para controlar y coordinar el funcionamiento de dichos medios de soldadura (26), de dichos medios de referencia y bloqueo (24) y dichos medios de calentamiento por inducción (33) de modo que, mientras las láminas (20a, 20b) están bloqueadas por los medios de referencia y bloqueo (24), los tramos del panel compuesto (20) en el que se sitúa dicho adhesivo polimérico (23) son calentados a una temperatura preajustada para que solamente se alcance una condición de pre-polimerización de dicho adhesivo (23), siendo los medios de calentamiento por inducción (33) por lo tanto solamente aptos para pre- polimerizar dicho adhesivo (23).

Description

La presente invención se refiere a un aparato para fijar los elementos de un panel para una carrocería de un vehículo automóvil.

5 En el proceso para fijar los elementos de los paneles de una carrocería de un vehículo automóvil, la etapa denominada de “trabajo con la chapa metálica”, se utiliza habitualmente un par de elementos, uno de los cuales, el denominado esqueleto, presenta principalmente la función de soportar y

10 resistir la estructura, mientras que el otro, que consiste en un panel de cubierta exterior, presenta principalmente una función de forma. Habitualmente, estos elementos están fijados al juntar sus bordes perimetrales, después de haber interpuesto entre

15 los dos elementos, en los bordes a juntar, un adhesivo polimérico habitualmente del tipo termoajustable que, después de haberse sometido a polimerización, permite conectar de forma permanente los dos elementos. Después de que los dos elementos del panel se han unido

20 al juntarse, habitualmente son soldados por medio de un proceso de soldadura por proyección en áreas predeterminadas del panel, utilizando herramientas de soldadura de proyección indirecta, por ejemplo del tipo descritas en EP-A-1442819. En

este caso, la polimerización del adhesivo interpuesto entre los elementos del panel tiene lugar durante una etapa que sigue a la de soldadura, cuando, después de que se ha montado el panel en la carrocería del vehículo automóvil durante la denominada etapa de “ajuste de los paneles articulados”, todo el vehículo automóvil es sometido a una etapa de pintura y posteriormente calentado a una temperatura del orden de 200ºC para obtener la polimerización de la pintura, durante la cual el adhesivo polimérico interpuesto entre los elementos del panel alcanza la condición completa de polimerización.

Recientemente, los vehículos automóviles deben satisfacer estándares particularmente estrictos no solamente de seguridad para los pasajeros, sino también para la seguridad de los posibles peatones involucrados en accidentes de tráfico. Con esta finalidad, los paneles de la carrocería de los vehículos automóviles, por ejemplo los paneles frontales tales como la trampilla del capó frontal, deben tener una alta elasticidad para poder aceptar amplias deformaciones de modo que reduzcan los posibles daños a los peatones. Los mismos paneles deben, sin embargo, ser suficientemente rígidos para no sufrir deformaciones excesivas durante el montaje de éstos sobre la carrocería durante la etapa de “ajuste de los paneles articulados”, de manera que no se pierde la continuidad de la forma con los otros paneles.

El proceso conocido anteriormente mencionado para los paneles convencionales, que solamente incluye la soldadura por proyección de los elementos de un panel, no es suficiente

para asegurar la rigidez de los paneles de los vehículos automóviles modernos deseados en la etapa de “ajustar los paneles articulados”. En el intento de evitar este inconveniente, a veces se utiliza un proceso diferente para fijar los elementos, que incluye, en vez de la soldadura por proyección de los dos elementos, la disposición del panel en un aparato de calentamiento, habitualmente de tipo inducción, con sus elementos ya juntados, que calienta los bordes del panel donde se ha aplicado el adhesivo, a una temperatura inferior a la temperatura de polimerización, es decir cerca de 180ºC, mientras que los elementos del panel se mantienen en una posición predeterminada mediante herramientas de bloqueo y referencia. De esta manera, el adhesivo polimérico se lleva a una condición de pre-polimerización de modo que los dos paneles se mantienen fijados a lo largo de sus bordes perimetrales. Sin embargo, este proceso tampoco es satisfactorio porque el calentamiento del adhesivo, aunque es capaz de conferir al panel una rigidez estructural mayor que la que puede obtenerse solamente con los puntos de soldadura, provoca en la mayoría de los casos una deformación de toda la estructura del panel que con frecuencia no puede recubrirse en la etapa siguiente de “ajuste de los paneles articulados”, y puede requerirse que paneles ya montados sean descartados a causa de su deformación excesiva.

