ES2832480T3 - Viga de parachoques que tiene una sección transversal en forma de 8 - Google Patents

Abstract

Viga de parachoques (1) para un vehículo automotor hecha de al menos una chapa de acero laminada (10) que comprende una viga superior (12) y una viga inferior (14) que se extienden en una dirección transversal, teniendo dicha viga superior (12) y dicha viga inferior (14), cada una, una sección transversal cerrada definida por una pared delantera (16, 22), una pared trasera (18, 24), una pared superior (20) y una pared inferior (26), uniendo la pared superior (20) y la pared inferior (26) la pared delantera (16, 22) a la pared trasera (18, 24), en la que una pared central (28) que se extiende entre las paredes delanteras (16, 22) y las paredes traseras (18, 24) de la viga superior (12) y de la viga inferior (14) forma tanto la pared inferior de la viga superior (12) como la pared superior de la viga inferior (14), extendiéndose la pared central (28) en al menos dos planos diferentes, comprendiendo la pared central (28) una parte delantera (30) que se extiende desde las paredes delanteras (16, 22) de las vigas superior e inferior (12, 14), una parte trasera (32) que se extiende desde las paredes traseras (18, 24) de las vigas superior e inferior (12, 14) y una parte central (34) que une la parte delantera (30) y la parte trasera (32), extendiéndose la parte delantera (30) y/o la parte trasera (32) en un plano diferente del plano en el que se extiende la parte central (34), caracterizada porque la parte delantera (30) se extiende en un primer plano y la parte trasera (32) se extiende en un segundo plano, paralelo al primer plano, extendiéndose la parte central (34) en un tercer plano inclinado entre el primer plano y el segundo plano, estando la unión entre la parte central (34) y la parte delantera (30), respectivamente la parte trasera (32), formada por una porción redondeada (36) que se extiende entre la parte central (34) y la parte delantera (30), respectivamente la parte trasera (32), y porque el radio de curvatura de la porción redondeada (36) es mayor o igual a 0,5 veces el espesor de la chapa de acero (10).

Description

DESCRIPCIÓN

Viga de parachoques que tiene una sección transversal en forma de 8

[0001] La presente invención se refiere a una viga de parachoques para un vehículo automotor según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0002] La invención también se refiere a un procedimiento para producir tal viga de parachoques.

[0003] Las vigas de parachoques que comprenden una viga superior y una viga inferior que tienen una pared central común se conocen como vigas de parachoques "en forma de 8". Tales vigas de parachoques son conocidas por tener una buena resistencia y características de impacto, gracias a la pared central que aumenta la resistencia de la viga de parachoques, mientras que siguen siendo relativamente ligeras y se adaptan al espacio disponible en el vehículo donde se va a instalar la viga de parachoques. Los documentos US-8716624 y US-2014/0361558, por ejemplo, describen tales vigas de parachoques en forma de 8.

[0004] El documento EP1378402 describe una viga de parachoques para un vehículo automotor según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0005] Se requiere que una viga de parachoques tenga un comportamiento particular en caso de impacto, por ejemplo, un impacto en una prueba de poste

, en la que un obstáculo localizado golpea la parte central de la viga de parachoques a una velocidad de aproximadamente 15 Km/h. Más

particularmente, la viga de parachoques tiene que ser capaz de deformarse mientras absorbe energía cuando el impacto ocurre de modo que la energía del impacto no se transmita o se transmita menos a las partes que se extienden detrás de la viga de parachoques en el vehículo.

[0006] Con este fin, la viga de parachoques debe tener características satisfactorias en términos de resistencia a un esfuerzo máximo mayor que un umbral de esfuerzo predeterminado, que se aplica a la viga de parachoques durante el impacto, de energía mínima absorbida después de la deformación de la viga de parachoques a una distancia predeterminada de deformación debido al impacto y de resistencia a la rotura durante la deformación de la viga de parachoques cuando el esfuerzo máximo se aplica a la viga de parachoques, así como después de una cantidad importante de deformación, lo que significa que la viga de parachoques tiene que deformarse plásticamente y no romperse a una distancia predeterminada de deformación para garantizar la absorción de la energía durante la deformación plástica.

[0007] Al diseñar una nueva viga de parachoques, se intenta obtener los mejores resultados en estos tres parámetros (resistencia a un esfuerzo máximo, mínima energía absorbida y resistencia a la rotura). Sin embargo, tratar de mejorar una de estas características es generalmente perjudicial para una y/o las otras características. Por ejemplo, aumentar la resistencia de la viga de parachoques, por ejemplo, modificando la geometría de la viga de parachoques o aumentando su resistencia a la tracción, de modo que pueda resistir a un mayor esfuerzo máximo hace que la viga de parachoques sea menos deformable y más probable que se rompa antes de que la deformación de la viga de parachoques alcance la distancia predeterminada.

[0008] Uno de los objetivos de la invención es proponer una viga de parachoques que tenga resultados mejorados en los tres parámetros. Con este fin, la invención se refiere a una viga de parachoques del tipo mencionado anteriormente, según la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

[0009] Tener una pared central que se extiende en al menos dos planos diferentes, creando así un escalón en la pared central, permite mejorar la resistencia de la viga de parachoques, lo que hace que sea capaz de resistir un mayor esfuerzo máximo aplicado durante el impacto. Además, el escalón creado permite reducir la longitud, medida en la dirección en la que se aplica el esfuerzo debido al impacto en la viga de parachoques, de las partes de la pared central que se extienden en un solo plano, lo que mejora la absorción de energía durante la deformación de la viga de parachoques, mejorando así la energía mínima absorbida a una distancia predeterminada de deformación, y hace que sea menos probable que la viga de parachoques se rompa durante la deformación. Este resultado se obtiene porque el esfuerzo para inducir el pandeo de una superficie se reduce a medida que aumenta la longitud, en la dirección longitudinal en la que se aplica el esfuerzo en la viga de parachoques durante el impacto, de una superficie que se extiende en un solo plano. En comparación con esta situación en la que una pared central se extiende en un solo plano, ya que tener un cambio de plano en la pared central permite reducir la longitud de las superficies que se extienden en un solo plano de la pared central en la dirección longitudinal, el pandeo de estas superficies se retrasa ya que el esfuerzo para inducir el pandeo es mayor. Retrasar el pandeo permite mantener los cuerpos huecos de la viga superior y de la viga inferior a una mayor distancia de deformación lo que mejora las prestaciones de la viga de parachoques durante el impacto en términos de energía absorbida.

