ES2931042T3 - Guardabarros insororizante para paso de rueda de vehículo automóvil - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un guardabarros (1) destinado a ser fijado en el interior de un paso de rueda de un vehículo automóvil, que comprende una carcasa (2) de material termoplástico que tiene una pared (5) destinada a quedar frente a la superficie de rodadura de la rueda, comprendiendo la pared (5) al menos una zona (8) provista de una pluralidad de orificios (7), estando destinada dicha zona (8) a formar un resonador de Helmholtz con una parte (120) de la carrocería del vehículo rodeando al menos parcialmente la carcasa (2), teniendo dicha parte (120) al menos una cavidad (121) contigua a dicha zona (8). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Guardabarros insororizante para paso de rueda de vehículo automóvil
La presente invención se refiere a un guardabarros insonorizante para paso de rueda de vehículo automóvil. La carrocería de un vehículo automóvil presenta unos pasos de rueda en forma de arco, en cuyo interior están dispuestas las ruedas.
Cuando tiene lugar la rotación de las ruedas del vehículo, se generan unas ondas acústicas debido al contacto entre el neumático y la calzada. Además, se crean asimismo unas ondas acústicas por la radiación del propio neumático una vez excitado por el contacto.
Unas ondas acústicas se generan asimismo por los impactos de pequeñas gotas de agua o de grava proyectada, por la rotación de la rueda, contra la superficie del paso de rueda, cuando el vehículo se desplaza sobre una carretera mojada o cubierta de grava.
En particular, en un paso de rueda que constituye un recinto semicerrado, se constata que una onda acústica generada por la rotación de la rueda se refleja en la superficie del paso de rueda, de un punto de esta superficie a otro punto de esta superficie.
Para algunas longitudes de onda, se produce un fenómeno de resonancia de cavidad, para unas frecuencias denominadas frecuencias modales.
Para estas frecuencias, se producen unas ondas estacionarias, es decir unas ondas cuyos máximos de presión se sitúan siempre en los mismos puntos.
Para evitar este fenómeno de resonancia de cavidad, es conveniente por lo tanto absorber las ondas acústicas a medida que se reflejan.
Es conocido disponer una carcasa de guardabarros de material termoplástico inyectado, en el interior de un paso de rueda de un vehículo. Esta carcasa tiene la función de proteger la chapa de la carrocería de ataques químicos o mecánicos tales como unos impactos de grava proyectada por la rotación de las ruedas. Sin embargo, estos guardabarros tienen únicamente una incidencia limitada en la absorción de las ondas acústicas.
El documento EP 222 193 propone disponer en el interior de un paso de rueda de vehículo, una coquilla realizada en un fieltro de fibras sintéticas. Esta coquilla está conformada por termoformado y está fijada en el interior del paso de rueda. Permite una disminución de la propagación de las ondas acústicas creadas cuando tiene lugar el contacto del neumático con la calzada.
Sin embargo, para obtener una absorción significativa de las ondas acústicas, en particular medias y altas frecuencias, es conveniente depositar una capa de material acústicamente absorbente de un espesor muy elevado que puede alcanzar varios centímetros. Ahora bien, el material acústicamente absorbente es un material costoso. El uso de este material aumenta considerablemente el coste del guardabarros.
Con vistas a resolver este problema, se ha previsto en los documentos FR 2808490 y FR 2816266 integrar en el guardabarros una capa de material acústicamente absorbente dispuesta de manera que defina una cavidad que permita absorber unas ondas acústicas en un intervalo de frecuencia comprendido entre 1000 Hz y 5000 Hz, es decir el intervalo de señales sonoras que produce el estrés y la incomodidad más significativos para el conductor y los pasajeros presentes en el vehículo.
Los documentos US 2010/078927 A1 y US 5462331 A se refieren a un guardabarros para vehículo automóvil que comprende una estructura de absorción de ondas acústicas de tipo resonador de Helmholtz. El documento US 2010/078927 A1 divulga por otro lado el preámbulo de la reivindicación 1.
