ES2241701T3 - Viga transversal de soporte de tipo constructivo hibrido. - Google Patents

Viga transversal de soporte de tipo constructivo hibrido.

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ES2241701T3 ES01104492T ES01104492T ES2241701T3 ES 2241701 T3 ES2241701 T3 ES 2241701T3 ES 01104492 T ES01104492 T ES 01104492T ES 01104492 T ES01104492 T ES 01104492T ES 2241701 T3 ES2241701 T3 ES 2241701T3
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Abstract

Viga transversal de soporte de tipo constructivo híbrido, en especial para su disposición entre las columnas A de un vehículo de motor, la cual presenta un cuerpo base en forma de cubeta, el cual está reforzado mediante nervios inyectados realizados en plástico, y en la cual está previsto al menos un canal de conducción de aire, caracterizada porque el cuerpo base (18) está ensanchado en la zona central al menos por un lado y está estructurado como parte (33, 34, 35) de una carcasa de una instalación de calefacción y/o climatización.

Description

Viga transversal de soporte de tipo constructivo híbrido.
La invención se refiere a una viga transversal de soporte de tipo constructivo híbrido, en especial para su disposición entre las columnas A de un vehículo de motor, la cual presenta un cuerpo base en forma de cubeta, el cual está reforzado mediante nervios inyectados realizados en plástico y en la cual está previsto al menos un canal de conducción de aire.
Las vigas de soporte de tipo constructivo híbrido, las cuales se pueden utilizar también para piezas de vehículos automóviles, se conocen fundamentalmente por la publicación EP-B 0 370 342.
Una viga transversal de soporte del tipo mencionado al principio se conoce, por ejemplo, por la publicación DE-U 299 16 466. En este tipo constructivo se instalan con posterioridad canales de conducción de aire como productos tubulares prefabricados, tras la fabricación de la viga transversal de soporte, debajo de la nervadura de refuerzo de plástico.
La invención se plantea el problema de formar una viga transversal de soporte del tipo mencionado al principio de tal manera que pueda hacerse cargo de otras funciones.
Este problema se resuelve gracias a que el cuerpo base está ensanchado en la zona central al menos por un lado y está estructurado como parte de una carcasa de una instalación de calefacción y/o climatización.
Gracias a esta estructuración es posible utilizar la viga transversal de soporte también como elemento portador esencial para una instalación de calefacción y climatización.
Como perfeccionamiento de la invención está previsto que los canales de conducción de aire estén moldeados en la viga transversal de soporte formando una pieza con los nervios y que desemboquen en la zona ensanchada. Con ello se puede conseguir una simplificación adicional donde los canales de conducción de aire sirven también como elementos de refuerzo.
En otro perfeccionamiento de la invención el cuerpo base está reforzado en la zona ensanchada mediante al menos una pieza constructiva insertada. Esta pieza constructiva es fijada de manera adecuada al cuerpo base, antes de que éste sea insertado en el molde de inyección. El plástico inyectado para el refuerzo del cuerpo base se puede ocupar entonces de fijar esta pieza constructiva de forma definitiva. La pieza constructiva insertada puede ser montada sin embargo tan fija en el cuerpo base, por ejemplo ser soldada al cuerpo base, que no sea necesaria una fijación mediante el plástico inyectado. Para esta sujeción son adecuados también procedimientos en frío, como remachado, enganchado o similares.
Preferentemente se forman en la zona ensanchada unas conexiones para toberas de salida de aire en el cuerpo base. Estas conexiones están conectadas por consiguiente directamente a una parte de la carcasa de la instalación de calefacción o climatización, de manera que no hay que tender conducciones internas o similares.
En otro perfeccionamiento de la invención está previsto que en el lado exterior del cuerpo base estén formados unos alojamientos y/o elementos de sujeción para piezas constructivas dispuestas en la zona de un tablero de instrumentos. Con ello la viga transversal de soporte se aprovecha como elemento portador principal para el tablero de instrumentos. Al mismo tiempo es adecuado que en la zona de las escotaduras y/o de los elementos de sujeción estén previstos elementos de refuerzo adicionales para el cuerpo base. Estos elementos de refuerzo adicionales pueden ser perfiles montados con posterioridad o así llamados "tailored blanks". También es posible, por ejemplo antes de la inserción en la herramienta de inyección, reforzar las paredes en la zona de los alojamientos y/o elementos de refuerzo mediante chapas de inserción y/o mediante doblez, pliegue o rebordeado o similar.