[0010] Las características particulares de la viga de parachoques se mencionan en las reivindicaciones 2 a 13.

[0011] La invención se refiere también a un procedimiento para producir una viga de parachoques según la reivindicación 14.

[0012] Las características particulares del procedimiento se mencionan en las reivindicaciones 15 y 16.

[0013] Otros aspectos y ventajas de la invención aparecerán después de leer la siguiente descripción, dada a modo de ejemplo y hecha con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de viga de parachoques que comprende una viga de parachoques según la invención,

- la Fig. 2 es una vista en sección transversal a lo largo del plano II-II de la Fig. 1,

- la Fig.3 es una vista en sección transversal a lo largo del plano MI-MI de la Fig. 1,

- la Fig. 4 es una serie de secciones transversales que muestran una forma de una chapa de acero en cada etapa de formación al formar la viga de parachoques de la Fig. 1,

- la Fig. 5 es una vista ampliada de las etapas 4 a 7 mostradas en la Fig. 4, y

- la Fig. 6 es un diagrama que muestra la fuerza aplicada a la viga de parachoques con respecto a una distancia de deformación de la viga de parachoques de la Fig. 1.

[0014] En la descripción, el término "longitudinal" se define según la dirección de atrás a adelante de un vehículo y el término "transversal" se define según la dirección de izquierda a derecha del vehículo. Los términos "arriba", "superior'', "inferior" se definen en relación con la dirección de alzado de un vehículo.

[0015] En referencia a la Fig. 1, se describe un conjunto de viga de parachoques para un vehículo automotor. Tal conjunto de viga de parachoques debe disponerse en la parte delantera y/o trasera de un vehículo para proteger el compartimiento del motor y el compartimiento del vehículo en caso de un impacto frontal y/o trasero contra el vehículo.

[0016] El conjunto de viga de parachoques comprende una viga de parachoques 1 que se extiende de manera sustancialmente transversal y dos cajas de colisión 2 que se extienden en la dirección longitudinal unidas a la viga de parachoques 1 en las proximidades de cada extremo transversal 4 de la viga de parachoques 1. Se proporciona una placa de unión 6 en el extremo de cada caja de colisión 2 opuesta a la viga de parachoques 1 para unir el conjunto de viga de parachoques a la carrocería del vehículo, por ejemplo, a los rieles longitudinales del vehículo. La viga de parachoques 1 está dimensionada para extenderse a lo largo de la mayor parte de la anchura del vehículo en la dirección transversal. Según una realización, la viga de parachoques 1 se extiende sobre una distancia ligeramente mayor que la distancia que separa los dos rieles longitudinales del vehículo, por ejemplo, sobre una distancia del 70 % de la anchura del vehículo.

[0017] La viga de parachoques 1 está arqueada en la dirección transversal, lo que significa que la viga de parachoques 1 tiene una forma curva dispuesta de manera que una parte central 8 se extiende más hacia el exterior del vehículo que los extremos transversales 6 de la viga de parachoques 1. Esto significa que el extradós de la viga de parachoques está destinado a extenderse hacia el exterior del vehículo mientras que el intradós está destinado a extenderse hacia el interior del vehículo. El radio de curvatura de la viga de parachoques 1 es, por ejemplo, inferior o igual a 4000 mm, por ejemplo, comprendido entre 2000 mm y 4000 mm. El radio de curvatura puede ser constante o no a lo largo de la dirección transversal.

[0018] La viga de parachoques 1 se obtiene laminando una chapa de acero 10 (Fig. 4), lo que significa que la chapa de acero se pliega y se dobla hasta darle forma como se describirá con mayor detalle posteriormente. Más particularmente, a la chapa de acero 10, por ejemplo, se le da forma de perfil. La chapa de acero 10 está hecha de un acero que tiene una resistencia a la tracción mayor o igual a 980 MPa, por ejemplo mayor que 1500 MPa o mayor que 1700 MPa. El acero, por ejemplo, comprende al menos 35 % de martensita o de bainita. Según una realización, el acero es, por ejemplo, un acero totalmente martensítico que tiene una resistencia a la tracción de 1500 MPa. El acero se puede recubrir, por ejemplo, con un recubrimiento a base de zinc o aluminio. Alternativamente, el acero se deja sin recubrimiento. La chapa de acero 10 tiene un espesor comprendido entre 0,8 mm y 1,5 mm, por ejemplo, aproximadamente 1 mm. El espesor de la chapa de acero no es necesariamente constante, con el fin de formar porciones de diferentes espesores en la viga de parachoques 1.

[0019] La chapa de acero 10 se pliega de tal manera que la viga de parachoques 1 comprende una viga superior 12 y una viga inferior 14 que se extienden cada una en la dirección transversal, extendiéndose la viga superior 12 por encima de la viga inferior 14 en la dirección de alzado del vehículo.

[0020] La viga superior 12 comprende una pared delantera 16 destinada a extenderse hacia el exterior del vehículo, una pared trasera 18 sustancialmente paralela a la pared delantera 16 y destinada a extenderse hacia el interior del vehículo y una pared superior 20 que une el extremo superior de la pared delantera 16 al extremo superior de la pared trasera 18.

[0021] La viga inferior 14 comprende una pared delantera 22 destinada a extenderse hacia el exterior del vehículo, una pared trasera 24 sustancialmente paralela a la pared delantera 22 y destinada a extenderse hacia el interior del vehículo y una pared inferior 26 que une el extremo inferior de la pared delantera 22 al extremo inferior de la pared trasera 24.