Las soluciones descritas en estos documentos adolecen sin embargo del inconveniente de necesitar una estructura híbrida para el guardabarros, que integra al mismo tiempo una carcasa de material termoplástico inyectado y una capa de material acústicamente absorbente de fieltro o de textil. Un guardabarros que tiene este tipo de estructura híbrida resulta por tanto más complejo de fabricar. Por otro lado, estas soluciones utilizan siempre un material relativamente costoso para absorber las ondas acústicas. Por tanto, el coste de fabricación del guardabarros es siempre relativamente elevado.
El objetivo de la invención es proporcionar un guardabarros que tenga excelentes cualidades de insonorización siendo al mismo tiempo de un coste industrial económico.
Con este fin, la invención se refiere a un guardabarros destinado a ser fijado en el interior de un paso de rueda de vehículo automóvil, que comprende una carcasa de material termoplástico que presenta una pared destinada a estar frente a la superficie de rodadura de la rueda, caracterizado por que la pared comprende por lo menos una zona provista de una pluralidad de orificios, estando dicha zona destinada a formar un resonador de Helmholtz con una parte de la carrocería del vehículo que rodea por lo menos parcialmente la carcasa, teniendo dicha parte por lo menos una cavidad que linda con dicha zona. El guardabarros comprende una capa de material acústicamente absorbente que está fijada en una cara interna de la pared de manera que recubra por lo menos parcialmente la zona y una capa de material impermeable al agua y permeable al aire que está dispuesta entre la cara interna de la pared y la capa de material acústicamente absorbente.
Así configurado, el guardabarros de la invención permitirá atenuar eficazmente los ruidos de rodadura teniendo al mismo tiempo una estructura sencilla y poco costosa.
El guardabarros de la invención podrá comprender asimismo una o varias de las características siguientes: - los orificios tienen una sección sustancialmente circular cuyo diámetro está comprendido entre 2 mm y 5 mm,
- los orificios están dispuestos de manera uniforme en la zona,
- los orificios están dispuestos según una red que comprende una pluralidad de líneas y de columnas paralelas,
- los orificios cubren una superficie comprendida entre el 3% y el 7% de la superficie total de la zona, - el material acústicamente absorbente se selecciona de entre los materiales fibrosos de fibras de vidrio y los materiales no tejidos de fibras de poliéster,
- la capa de material impermeable al agua y permeable al aire está fijada en la cara interna de la pared, - la capa de material impermeable al agua y permeable al aire es solidaria con la capa de material acústicamente absorbente,
- las capas de material impermeable al agua y permeable al aire y de material acústicamente absorbente forman una sola capa.
La invención se refiere asimismo a un vehículo automóvil equipado con por lo menos un guardabarros tal como se ha definido anteriormente.
En una configuración particular de la invención, el vehículo de la invención podrá comprender por lo menos una rueda delantera alrededor de la cual está dispuesto un guardabarros tal como el definido anteriormente, cerrando una pared del guardabarros por lo menos una cavidad abierta hacia la parte delantera formada en la carrocería del vehículo, estando dicha pared provista de una pluralidad de orificios en una zona que linda con dicha cavidad. En otra configuración particular de la invención, la cavidad tendrá una profundidad comprendida entre 10 mm y 80 mm.
La invención se describe a continuación con referencia a los dibujos adjuntos que representan, a título de ejemplos no limitativos, varios modos de realización particulares de este guardabarros.
La figura 1 es una vista lateral de la parte delantera de un vehículo equipado con un guardabarros convencional. La figura 2 es una vista esquemática en sección longitudinal de un guardabarros convencional, en su posición montada en el interior de un paso de rueda.
La figura 3 es una vista similar a la figura 2, en el caso de un guardabarros según un primer modo de realización. La figura 4 es una vista similar a la figura 2, en el caso de un guardabarros según un segundo modo de realización.
La figura 5 es una vista similar a la figura 2, en el caso de un guardabarros según un tercer modo de realización, según la invención.
La figura 6 es una vista en perspectiva parcial del guardabarros representado en la figura 3.
La figura 7 es una vista en perspectiva parcial del guardabarros representado en la figura 4.
La figura 8 es una vista similar a la figura 7, estando representada una parte de la carrocería del vehículo que linda con el guardabarros.
La figura 9 representa unas curvas de absorción de señales acústicas para varios ejemplos de guardabarros según la invención y, en comparación, la curva de absorción de señales acústicas de un guardabarros convencional.