Es conocido en DE-196 18 255 un método para conectar paneles de chapa utilizando calentamiento por inducción para acelerar la polimerización y asegurar el curado completo del material adhesivo interpuesto entre los paneles, a fin de

aportar una conexión permanente de los elementos de un panel.

El objeto de la invención es superar los inconvenientes de la técnica anterior mencionada previamente.

En particular, la invención empieza a partir de la idea de combinar las dos técnicas conocidas anteriormente mencionadas de “trabajar la chapa metálica” de los paneles de la carrocería del vehículo automóvil, de manera que aporta la ventaja de los beneficios que pueden obtenerse a partir de cada una de ellas, y realizar estas dos técnicas en un solo aparato de modo que los costes del proceso resulten ser aceptables en la fabricación en serie.

Más en particular, la invención alcanza el objeto anteriormente mencionado por medio de un aparato de fijación tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

En virtud de esta idea de solución, el aparato de la invención permite obtener paneles para una carrocería de vehículo automóvil, en el que la geometría entre el esqueleto y la cubierta del panel se asegura de modo que el panel puede estar solamente en su mayoría sometido a deformaciones limitadas, para que se permita su montaje óptimo sobre la carrocería durante la etapa siguiente de “ajustar los paneles articulados”, y con una resistencia mecánica incrementada y rigidez estructural. Ya que ambas técnicas de conexión de los elementos de un panel se realizan en un mismo aparato, los costes se reducen drásticamente con respecto al caso en el que se utilizan dos aparatos individuales, cada uno previsto para realizar una sola etapa de fijación, y se reduce drásticamente el tiempo con respecto a la ejecución separada

de los dos procesos, así como se mantiene la geometría del panel sin cambiar durante la fijación de los elementos de éste, ya que pueden utilizarse continuamente el mismo centraje y herramientas de referencia sin ninguna necesidad de interrumpir su funcionamiento entre la ejecución de las dos etapas de fijación. Además, en el mismo aparato de fijación las mismas unidades que soportan los elementos del panel se utilizan ventajosamente, contribuyendo aún para mantener estable la geometría precolocada del panel.

El uso de dicho aparato permite también reducir drásticamente los costes de diseño, producción y fabricación de sus componentes así como de su instalación, con respecto al posible uso de dos estructuras independientes.

Además, un objeto de la invención es un método para fijar los elementos de un panel para la carrocería de un vehículo automóvil.

La invención resultará ser más clara a partir de la siguiente descripción detallada, que se realiza con referencia a los dibujos incluidos que muestran una realización preferida presentada a modo de un ejemplo no limitativo, y en el que: − la figura 1 es una vista en perspectiva esquematizada de

un aparato de acuerdo con la invención, − la figura 2 es una vista en planta superior del aparato de

la figura 1, − la figura 3 es una vista en alzado lateral aumentada de un

detalle indicado con la flecha III en la figura 2, y − la figura 4 es una vista en sección lateral aumentada de

un detalle indicado con la flecha IV en la figura 3.

Con referencia a las figuras, un aparato para fijar los elementos de un panel compuesto para una carrocería de un vehículo automóvil, se indica con la referencia 10 a modo de un conjunto.

El aparato 10 comprende una base o mesa de trabajo que incluye una plataforma 12 soportada por una estructura base 14 provista de una serie de patas de soporte 15 para descansar en el suelo.

Un marco de soporte 16 está fijado en la plataforma 12, que soporta una serie de bloques 18 de material no magnético, por ejemplo de material aislante, que constituyen una estructura de soporte conformada adaptada para permitir la colocación de un panel compuesto 20 en la carrocería de un vehículo automóvil, por ejemplo, con referencia a las

figuras,

la trampilla del capó frontal de un vehículo

automóvil, al menos en su zona perimetral.