[0022] La viga de parachoques 1 comprende además una pared central 28 que une las paredes delanteras 16, 22 a las paredes traseras 18, 24 de las vigas superior e inferior 12, 14 y que se extiende entre la pared superior 20 de la viga superior 12 y la pared inferior 26 de la viga inferior 14. Por lo tanto, la pared central 28 forma una pared inferior de la viga superior 12 y una pared superior de la viga inferior 14 y es común a las vigas superior e inferior 12, 14, como se muestra en las Figs. 2 y 3.

[0023] La pared delantera 16 de la viga superior 12 y la pared delantera 22 de la viga inferior 14 se extienden sustancialmente en un mismo plano y la pared trasera 18 de la viga superior 12 y la pared trasera 24 de la viga inferior se extienden sustancialmente en un mismo plano paralelo al plano de las paredes delanteras 16, 22. En el estado montado, los planos de las paredes delanteras 16, 22 y de las paredes traseras 18, 24 son planos que contienen una dirección de alzado y una dirección transversal, que corresponden sustancialmente a planos verticales. La distancia entre las paredes delanteras 16, 22 y las paredes traseras 18, 24 es, por ejemplo, aproximadamente 30 mm.

[0024] La pared superior 20 de la viga superior 12 y la pared inferior 26 de la viga inferior 14 son, por ejemplo, sustancialmente paralelas entre sí y, por ejemplo, sustancialmente perpendiculares a los planos de las paredes delanteras 16, 22 y de las paredes traseras 18, 24. En el estado montado, los planos de la pared superior 20 y de la pared inferior 26 son planos que contienen una dirección longitudinal y una dirección transversal, que corresponden sustancialmente a planos horizontales. La distancia entre la pared superior 20 de la viga superior 12 y la pared inferior 26 de la viga inferior 14 es, por ejemplo, aproximadamente 120 mm.

[0025] La pared central 28 se extiende sustancialmente a la misma distancia desde la pared superior 20 de la viga superior 12 y desde la pared inferior 26 de la viga inferior 14 de modo que la viga superior 12 y la viga inferior 14 tienen sustancialmente las mismas dimensiones y secciones transversales iguales. Según una variante, la pared central 28 podría extenderse a diferentes distancias desde la pared superior 20 y la pared inferior 26, de modo que una de las secciones transversales de la viga superior 12 y de la viga inferior 14 sea mayor que las otras secciones transversales.

[0026] Según la realización descrita anteriormente, la viga de parachoques 1, por lo tanto, tiene una sección transversal en un plano perpendicular a la dirección transversal que tiene una forma de 8 como se muestra en las Figs.

2 y 3. Sin embargo, la sección transversal del parachoques podría ser diferente, por ejemplo, al tener paredes delanteras y traseras no paralelas y/o paredes superiores e inferiores no paralelas.

[0027] La pared central 28 comprende al menos un cambio de plano entre las paredes delanteras 16, 22 y las paredes traseras 18, 24, lo que significa que la pared central 28 se extiende en al menos dos planos diferentes. La pared central 28 comprende una parte delantera 30 conectada a las paredes delanteras 16, 22, una parte trasera 32 conectada a las paredes traseras 18, 24 y una parte central 34 que conecta la parte delantera 30 a la parte trasera 32. La parte central 34 se extiende en un plano diferente del plano en el que se extienden la parte delantera 30 y/o la parte trasera 32. Según la realización mostrada en las Figs. 2 y 3, la parte delantera 30 se extiende en un primer plano, la parte trasera 32 se extiende en un segundo plano y la parte central 34 se extiende en un tercer plano. El primer y segundo plano son sustancialmente paralelos y perpendiculares a los planos de las paredes delanteras 16, 22 y de las paredes traseras 18, 24. El tercer plano está inclinado entre el primer plano y el segundo plano. Por ejemplo, el tercer plano forma un ángulo a comprendido entre 10° y 170° con el primer y segundo plano. Según un ejemplo, el ángulo a está comprendido entre 30° y 60°. Por lo tanto, la parte central 34 forma un escalón en la pared central 28. Durante la deformación de la viga de parachoques durante un impacto, el escalón en la pared central separa la pared central en dos partes que se extienden en diferentes planos, lo que, por lo tanto, retrasa el pandeo de las dos partes. De hecho, el esfuerzo para inducir el pandeo de una superficie se reduce a medida que aumenta la longitud de la superficie en la dirección longitudinal en la que se aplica el esfuerzo en la viga de parachoques durante el impacto. Dado que proporcionar un escalón en la pared central permite reducir la longitud de la superficie de la primera y segunda parte de la pared central en la dirección longitudinal, el pandeo de la primera y segunda parte se retrasa con respecto a una pared central que se extiende en un solo plano ya que el esfuerzo para inducir el pandeo es mayor. Retrasar el pandeo permite mantener los cuerpos huecos de la viga superior 12 y de la viga inferior 14 a una mayor distancia de deformación, lo que mejora las prestaciones de la viga de parachoques durante el impacto en términos de energía absorbida.

[0028] La parte central 34 está conectada a la parte delantera 30 y a la parte trasera 32 por porciones redondeadas 36, es decir, porciones curvas que hacen la transición entre el primer plano y el tercer plano y entre el tercer plano y el segundo plano. El radio de curvatura de las partes redondeadas 36 es mayor o igual a 0,5 veces el espesor de la chapa de acero 10. Según un ejemplo, el radio de curvatura de las porciones redondeadas 36 es mayor o igual a dos veces el espesor de la chapa de acero 10. Según el ejemplo mencionado anteriormente, el radio de curvatura de las porciones redondeadas 36 es, por lo tanto, mayor o igual a un valor entre 1,6 mm y 3 mm dependiendo del espesor de la chapa de acero 10.