Otras características y ventajas de la invención resultan de las reivindicaciones subordinadas y de la descripción que viene a continuación de los ejemplos de realización representados en los dibujos. En los dibujos, las figuras muestran:
la Fig. 1, una vista superior sobre una viga transversal de soporte de tipo constructivo híbrido según la invención con una parte de las piezas constructivas montadas en ella,
la Fig. 2, una sección a través de la viga transversal de soporte a lo largo de la línea II-II de la Fig. 1 a una escala mayor,
la Fig. 3, una sección a través de la forma de realización según la Fig. 1 a lo largo de la línea III-III con un aumento no tan grande,
la Fig. 4, una sección de la Fig. 1 a lo largo de la línea IV,
la Fig. 5, una sección a lo largo de la línea V-V de la Fig. 1,
la Fig. 6, una sección a través de una zona final de una forma de realización modificada de una viga transversal de soporte, y
las Figs. 7 a 9 secciones transversales de otros ejemplos de realización para vigas transversales de soporte de tipo constructivo híbrido.
La viga transversal de soporte 10 representada en la Fig. 1 es dispuesta entre las columnas A de un vehículo de motor y no se utiliza únicamente como construcción portadora, sino como pieza constructiva funcional para otras instalaciones, en especial para la instalación de calefacción y/o climatización del vehículo de motor. En la viga transversal de soporte 10 está montada una carcasa 11 de la instalación de calefacción o climatización, la cual presenta canales de circulación 12 que discurren transversalmente hacia delante para un dispositivo de descongelación para un parabrisas. La viga transversal de soporte 10 sirve además para sujetar la columna de protección de dirección 13 o un soporte o pieza constructiva de sujeción de una columna de dirección en el lado del conductor así como para montar un airbag 14 en el lado del acompañante. Además la viga transversal de soporte 10 forma dos canales de aire que parten de la zona central, los cuales conducen a toberas laterales 15. Desde la zona central de la viga transversal de soporte, que se conecta con la carcasa 11, conducen hacia el habitáculo del vehículo automóvil toberas centrales 16, así llamados sopladores de hombre. Además en la zona de la carcasa 11 parten, orientadas hacia arriba desde la viga transversal de soporte 10, toberas de aire frío 17, las cuales están destinadas a soplar aire frío hacia arriba, el cual circula entonces a lo largo del techo del vehículo automóvil a la zona posterior del habitáculo, es decir hacia la fila de asientos posterior.
La forma básica de la viga transversal de soporte 10 de tipo constructivo híbrido se puede reconocer en la sección transversal representada en la Fig. 2. Está formada por un cuerpo base 18 en forma de cubeta, el cual está realizado en metal, por ejemplo aluminio o acero, o también de plástico. Este cuerpo base 18 es insertado en una herramienta de inyección y reforzado entonces con un plástico, el cual es inyectado en la herramienta de inyección. Cuando se inserta un cuerpo base 18 realizado en plástico entonces es adecuado, por motivos de reciclaje, utilizar el mismo plástico para la inyección. Como plástico se considera preferentemente polipropileno o poliamida o poliuretano u otros termoplásticos, los cuales en su caso están reforzados con fibras de vidrio o fibras de carbono o similares. El cuerpo base 18 tiene una cubeta base 19, a cuyos bordes de conectan ramas 20, 21. Para el refuerzo se salva la distancia entre las ramas 20, 21 mediante material de plástico, que forma nervios de refuerzo romboidales, los cuales se cruzan aproximadamente en el centro 22. El plástico rodea los bordes de las ramas 20, 21 acodados hacia fuera. Asimismo pueden estar previstos nervios que discurren transversalmente o combinaciones de diferentes nervaduras.