El

panel 20 comprende una pluralidad de laminas,

habitualmente dos, que se fijan entre sí, habitualmente un panel de cubierta exterior 20a y un esqueleto de refuerzo interior 20b. Estos elementos están habitualmente conectados entre sí por medio de una operación de juntado preliminar realizada a lo largo de los bordes perimetrales del panel 20, de tal manera que un borde del panel de cubierta 20a se dobla en el borde perimetral del esqueleto 20b, de modo que los dos elementos 20a y 20b se conectan entre sí. Antes de que los elementos 20a y 20b se unan conjuntamente y mutuamente conectados al juntarse, un adhesivo polimérico 23, del tipo

termoendurecible, se aplica entre sus bordes perimetrales (ver la figura 4), constituyendo un tipo de junta interpuesta entre los bordes de los dos elementos.

La estructura de soporte conformada constituida por el marco de soporte 16 y los bloques 18, que define una forma que corresponde a la del panel compuesto 20 deberá adoptar una vez se montará de forma definitiva.

Además, una serie de herramientas de referencia y bloqueo 24, habitualmente accionadas de forma neumática o eléctrica, están dispuestos en la plataforma 12, cada una de las cuales comprende un brazo que puede oscilarse entre una posición de descanso elevada y una posición de cierre bajada. Las herramientas 24, cuando sus brazos están en la posición bajada, después de que el panel premontado 20 haya sido colocado sobre los bloques 18, retienen el panel 20 y sus elementos 20a y 20b en una configuración estable, en vista de la ejecución de la etapa de fijación de tales elementos.

La plataforma 12 soporta también una serie de herramientas de soldadura 26, preferentemente del tipo de proyección indirecta eléctrica, para soldar los elementos 20a y 20b en puntos predeterminados de diseño. Cada herramienta de soldadura 26 incluye un cabezal que soporta un electrodo de soldadura 26a (figuras 3 y 4) y puede moverse entre una posición activa en que el electrodo 26a descansa en un tramo de borde del panel 20, y una posición inactiva, elevada y retirada con respecto a los bloques 18, en el que el posicionamiento y extracción fácil del panel compuesto 20 desde arriba, antes y después de la ejecución de las etapas

de montaje, resulta posible. Un aparato de soldadura de este tipo se describe en la solicitud de patente europea EP-A-1 442 819, a nombre del mismo solicitante.

Los electrodos de presión 30 están asociados con las herramientas de soldadura 26 para permitir el cierre del circuito eléctrico con el electrodo de soldadura 26a a través de las chapas 20a y 20b, durante la etapa de soldadura. Cada electrodo de presión 30 es llevado por un respectivo brazo oscilante para poder adoptar, en la condición de descanso, una posición elevada y retirada que permite colocar o extraer el panel compuesto 20 desde arriba con respecto a los bloques

18.

Las unidades de soldadura que comprenden las herramientas 26 y los electrodos de presión 30 están eléctricamente conectadas con transformadores indicados por la referencia 28, que se disponen en los laterales sobre la plataforma 12.

Una herramienta de calentamiento por inducción, indicada con 33 a modo de conjunto, está asociada con la plataforma 12, y comprende un generador de calor 32 conectado con una unidad de suministro y refrigeración (no mostrada), a partir de la cual se extienden un par de conductos tubulares 34, que están unidos con una estructura tubular 36 soportada por una serie de soportes de columna 38 y tiene una forma de modo que envuelve por completo la serie de bloques 18 para disponerse, cuando un panel 20 está asociado con el aparato 10, en una posición adyacente por todo el borde perimetral de dicho panel o solamente alguno de sus tramos, dependiendo de donde

esté situado el adhesivo 23.

De una forma conocida de per se, los conductos tubulares 34 y 36 presentan una cavidad interior que permite que un fluido refrigerante circule y sea conducido por una corriente de alta frecuencia para inducir un flujo magnético y provocar el calentamiento por inducción de los elementos 20a y 20b del panel 20, hasta una temperatura de casi 180ºC, que es suficiente para provocar una pre-polimerización del adhesivo 23 interpuesto entre los elementos 20a y 20b. En particular, el conducto tubular 36 está interpuesto entre bloques no magnéticos 18 y el aparato de soldadura 26 y está convenientemente dispuesto más adyacente al borde del panel 20 y sensiblemente separado de la herramienta de soldadura 26, de tal manera que dicha herramienta no sufre ningún calentamiento apreciable, de modo que no se provoca ninguna interferencia con su funcionamiento.