[0029] La primera parte 30 se extiende, por ejemplo, a una altura diferente a la altura de la segunda parte 32, lo que significa que la distancia entre la primera parte 30 y la pared superior 20 de la viga superior 12, respectivamente la pared inferior 26 de la viga inferior 14, es diferente a la distancia entre la segunda parte 32 y la pared superior 20 de la viga superior 12, respectivamente la pared inferior 26 de la viga inferior 14. Según la realización mostrada en las Figs. 2 y 3, la primera distancia entre la primera parte 30 y la pared superior 20 de la viga superior 12 es menor que la segunda distancia entre la segunda parte 32 y la pared superior 20 de la viga superior 12, lo que significa que la primera parte 30 se extiende más alta que la segunda parte 32 en el estado montado de la viga de parachoques. Según una realización, la diferencia entre la primera distancia y la segunda distancia es menor que un tercio de la distancia que separa la pared superior 20 de la viga superior 12 de la pared inferior 26 de la viga inferior 14, es decir, menor que 40 mm según el ejemplo descrito anteriormente. Según una realización, la diferencia entre la primera distancia y la segunda distancia, que corresponde a la distancia entre el primer plano y el segundo plano, es aproximadamente 10 mm.

[0030] La primera parte 30 está conectada a la pared delantera 16 de la viga superior 12 por un extremo delantero redondeado 38 y la segunda parte 32 está conectada a la pared trasera 24 de la viga inferior 14 por un extremo trasero redondeado 40. Al igual que las porciones redondeadas 36 entre la parte central 36 y las partes delantera y trasera 30, 32, el radio de curvatura de los extremos delantero y trasero redondeados 38, 40 es mayor o igual a 0,5 veces el espesor de la chapa de acero 10. Según un ejemplo, el radio de curvatura de los extremos redondeados 38, 40 es mayor o igual a dos veces el espesor de la chapa de acero 10.

[0031] Según la realización mostrada en las Figs. 1 y 2, la pared central 28 tiene un centro de simetría en el centro de la pared central en la dirección longitudinal.

[0032] La pared central 28 que se extiende sustancialmente en el centro de la viga de parachoques 1 aumenta la resistencia de la viga de parachoques 1. En consecuencia, la viga de parachoques 1 puede resistir un mayor esfuerzo máximo durante un impacto. Además, el escalón formado por la parte central 34 retrasa el pandeo de las superficies que se extienden en un solo plano durante el impacto, lo que hace que la viga de parachoques 1 sea capaz de absorber una mayor cantidad de energía durante la deformación de la viga de parachoques 1 y menos probable que se rompa durante la deformación como se explicó anteriormente. En consecuencia, la pared central 28 mejora las características de la viga de parachoques.

[0033] En el diagrama mostrado en la Fig. 6 que muestra la fuerza aplicada a la viga de parachoques con respecto a la distancia de deformación de la viga de parachoques, el esfuerzo máximo se muestra en la ordenada de fuerza en "Ep". La distancia de deformación a la que todavía se absorbe una energía mínima sin que la viga de parachoques se rompa se muestra en la ordenada de distancia en Em. Esto se puede obtener con una pared central 28 según la invención, porque con tal pared central, por ejemplo, es posible retrasar el pandeo de la pared central 28 de 10 ms a 20 ms durante un impacto frontal contra la viga de parachoques que ocurre a una velocidad de 15 Km/h.

[0034] Debe entenderse que la forma de la pared central 28 podría ser diferente. Según un ejemplo, la primera y segunda parte 30, 32 de la pared central podrían extenderse en un mismo plano mientras que la parte central 34 podría extenderse en más de un plano. El extremo delantero 38 podría conectarse a la pared delantera 22 de la viga inferior 14 mientras que el extremo trasero 40 podría conectarse a la pared trasera 18 de la viga superior 12. La primera parte 30 podría extenderse a una altura inferior a la altura de la segunda parte 32.

[0035] A continuación se describirán otras características de la viga de parachoques 1 que mejoran sus prestaciones y/o facilitan su producción.

[0036] La chapa de acero 10 se extiende entre un primer borde 42 y un segundo borde 44, como se muestra en la Fig. 4. Cuando se forma la viga de parachoques 1, el primer borde 42 está unido a la pared delantera 16 de la viga superior 12 y cubre el extremo delantero redondeado 38 de la pared central 28 y el segundo borde 44 está unido a la pared trasera 24 de la viga inferior 14 y cubre el extremo trasero redondeado 40 de la pared central 28. En consecuencia, el primer y segundo borde 42 y 44 cierran las secciones transversales de las vigas superior e inferior 12, 14. El primer y segundo borde 42, 44 se extienden en planos paralelos a los planos de las paredes delanteras 16, 22 y las paredes traseras 18, 24 de modo que las superficies planas se unen entre sí cuando los bordes se unen a las paredes delantera y trasera. Esto hace que el cierre de las secciones transversales sea una etapa más fácil. Por ejemplo, el primer y segundo borde 42, 44 se unen soldando las paredes delantera y trasera 16, 24 y soldar superficies planas es más fácil que soldar superficies curvas. La soldadura es preferentemente una soldadura por láser.