En la descripción siguiente, la dirección longitudinal se refiere a la longitud del vehículo, es decir al eje X representado en la figura 1. El eje transversal, o el eje Y representado en la figura 1, es perpendicular a la dirección longitudinal. La parte delantera corresponde al sentido principal de desplazamiento del vehículo. La parte posterior es opuesta a la parte delantera.
Con referencia a la figura 1, se ha representado la parte delantera de un vehículo automóvil 100 equipado con un guardabarros 1' convencional. Este guardabarros 1' está montado sobre la carrocería del vehículo 100 y está dispuesto alrededor de una de las ruedas delanteras 110 de tal manera que rodee la mitad superior de la rueda delantera 110. Así dispuesto, el guardabarros 1' impide que el barro o la grava proyectados por la rueda delantera 110 bajo el efecto de la fuerza centrífuga pase a ensuciar la parte de la carrocería que rodea la rueda delantera 110. Por otro lado, debido a la estructura plástica del guardabarros 1', los ruidos generados por el impacto de la grava en el guardabarros 1' están atenuados con respecto a los que se generarían si la grava impactara directamente sobre la carrocería. Sin embargo, este tipo de guardabarros 1' convencional no permite atenuar eficazmente las ondas acústicas generadas por la rueda delantera 110 cuando tiene lugar su contacto con la calzada.
Con referencia a la figura 2, se ha representado un guardabarros 1' convencional tal como el montado en un paso de rueda. Este guardabarros 1' está formado por una carcasa 2' de material termoplástico, extendiéndose dicha carcasa 2' según su dirección longitudinal siguiendo una línea directriz que forma un semicírculo y que presenta una pared superior 5' posterior y una pared superior 6' delantera. La pared superior 5' posterior linda con una parte 120 de la carrocería del vehículo y está dispuesta frente a la superficie de rodadura de una rueda delantera 110. La parte 120 de la carrocería tiene varias secciones contiguas en forma de U, formando cada una de las secciones una cavidad 121 abierta hacia la parte delantera. Las caras internas de las paredes superiores 5' y 6' están recubiertas cada una con una capa 3' de material acústicamente absorbente de tal manera que una de las capas 3' cierre varias de las cavidades 121. Las cavidades 121 así cerradas están en comunicación fluídica con el exterior por medio de la capa 3'. Así, cuando el vehículo está en movimiento, las ondas acústicas debidas a la rodadura de la rueda 110 sobre el suelo penetran en la cavidad 121 a través de la capa 3'. La radiación acústica debida a la rodadura, es decir las ondas que se propagan en el aire, es absorbida entonces por lo menos parcialmente por la capa 3'. Sin embargo, esta absorción es relativamente baja como se analiza más adelante a la vista del diagrama de la figura 9.
Con referencia a las figuras 3 a 8, se han representado varios modos de realización de un guardabarros 1 según la invención.
En el modo de realización representado en las figuras 3 y 6, el guardabarros 1 está formado por una carcasa 2 de material termoplástico, extendiéndose dicha carcasa 2 según su dirección longitudinal siguiendo una línea directriz D que forma un semicírculo y que presenta una pared superior 5 posterior. Esta pared 5 linda con una parte 120 de la carrocería del vehículo y está dispuesta frente a la superficie de rodadura de una rueda delantera 110 cuando el guardabarros 1 está montado en el vehículo. El material constitutivo de la carcasa 2 podrá ser polipropileno. La pared 5 está provista de una pluralidad de orificios 7 pasantes, estando dichos orificios 7 dispuestos de manera uniforme en una zona específica 8 de la pared 5, siendo dicha zona 8 contigua a una zona no perforada 9 de la pared 5 que está orientada hacia el interior del vehículo. En el modo de realización representado, los orificios 7 están dispuestos según una red que comprende una pluralidad de líneas y de columnas paralelas. Ventajosamente, los orificios 7 cubren una superficie comprendida entre el 3% y el 7% de la superficie total de la zona específica 8. Tienen preferentemente una sección sustancialmente circular cuyo diámetro está comprendido entre 2 y 5 mm. La parte 120 del cuerpo tiene varias secciones contiguas en forma de U, formando cada una de las secciones una cavidad 121 abierta hacia la parte delantera. El guardabarros 1 está fijado en esta parte 120 de tal manera que la pared 5 cierre varias de las cavidades 121. Las cavidades 121 así cerradas están en comunicación fluídica con el exterior por medio de los orificios 7 de la pared 5. Así, cuando el vehículo está en movimiento, las ondas acústicas debidas a la rodadura de la rueda 110 sobre el suelo penetran en la cavidad 121 a través de los orificios 7 y son atrapadas a continuación en esta. La radiación acústica debida a la rodadura, es decir las ondas que se propagan en el aire, es absorbida entonces por lo menos parcialmente por el conjunto formado por la cavidad 121 y los orificios 7. Este conjunto funciona según el principio de un resonador de Helmholtz. Este resonador de Helmholtz estará configurado en particular para absorber eficazmente unas ondas de frecuencias comprendidas entre 500 Hz y 5000 Hz. El coeficiente de absorción de dicho resonador dependerá de la frecuencia de las ondas, pero también del diámetro de los orificios 7, de su densidad de superficie, del espesor de la pared 5, así como del volumen de la cavidad 121.