Una unidad de control electrónico (no mostrada en las figuras), gestiona como un conjunto y según los tiempos precolocados el funcionamiento coordinado de las herramientas de referencia y bloqueo 24, de las herramientas de soldadura 26 y de la herramienta de calentamiento por inducción 33, una vez el panel premontado 20 se ha posicionado sobre los bloques 18. La unidad de control puede ser independiente, si el aparato 10 funciona de una forma independiente, o puede integrarse en una unidad de control general de una cadena de montaje, si el aparato 10 forma parte de un grupo de aparatos de una cadena de montaje automatizada para carrocerías de vehículos automóviles, que puede funcionar de forma selectiva

de forma sucesiva.

En el funcionamiento del aparato 10, un panel 20 con los respectivos elementos ya sellados en sus bordes periféricos, es colocado desde arriba sobre los bloques 18, en una posición predeterminada para fijarlo. En esta condición, tanto las herramientas de referencia y bloqueo 24 como las herramientas de soldadura 26 con los respectivos electrodos de presión 30 están todos ellos en su configuración elevada y retirada con respecto a la estructura de soporte conformada del panel 20 definida por los bloques 18.

La unidad de control del aparato 10 controla por ello el descenso de los brazos de las herramientas de referencia y bloqueo 24, de modo que los elementos 20a y 20b pueden bloquearse en la posición de fijación.

Cuando los elementos 20a y 20b están referenciados y bloqueados en la posición correcta de soldadura, la unidad de control actúa sobre las herramientas de soldadura 26 de tal manera que sus electrodos 26a realizan las respectivas soldaduras en zonas predeterminadas del panel 20, después de que los electrodos de presión 30 hayan bajado para que contacten con la chapa del esqueleto 20b.

Al final de la etapa de soldadura, las herramientas 26 y los respectivos electrodos 30 son devueltos a su posición de reposo elevada y retirada, y por lo tanto la unidad de control controla el funcionamiento de la herramienta de calentamiento por inducción 33 para calentar los bordes de éstos, para que el adhesivo polimérico 23 se lleve a una condición de pre-polimerización, tal que permita que la

estructura del panel 20 asuma una configuración geométricamente estable, rígida y resistente suficiente para que las etapas posteriores de montaje puedan llevarse a una conclusión sobre la carrocería del vehículo automóvil.

5 Cuando el proceso de fijación de los elementos 20a y 20b de un panel 20 finaliza, la unidad de control se ocupa de interrumpir la activación de la herramienta de calentamiento 33 y devuelve las herramientas de referencia y bloqueo 24 a sus posiciones de reposo, elevada y retirada con respecto a

10 la estructura de soporte 16, 18, para que sea permitida la extracción del panel fijado 20 y el suministro de un nuevo panel 20 a fijarse en el aparato 10.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1. Aparato para fijar los elementos de un panel para una carrocería de vehículo automóvil, que comprende: − una base (12, 14), − una estructura de soporte conformada (16, 18) soportada

   por la base (12, 14), para soportar un panel compuesto

   (20) que incluye al menos dos láminas (20a, 20b) que se fijan entre sí,

   − medios de soldadura (26) asociados con la estructura de soporte (16, 18) y previstos para soldar dichas al menos dos láminas (20a, 20b) en zonas predeterminadas, y

   − medios de referencia y bloqueo (24) de las láminas (20a, 20b), asociados con la estructura de soporte (16, 18) y adaptados para asegurar el posicionamiento y bloqueo recíproco de las láminas (20a, 20b) cuando funcionan los medios de soldadura (26),

   caracterizado por el hecho de que dichas láminas (20a, 20b) del panel compuesto (20) incluye un esqueleto (20b) y un panel de cubierta (20a) premontados por tramos de junta (22) en sus bordes perimetrales, un adhesivo polimérico (23) que está interpuesto entre respectivos tramos de dichas láminas (20a, 20b), y en el que medios de calentamiento por inducción