[0037] Según la realización mostrada en las figuras, las paredes delanteras 16, 22 de las vigas superior e inferior 12, 14 comprenden, cada una, una nervadura delantera 46 que se extiende transversalmente a lo largo de toda la longitud de la viga de parachoques 1. Cada nervadura delantera 46 tiene una forma de ranura o canal que se extiende desde la pared delantera hacia el interior de la viga de parachoques, es decir, dentro de la sección transversal de la viga de parachoques hacia la pared trasera que se extiende opuesta a la pared delantera en la que se proporciona la nervadura delantera 46. Como ya se sabe, tales nervaduras delanteras 46 aumentan el valor de resistencia al impacto de las vigas superior e inferior 12, 14, lo que hace que la viga de parachoques 1 pueda soportar esfuerzos máximos importantes durante el impacto. Cada nervadura delantera 46 tiene una forma arqueada. Según una realización, el radio de curvatura de cada nervadura delantera es igual o mayor que 0,5 veces el espesor de la chapa de acero 10. Según un ejemplo, el radio de curvatura de las nervaduras delanteras 46 es mayor o igual a dos veces el espesor de la chapa de acero 10. Cada nervadura delantera 46 se extiende sustancialmente en el centro de la pared delantera 16, 22 en la dirección de alzado. Según una realización, la altura de la nervadura delantera, es decir, la dimensión de la nervadura delantera 46 medida en la dirección de alzado está sustancialmente comprendida entre el 10 % y la mitad de la altura de la pared delantera en la que se extiende la nervadura delantera. La altura de la nervadura delantera está comprendida, por ejemplo, entre 10 mm y 30 mm. La profundidad de la nervadura delantera 46, es decir, la dimensión de la nervadura medida en la dirección longitudinal está comprendida, por ejemplo, entre una décima y una tercera parte de la distancia entre la pared delantera en la que se extiende la nervadura y la pared trasera orientada hacia la pared delantera. Por ejemplo, la profundidad de la nervadura delantera 46 está comprendida entre 3 mm y 10 mm. Según un ejemplo particular, la altura de la nervadura es igual a la profundidad de la nervadura. La nervadura delantera 46 que se extiende en la pared delantera 16 de la viga superior 12 es, por ejemplo, sustancialmente idéntica a la nervadura delantera 46 que se extiende en la pared delantera 22 de la viga inferior 14.

[0038] Según diversas realizaciones, al menos una de la pared superior 20 de la viga superior 12, la pared inferior 26 de la viga inferior 14, la pared trasera 18 de la viga superior 12 y la pared trasera 24 de la viga inferior 14 comprende además una nervadura que se extiende transversalmente y hacia el interior de la viga de parachoques 1. Se entiende por "una nervadura que se extiende transversalmente y hacia el interior de la viga de parachoques" que la nervadura se extiende dentro de la sección transversal de la viga de parachoques.

[0039] Más particularmente, según la realización mostrada en las figuras, las paredes traseras 18, 24 de las vigas superior e inferior 12, 14 comprenden, cada una, una nervadura trasera 48 que se extiende transversalmente a lo largo de toda la longitud de la viga de parachoques 1. Cada nervadura trasera 48 tiene una forma de ranura o canal que se extiende desde la pared trasera hacia el interior de la viga de parachoques, es decir, dentro de la sección transversal de la viga de parachoques hacia la pared delantera que se extiende opuesta a la pared trasera en la que se proporciona la nervadura trasera 48.

[0040] Las nervaduras traseras 48 se proporcionan para mejorar la producción de la viga de parachoques 1 con el fin de obtener una viga de parachoques de mejor calidad. Como se describió anteriormente, la viga de parachoques 1 es curva y el intradós se extiende en el lado de las paredes traseras 18, 24 de la viga de parachoques 1. Las grandes superficies planas en el lado del intradós, tales como las superficies formadas por las paredes traseras 18, 24 sin las nervaduras, tienden a pandear durante la flexión de la viga de parachoques 1 realizada para curvar la viga de parachoques 1 en la dirección transversal. Este pandeo crea ondas en las superficies planas que, por lo tanto, no permanecen planas después de doblarse. Este fenómeno es mayor ya que el radio de curvatura de la viga de parachoques es más pequeño. Este pandeo es problemático porque la profundidad y la altura de las ondas pueden estar alrededor o exceder las tolerancias de fabricación aceptables. En consecuencia, la integración de la viga de parachoques con los componentes circundantes, por ejemplo con las cajas de colisión 2 puede ser problemática.

[0041] Proporcionar nervaduras 48 en las paredes traseras 18, 24 permite reducir las dimensiones de las superficies planas que forman las paredes traseras 18, 24 al reducir la altura de las superficies planas medida en la dirección de alzado. En consecuencia, gracias a las nervaduras traseras 48, se puede evitar el pandeo de las paredes traseras 18, 24 durante la flexión de la viga de parachoques. De hecho, el esfuerzo para inducir el pandeo de una superficie se reduce a medida que aumenta la longitud de la superficie en la dirección de alzado. Dado que proporcionar una nervadura en la pared trasera permite reducir la longitud de las superficies planas en la dirección de alzado, se puede evitar el pandeo de las superficies planas porque el esfuerzo para inducir el pandeo es mayor y sigue siendo inferior al esfuerzo aplicado en la viga de parachoques durante la flexión de la viga de parachoques.

[0042] Con este fin, la altura y la posición de cada nervadura trasera 48 en una pared trasera están dispuestas de modo que las superficies planas 50 que se extienden a ambos lados de la nervadura trasera 48 no tienen una altura suficiente para causar pandeo durante la flexión de la viga de parachoques. Según un ejemplo, la altura de cada superficie plana 50 no excede la mitad de la altura de la cara trasera en la que se extiende la nervadura 48. Cada nervadura trasera 48, por ejemplo, se extiende sustancialmente en el centro de la pared trasera 18, 24 en la dirección de alzado. La altura de cada nervadura trasera 48, por ejemplo, está sustancialmente comprendida entre un tercio y la mitad de la altura de la pared delantera en la que se extiende la nervadura delantera. Para las caras traseras que tienen una altura mayor, podría ser ventajoso proporcionar más de una nervadura trasera en dichas caras traseras para limitar la altura de cada superficie plana de dichas caras traseras de modo que se pueda evitar el pandeo de las caras traseras durante la flexión de la viga de parachoques 1. Según una realización, las nervaduras traseras 48 están dispuestas de manera que la altura de cada superficie plana es inferior o igual a 30 mm.