El modo de realización representado en las figuras 4, 7 y 8 difiere del anterior por el hecho de que comprende una capa adicional 3 de material acústicamente absorbente que se fijará en una cara interna de la pared 5 de manera que recubra total o parcialmente la zona específica 8. Como se ha representado en la figura 7, la capa 3 podrá cubrir asimismo una parte de la zona 9 de la pared 5 que no está provista de orificios. Como se ha representado en la figura 4, otra capa 3 podrá cubrir asimismo una parte de la cara interna de la pared superior 6 delantera de la carcasa 2. La capa 3 pretende mejorar más la atenuación acústica de los ruidos de rodadura. La capa 3 podrá estar constituida por fibras de vidrio o por fibras de poliéster. Se fijará a la pared 5 por encolado, soldadura por ultrasonidos o por remachado con buterola, por ejemplo. Tendrá un gramaje comprendido entre 300 y 1000 g/m2 en el caso de un material de fibras de vidrio y entre 200 y 600 g/m2 en el caso de un material de fibras de poliéster. Su espesor estará comprendido preferentemente entre 2 mm y 20 mm.
El modo de realización representado en la figura 5 difiere del anterior por el hecho de que comprende una capa adicional 4 de material impermeable al agua y permeable al aire, estando dicha capa 4 dispuesta entre la cara interna de la pared 5 y la capa 3 de material acústicamente absorbente. Esta capa 4 está destinada a evitar cualquier penetración de líquido en la cavidad 121. Preferentemente, recubrirá totalmente la zona específica 8. En una primera variante de realización, se podrá fijar directamente en la pared 5 por encolado, soldadura por ultrasonidos, o por remachado con buterola, por ejemplo. En una segunda variante de realización, estará solidarizada en primer lugar con la capa 3 antes de fijar el conjunto formado por las dos capas 3 y 4 sobre la pared 5. En una tercera variante de realización, la capa 4 será el resultado de un tratamiento químico aplicado en la capa 3 de manera que sea hidrófoba. En este caso, la capa 3 y la capa 4 formarán una sola y misma capa. La capa 4 podrá estar constituida por un no tejido o por un velo de vidrio que ha sufrido un tratamiento hidrófobo. La capa 4 tendrá un espesor bajo, comprendido en particular entre 0,5 mm y 2 mm. Tendrá una resistividad elevada. La capa 4 permitirá en particular absorber mejor las ondas acústicas en las bajas frecuencias, en particular las ondas acústicas cuya frecuencia está comprendida entre 200 Hz y 1000 Hz, reduciendo ligeramente al mismo tiempo el efecto absorbente en las altas frecuencias, en particular para unas ondas acústicas de frecuencia superior a 2000 Hz.
El diagrama de la figura 9 representa las variaciones del coeficiente de absorción de las señales acústicas (en ordenadas) en función de la frecuencia de las ondas (en abscisas) para varios ejemplos de guardabarros según la invención y para un ejemplo comparativo de un guardabarros convencional. Este diagrama se basa en unos cálculos teóricos en los que el coeficiente de absorción a se calcula utilizando unos códigos de cálculo existentes comercialmente. En este cálculo, el resonador se parece a un apilamiento de capas que comprende sucesivamente: la pared perforada 5, la capa 4, la capa 3 y la cavidad 121. El campo acústico utilizado es en campo difuso para representar el tipo de excitación al que está sometido el guardabarros.