   (33)

   están soportados por dicha base (12, 14) y asociados con la estructura de soporte (16, 18), una unidad de control electrónico que está asociada con el aparato (10) para controlar y coordinar el funcionamiento de dichos medios de soldadura (26), de dichos medios de referencia y bloqueo (24) y dichos medios de calentamiento por inducción (33) de modo

   que, mientras las láminas (20a, 20b) están bloqueadas por los medios de referencia y bloqueo (24), los tramos del panel compuesto (20) en el que se sitúa dicho adhesivo polimérico

   (23)

   son calentados a una temperatura preajustada para que solamente se alcance una condición de pre-polimerización de dicho adhesivo (23), siendo los medios de calentamiento por inducción (33) por lo tanto solamente aptos para prepolimerizar dicho adhesivo (23).

2. 2.

   Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha estructura de soporte conformada (16, 18) comprende una serie de bloques de material no magnético (18), soportados por un marco de soporte (16).

3. 3.

   Aparato según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el adhesivo (23) está interpuesto entre el esqueleto (20b) y el panel de cubierta (20a), cerca de los bordes del panel compuesto (20), y en el que los medios de calentamiento por inducción (33) comprenden una herramienta de calentamiento tubular (36) que se extiende cerca de los tramos del borde perimetral (22) del panel compuesto (20) donde se aplica dicho adhesivo (23).

4. 4.

   Aparato según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la herramienta de calentamiento tubular (36) tiene una forma que corresponde con el borde perimetral (22) del panel compuesto (20), y está dispuesta de manera que rodea completamente o solamente algunas longitudes de dicho borde (22).

5. 5.

   Aparato según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por el hecho de que la herramienta de calentamiento tubular

   (36) está interpuesta entre la estructura de soporte (16, 18) y los medios de soldadura (26), y en el que se dispone más adyacente al borde del panel (20) con el fin de separarse sensiblemente de los medios de soldadura (26).
6. 6. Método para fijar los elementos de un panel para una carrocería de un vehículo automóvil, que comprende las etapas de: − disponer un panel compuesto (20) que consta de al menos

   dos láminas (20a, 20b) para fijarse entre sí, incluyendo en particular un esqueleto (20b) y un panel de cubierta (20a), estando dichos elementos (20a, 20b) premontados al juntar tramos (22) de sus bordes perimetrales, estando interpuesto un adhesivo polimérico (23) entre las láminas (20a, 20b) al menos en algunos tramos de sus bordes,

   − disponer el panel compuesto (20) con los respectivos elementos (20a, 20b) premontados, sobre una estructura de soporte correspondientemente conformada (16, 18) de un aparato (10),

   − bloquear los elementos (20a, 20b) del panel compuesto (20) en una posición precolocada mediante medios de referencia y bloqueo (24) asociados con dicho aparato (10), con el fin de asegurar el posicionamiento y el bloqueo recíproco de dichos elementos (20a, 20b) en su condición de fijación con respecto a dicha estructura de soporte (16, 18),

   − soldar los elementos (20a, 20b) del panel compuesto (20) en zonas predeterminadas por medios de soldadura (26) asociados con dicho aparato (10),

   − calentar el panel compuesto (20) en tramos en el que está

   ubicado dicho adhesivo polimérico (23), por medios de calentamiento por inducción (33) asociados con la estructura de soporte (16, 18), y

   − controlar mediante una unidad de control electrónico el funcionamiento de al menos dichos medios de calentamiento por inducción (33), mientras que las láminas (20a, 20b) están bloqueadas por dichos medios de referencia y bloqueo (24), para que alcancen una temperatura tal que el adhesivo (23) se lleva solamente a una condición de prepolimerización.

7. 7.

   Método según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la etapa de calentar los tramos del panel compuesto (20) en el que se ubica el adhesivo polimérico (23), se realiza inmediatamente después de la etapa de soldadura.

8. 8.

   Método según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la etapa de calentar el panel compuesto (20) se realiza en parte o en todo el borde perimetral.

9. 9.

   Método según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por el hecho de que dicha unidad de control electrónico actúa también sobre los medios de referencia y bloqueo (24), los medios de soldadura juntamente con los medios de calentamiento por inducción (33), de una manera coordinada y según tiempos precolocados.

10. 10.

    Método según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por el hecho de que se lleva a cabo en un aparato (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.