[0043] Cada nervadura trasera 48 tiene una forma arqueada. Según una realización, el radio de curvatura de cada nervadura trasera es igual o mayor que 0,5 veces el espesor de la chapa de acero 10. Según un ejemplo, el radio de curvatura de las nervaduras traseras 48 es mayor o igual a dos veces el espesor de la chapa de acero 10. La profundidad de cada nervadura trasera puede ser de cualquier valor mayor o igual a 0,5 veces el espesor de la chapa de acero 10 dependiendo de la geometría deseada de la pared trasera. Según una realización, la profundidad puede ser tal que la nervadura trasera 48 se extienda hasta la pared delantera que se extiende opuesta a la pared trasera en la que se extiende la nervadura trasera o hasta la nervadura delantera 46 cuando la nervadura trasera 48 se extiende opuesta a una nervadura delantera 46. Según la realización mostrada en las figuras, la profundidad de las nervaduras traseras 48 es inferior a la profundidad de las nervaduras delanteras 46. Las nervaduras traseras 48 pueden extenderse opuestas a las nervaduras delanteras 46 o pueden estar desplazadas con respecto a las nervaduras delanteras 46 en la dirección de alzado.

[0044] Además, una nervadura trasera 48 que se extiende transversalmente y hacia el interior de las vigas de parachoques evita el riesgo de una perforación del radiador que podría ocurrir con una nervadura que se extiende transversalmente y hacia el exterior de la viga de parachoques, por ejemplo, durante un choque que empuja la viga de parachoques contra el radiador.

[0045] Según una realización, que puede ser una alternativa o puede implementarse con las realizaciones descritas anteriormente, la pared superior 20 de la viga superior 12 y/o la pared inferior 26 de la viga inferior 14 comprenden una nervadura de refuerzo (no mostrada) que se extiende transversalmente a lo largo de toda la longitud de la viga de parachoques 1. La nervadura de refuerzo tiene sustancialmente el mismo efecto que las nervaduras delanteras 46 y mejora las prestaciones de la viga de parachoques 1. Además, la nervadura de refuerzo también puede ser ventajosa para reducir los riesgos de pandeo en la pared superior 20 de la viga superior 12 y/o la pared inferior 26 de la viga inferior 14. La nervadura de refuerzo tiene una forma arqueada. Según una realización, el radio de curvatura de la nervadura de refuerzo es igual o mayor que 0,5 veces el espesor de la chapa de acero 10. Según un ejemplo, el radio de curvatura de la nervadura de refuerzo es mayor o igual a dos veces el espesor de la chapa de acero 10. La profundidad de cada nervadura de refuerzo, es decir, la dimensión de la nervadura de refuerzo en la dirección de alzado, puede ser de cualquier valor mayor o igual a 0,5 veces el espesor de la chapa de acero 10 dependiendo de la geometría deseada de la pared sobre la cual se extiende la nervadura. Sin embargo, la nervadura de refuerzo está dispuesta preferentemente para no interferir con las nervaduras delanteras y/o traseras o con la pared central 28. Según una realización, la profundidad de la nervadura de refuerzo es menor que un tercio de la altura total de la viga de parachoques 1. La nervadura de refuerzo, por ejemplo, se extiende en la dirección longitudinal en el centro de la pared en la que se extiende la nervadura. La nervadura de refuerzo permite mejorar las prestaciones de la viga de parachoques 1 en términos de resistencia a la rotura y en términos de absorción de un esfuerzo máximo mediante la creación de un patrón de deformación adicional.

[0046] Cada nervadura de refuerzo se extiende transversalmente y hacia el interior de la viga de parachoques.

[0047] Según la realización mostrada en la Fig. 1 y 3, la viga de parachoques 1 comprende además un elemento de refuerzo 52 hecho de otra chapa de acero laminada o estampada unida a la pared superior 20 de la viga superior 12 y a la pared inferior 26 de la viga inferior 14 y que se extiende delante de las paredes delanteras 16, 22. El elemento de refuerzo 52 se extiende en dirección transversal sobre al menos una parte de la viga de parachoques 1 para formar una superficie de impacto delante de al menos una parte de las paredes delanteras 16, 22. El elemento de refuerzo 52 está dispuesto para formar al menos una cavidad 54 con las paredes delanteras 16, 22, extendiéndose la cavidad 54 entre las paredes delanteras 16, 22 y el elemento de refuerzo 52. Según la realización mostrada en las figuras, el elemento de refuerzo 52 comprende una pared superior 56 que define, con la pared delantera 16 de la viga superior 12, una cavidad superior 54a y una pared inferior 58 que definen, con la pared delantera 22 de la viga inferior 14, una cavidad inferior 54b. Entre la pared superior 56 y la pared inferior 58, el elemento de refuerzo 52 comprende una pared central 60 aplicada contra las paredes delanteras 16, 22 opuesta a la pared central 28 de la viga de parachoques 1. El elemento de refuerzo 52 puede comprender nervaduras 62 que se extienden transversalmente en la pared superior 56 y/o la pared inferior 58.

[0048] El elemento de refuerzo 52 permite mejorar la absorción de energía de la viga de parachoques 1 al formar una estructura deformable suplementaria delante de la viga de parachoques 1. Con este fin, el elemento de refuerzo 52 se extiende preferentemente donde se tiene que absorber energía adicional y donde hay espacio adicional disponible en la dirección longitudinal delante de la viga de parachoques 1, ya que el elemento de refuerzo 52 aumenta la sección transversal de la viga de parachoques en la dirección longitudinal. Por ejemplo, el elemento de refuerzo 52 se extiende en la dirección transversal alrededor del centro de la viga de parachoques 1 donde se aplica la mayor parte de la energía de un impacto en caso de un impacto totalmente frontal contra el vehículo. El producto de la sección transversal de la cavidad 54 con la resistencia a la tracción del acero que forma el elemento de refuerzo 52 y el espesor de la chapa de acero que forma el elemento de refuerzo es inferior al producto de la sección transversal de la viga de parachoques 1 sin el elemento de refuerzo con la resistencia a la tracción del acero que forma la viga de parachoques y el espesor de la chapa de acero de modo que la viga de parachoques con el elemento de refuerzo 52 absorbe localmente más energía que el resto de la viga de parachoques. Por ejemplo, el refuerzo está hecho de un acero que es más dúctil que el acero de la viga de parachoques.