Para todos los ejemplos, el guardabarros que debe analizarse está constituido por una placa plana de polipropileno revestida con una capa de lana de vidrio de poco gramaje en su cara interna, lindando dicha placa con una cavidad de 30 mm de profundidad. Para el ejemplo comparativo del guardabarros convencional, la placa no está perforada. Por el contrario, para los ejemplos 1 a 3 según la invención, la placa está provista de unos orificios pasantes, teniendo los orificios un diámetro d y una tasa de cobertura de superficie T que difieren según los ejemplos, de tal manera que:
- en el ejemplo 1, d=2 mm y T=3 %,
- en el ejemplo 2, d=3 mm y T=7 %, y
- en el ejemplo 3, d=5 mm y T=3 %.
Se constata por lo tanto que el guardabarros convencional no presenta prácticamente ninguna absorción acústica, excepto entre 1000 Hz y 3000 Hz. Por el contrario, en los ejemplos 1 a 3 según la invención, se observa un claro aumento del coeficiente de absorción a, en particular en el intervalo de frecuencias comprendido entre 500 Hz y 5000 Hz. En particular, en el ejemplo 1, el coeficiente de absorción a es superior a 0,8 en el intervalo de frecuencias comprendido entre 400 Hz y 1000 Hz.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Guardabarros (1) destinado a ser fijado en el interior de un paso de rueda de vehículo automóvil, que comprende una carcasa (2) de material termoplástico que presenta una pared (5) destinada a estar frente a la superficie de rodadura de la rueda, comprendiendo la pared (5) por lo menos una zona (8) provista de una pluralidad de orificios (7), estando dicha zona (8) destinada a formar un resonador de Helmholtz con una parte (120) de la carrocería del vehículo que rodea por lo menos parcialmente la carcasa (2), teniendo dicha parte (120) por lo menos una cavidad (121) que linda con dicha zona (8), comprendiendo el guardabarros una capa (3) de material acústicamente absorbente fijada sobre una cara interna de la pared (5) de manera que recubra por lo menos parcialmente la zona (8) y dicho guardabarros está caracterizado por que una capa (4) de material impermeable al agua y permeable al aire está dispuesta entre la cara interna de la pared (5) y la capa (3) de material acústicamente absorbente.
2. Guardabarros (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que los orificios (7) tienen una sección sustancialmente circular cuyo diámetro está comprendido entre 2 mm y 5 mm.
3. Guardabarros (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los orificios (7) están dispuestos de manera uniforme en la zona (8).
4. Guardabarros (1) según la reivindicación 3, caracterizado por que los orificios (7) están dispuestos según una red que comprende una pluralidad de líneas y de columnas paralelas.
5. Guardabarros (1) según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que los orificios (7) cubren una superficie comprendida entre el 3 % y el 7 % de la superficie total de la zona (8).
6. Guardabarros (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material acústicamente absorbente se selecciona de entre los materiales fibrosos de fibras de vidrio y los materiales no tejidos de fibras de poliéster.
7. Guardabarros (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la capa (4) de material impermeable al agua y permeable al aire está fijada en la cara interna de la pared (5).
8. Guardabarros (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la capa (4) de material impermeable al agua y permeable al aire es solidaria con la capa (3) de material acústicamente absorbente.
9. Guardabarros (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que las capas (3, 4) de material impermeable al agua y permeable al aire y de material acústicamente absorbente forman una sola capa.
10. Vehículo (100) automóvil equipado con por lo menos un guardabarros (1) según una de las reivindicaciones anteriores.
11. Vehículo (100) según la reivindicación 10, caracterizado por que comprende por lo menos una rueda delantera (110) alrededor de la cual está dispuesto un guardabarros (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, cerrando una pared (5) del guardabarros (1) por lo menos una cavidad (121) abierta hacia la parte delantera formada en la carrocería del vehículo, estando dicha pared (5) provista de una pluralidad de orificios (7) en una zona (8) que linda con dicha cavidad (121).
12. Vehículo (100) según la reivindicación 11, caracterizado por que la cavidad (121) tiene una profundidad comprendida entre 10 mm y 80 mm.
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