[0049] Según un ejemplo, el elemento de refuerzo se extiende a lo largo de entre el 10 % y los dos tercios de la longitud de la viga de parachoques 1 en la dirección transversal y la cavidad 54 tiene una sección transversal sustancialmente igual a un tercio de la sección transversal de la viga de parachoques sin el elemento de refuerzo en la dirección longitudinal. El elemento de refuerzo 54 está hecho, por ejemplo, de un acero de doble fase que tiene una resistencia a la tracción sustancialmente comprendida entre 780 y 1500 MPa y tiene un espesor, por ejemplo, igual al espesor de la chapa de acero 10. El elemento de refuerzo 52 está, por ejemplo, soldado con láser a la viga de parachoques 1.

[0050] El elemento de refuerzo 52 también se puede utilizar para adaptar la geometría de la viga de parachoques 1 a los requisitos de geometría particulares de diferentes vehículos. Por ejemplo, la altura del elemento de refuerzo 52 puede ser mayor que la altura de la viga de parachoques 1 de modo que la viga de parachoques 1 se pueda utilizar en vehículos que tienen una altura mayor que los vehículos estándar. En este caso, el elemento de refuerzo 52 puede extenderse a lo largo de toda la longitud de la viga de parachoques 1. En consecuencia, el elemento de refuerzo 52 se puede utilizar para adaptar la viga de parachoques 1 a una amplia gama de vehículos donde la viga de parachoques 1 sigue siendo la misma para todos los vehículos y solo el elemento de refuerzo se modifica para cumplir con los requisitos del vehículo.

[0051] El procedimiento para formar la viga de parachoques 1 descrita anteriormente se representa parcialmente en la Fig. 4, donde las etapas de laminación sucesivas de la chapa de acero 10 se representan y etiquetan de 0 a 23. Estas veintitrés etapas de laminación corresponden al número de etapas necesarias para formar una viga de parachoques 1 que tiene una pared central 28 con un escalón, que se forma en las etapas de laminación 4 a 7, como se ve más claramente en la Fig. 5, y nervaduras delanteras y traseras 46, 48 que se extienden en las paredes delanteras 16, 22 y en las paredes traseras 18, 24 de la viga superior 12 y de la viga inferior 14 en las etapas 1 a 3. Las diversas etapas de laminación se realizan en estaciones de laminación sucesivas.

[0052] Al final de las etapas de laminación, los bordes 42 y 44 de la chapa de acero 10 se sueldan a las paredes delantera y trasera correspondientes y la viga de parachoques 1 se arquea en la dirección transversal para obtener su forma arqueada. Gracias a las nervaduras traseras 48, esta operación no hace que las paredes traseras 18, 24 se pandeen incluso cuando se reduce el radio de curvatura de la viga de parachoques 1.

[0053] Cuando la viga de parachoques 1 comprende un elemento de refuerzo 52, este elemento de refuerzo 52 se forma por separado, por ejemplo, mediante laminación o estampación, y se une a la viga de parachoques formada 1.

[0054] La viga de parachoques descrita anteriormente, con un tercer plano que forma un ángulo a sustancialmente igual a 45° con el primer y segundo plano, puede, por ejemplo, deformarse en la dirección longitudinal a una distancia superior a 200 mm sin romperse. El esfuerzo máximo soportado por la viga de parachoques es mayor que 30 KN, por ejemplo, aproximadamente 33KN (Ep en la Fig. 6) y la energía mínima absorbida después de una deformación de 250 mm (Em en la Fig. 6) es mayor que 5,5 KJ, por ejemplo, aproximadamente 5,75 KJ. En consecuencia, la viga de parachoques 1 presenta buenas prestaciones en los tres parámetros relevantes, es decir, resistencia a un esfuerzo máximo mayor que un umbral de esfuerzo, mínima energía absorbida y resistencia a la rotura.

[0055] Según una realización del procedimiento para formar la viga de parachoques, que puede ser una alternativa o puede implementarse con las realizaciones descritas anteriormente, el procedimiento para formar la viga de parachoques comprende etapas de laminación(no mostradas) para formar en la pared superior 20 de la viga superior 12 y/o en la pared inferior 26 de la viga inferior 14 la nervadura de refuerzo (no mostrada) que se extiende transversalmente y hacia el interior de la viga de parachoques. Las etapas de laminación para formar la nervadura en la pared superior 20 de la viga superior 12 y/o en la pared inferior 26 de la viga inferior 14 se realizan en estaciones de laminación sucesivas.

[0056] Las nervaduras que se extienden transversalmente hacia el interior de la viga de parachoques permiten limitar el volumen ocupado por la viga de parachoques. De hecho, la profundidad del vehículo (es decir, la dimensión del vehículo medida en la dirección longitudinal) no debería exceder de 50 mm a 60 mm, de lo contrario el vehículo podría ser demasiado largo.

[0057] Además, las nervaduras que se extienden transversalmente y hacia el interior de la viga de parachoques son más satisfactorias que las nervaduras que se extienden transversalmente y hacia el exterior del vehículo. De hecho, una nervadura que se extiende hacia el exterior del vehículo forma una protuberancia donde los esfuerzos se concentran en caso de un impacto. En el caso de una nervadura dirigida hacia el interior de la viga de parachoques, los esfuerzos se dividen en las dos grandes superficies que se extienden a cada lado de la nervadura. Por lo tanto, se reduce el riesgo de fractura de la viga de parachoques.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Viga de parachoques (1) para un vehículo automotor hecha de al menos una chapa de acero laminada (10) que comprende una viga superior (12) y una viga inferior (14) que se extienden en una dirección transversal, teniendo dicha viga superior (12) y dicha viga inferior (14), cada una, una sección transversal cerrada definida por una pared delantera (16, 22), una pared trasera (18, 24), una pared superior (20) y una pared inferior (26), uniendo la pared superior (20) y la pared inferior (26) la pared delantera (16, 22) a la pared trasera (18, 24),

en la que una pared central (28) que se extiende entre las paredes delanteras (16, 22) y las paredes traseras (18, 24) de la viga superior (12) y de la viga inferior (14) forma tanto la pared inferior de la viga superior (12) como la pared superior de la viga inferior (14),

extendiéndose la pared central (28) en al menos dos planos diferentes,

comprendiendo la pared central (28) una parte delantera (30) que se extiende desde las paredes delanteras (16, 22) de las vigas superior e inferior (12, 14), una parte trasera (32) que se extiende desde las paredes traseras (18, 24) de las vigas superior e inferior (12, 14) y una parte central (34) que une la parte delantera (30) y la parte trasera (32), extendiéndose la parte delantera (30) y/o la parte trasera (32) en un plano diferente del plano en el que se extiende la parte central (34),

caracterizada porque la parte delantera (30) se extiende en un primer plano y la parte trasera (32) se extiende en un segundo plano, paralelo al primer plano, extendiéndose la parte central (34) en un tercer plano inclinado entre el primer plano y el segundo plano,

estando la unión entre la parte central (34) y la parte delantera (30), respectivamente la parte trasera (32), formada por una porción redondeada (36) que se extiende entre la parte central (34) y la parte delantera (30), respectivamente la parte trasera (32), y

porque el radio de curvatura de la porción redondeada (36) es mayor o igual a 0,5 veces el espesor de la chapa de acero (10).

2. Viga de parachoques según la reivindicación 1, en la que el primer y segundo plano son paralelos a la pared superior (20) de la viga superior (12) y a la pared inferior (26) de la viga inferior (14).

3. Viga de parachoques según la reivindicación 1 o 2, en la que la parte delantera (30) se extiende a una primera distancia de la pared superior (20) de la viga superior (12) y la parte trasera (32) se extiende a una segunda distancia de la pared superior (20) de la viga superior (12), siendo la segunda distancia mayor que la primera distancia.

4. Viga de parachoques según la reivindicación 3, en la que la diferencia entre la primera distancia y la segunda distancia es menor que un tercio de la distancia que separa la pared superior (20) de la viga superior (12) de la pared inferior (26) de la viga inferior (14).

5. Viga de parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la parte delantera (30) está conectada a la pared delantera (16) de la viga superior (16) por un extremo delantero redondeado (38) y en la que la parte trasera (32) está conectada a la pared trasera (24) de la viga inferior (14) por un extremo trasero redondeado (40).

6. Viga de parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que cada una de las paredes delanteras (16, 22) de la viga superior (12) y de la viga inferior (14) comprende una nervadura delantera (46) que se extiende transversalmente hacia el interior de la viga de parachoques (1).

7. Viga de parachoques según la reivindicación 6, en la que al menos una de la pared superior (20) de la viga superior (12), la pared inferior (26) de la viga inferior (14), la pared trasera (18) de la viga superior (12) y la pared trasera (24) de la viga inferior (14) comprende además una nervadura (48) que se extiende transversalmente y hacia el interior de la viga de parachoques (1).

8. Viga de parachoques según la reivindicación 7, en la que cada una de las paredes traseras (18, 24) de la viga superior (12) y de la viga inferior (14) comprende una nervadura trasera (48) que se extiende transversalmente y hacia el interior de la viga de parachoques (1).

9. Viga de parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 8, en la que la chapa de acero (10) está hecha de un acero que tiene una resistencia a la tracción mayor o igual a 980 MPa.

10. Viga de parachoques según la reivindicación 9, en la que la chapa de acero (10) tiene un espesor sustancialmente comprendido entre 0,8 mm y 1,5 mm.

11. Viga de parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la viga de parachoques (1) es curva en dirección transversal, siendo el radio de curvatura de la viga de parachoques (1) inferior o igual a 4000 mm.

12. Viga parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que la chapa de acero (10) se extiende entre un primer borde (42) y un segundo borde (44), estando el primer borde (42) soldado a la pared delantera (16) de la viga superior (12) y estando el segundo borde (44) soldado a la pared trasera (24) de la viga inferior (14).

13. Viga de parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además un elemento de refuerzo (52) hecho de una chapa de acero, estando dicho elemento de refuerzo (52) unido a la viga superior (12) y a la viga inferior (14) de modo que el elemento de refuerzo (52) se extiende opuesto al menos a una parte de las paredes delanteras (16, 22) de la viga superior (12) y de la viga inferior (14) y define con dichas paredes delanteras (16, 22) al menos una cavidad (54) que se extiende entre dichas paredes delanteras (16, 22) y dicho elemento de refuerzo (52).

14. Procedimiento para producir una viga de parachoques (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende las etapas de:

- proporcionar una chapa de acero (10),

- laminar la chapa de acero (10) en estaciones de laminación sucesivas para formar una viga de parachoques (1) que comprende una viga superior (12) y una viga inferior (14) que se extienden en dirección transversal, teniendo dicha viga superior (12) y dicha viga inferior (14), cada una, una sección transversal cerrada definida por una pared delantera (16, 22), una pared trasera (18, 24), una pared superior (20) y una pared inferior (26), uniendo la pared superior (20) y la pared inferior (26) la pared delantera (16, 22) a la pared trasera (18, 24), una pared central (28) que se extiende entre las paredes delanteras (16, 22) y las paredes traseras (18, 24) de la viga superior (12) y de la viga inferior (14) que forman tanto la pared inferior de la viga superior (12) como la pared superior de la viga inferior (14),

caracterizado porque la pared central (28) es conformada de modo que se extiende en al menos dos planos diferentes en al menos una de las estaciones de laminación sucesivas.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, que comprende además una etapa de soldar uno de los bordes (42) de la chapa de acero (10) a la pared delantera (16) de la viga superior (12) y soldar el otro borde (44) de la chapa de acero (10) a la pared trasera (24) de la viga inferior (14).

16. Procedimiento según la reivindicación 14 o 15, en el que la chapa de acero (10) está hecha de un acero que tiene una resistencia a la tracción mayor o igual a 980 MPa.