En la herramienta de inyección se insertan, además del cuerpo base 18 en forma de cubeta, machos de manera que en el interior se inyectan canales de conducción de aire 23 tubulares. En este ejemplo de realización los canales de conducción de aire 23 son formados por completo por paredes de plástico. Como se puede apreciar además en la Fig. 2, las ramas 20, 21 del cuerpo base 18 están, partiendo de los bordes de la pieza 19 semicilíndrica, acodadas hacia fuera de manera que se pueden introducir machos con una forma adecuada para formar la nervadura de refuerzo romboidal.
El cuerpo base 18 en forma de cubeta está dotado en varios puntos con pasos de manera que el material de plástico se conecta en unión positiva con el cuerpo base 18 en forma de cubeta. En el ejemplo de realización está previsto en el centro del lado exterior del cuerpo base 18 en forma de cubeta un nervio 24 que discurre en dirección longitudinal, el cual está conectado con el plástico inyectado en el interior preferentemente a distancias regulares a través de pasos. En especial, como se explicará más tarde, se crean en algunos puntos del lado exterior de la viga transversal de soporte 10 elementos de sujeción realizados en plástico. Como se puede apreciar además en la Fig. 2, la viga transversal de soporte 10 de tipo constructivo híbrido está dispuesta de tal manera que las ramas 20, 21 están orientadas, formando un ángulo de preferentemente aproximadamente 45º, inclinadas hacia delante hacia el extremo delantero de un vehículo automóvil. El ángulo se rige por la orientación de la columna de dirección, el airbag y la instalación de climatización y puede por ello tener también otros valores.
En la zona de la columna de dirección, que está representada con mayor detalle en la Fig. 3, los bordes acodados de las ramas 20, 21 de la viga transversal de soporte 10 están ensanchados en la zona de los puntos de sujeción, de manera que pueden alojar orificios para tornillos de sujeción 25. En la zona de estos ensanchamientos están inyectados por fuera en las ramas 20, 21 además nervios 26, 27 de plástico. En una forma de realización modificada los nervios 26, 27 están formados como rebordeados a partir del cuerpo base 18. En estos extremos acodados ensanchados está dispuesta para el refuerzo una placa 28, preferentemente de chapa, la cual sirve para el refuerzo de esta zona. En esta chapa está conectada además entonces la viga transversal de soporte 10 mediante un puente 28 con la pared frontal delantera del vehículo automóvil. Este puente está estructurado como una construcción de chapa en forma de un perfil en forma de caja. A este puente y con ello también a la viga transversal de soporte 10 está sujeta la columna de dirección 13, la cual en el ejemplo de realización se puede ajustar y fijar en dirección longitudinal y en dirección transversal. En la zona representada en la Fig. 3 está inyectado en la viga transversal de soporte 10 por fuera un elemento de fijación 29 realizado en plástico, que forma un saliente de retención para un elemento de sujeción 30 en forma de gancho de un tacómetro 31 o de un instrumento de combinación, el cual es colgado en este punto de la viga transversal de soporte. Una sujeción adicional tiene lugar mediante tornillos a un portador 32 el cual es sujeto asimismo a la viga transversal de soporte 10 y preferentemente en la zona del extremo acodado, ensanchado, del nervio 21.
En la Fig. 3 se puede apreciar además una tobera de salida de aire 16, un así llamado soplador de hombre, la cual es inyectada asimismo conjuntamente de plástico de una sola pieza.
Como se puede apreciar en la Fig. 1 y en especial en la Fig. 4, la viga transversal de soporte 10 está ensanchada en una zona central, es decir el cuerpo base 18 tiene en esta zona una sección transversal modificada. En lugar de la rama 21 se extiende una pared 33 inclinada hacia arriba, la cual se convierte entonces en una sección 34 aproximadamente horizontal. En lugar de la rama 20 está prevista una pared 35 orientada inclinada hacia abajo. Como se puede apreciar en la Fig. 1, a las paredes 33, 34, 35 se conectan piezas intermedias las cuales conectan los extremos laterales de la zona central de nuevo con las ranas 20, 21 de la viga transversal de soporte 10. Las toberas centrales 16 o sopladores de hombre así como las toberas de aire frío 17 superiores se conectan a esta zona ensanchada de la viga transversal de soporte 10. Esta zona ensanchada de la viga transversal de soporte 10 está reforzada mediante piezas insertadas no representadas con mayor detalle. En especial está prevista en el plano central una pieza insertada de sección transversal triangular la cual, por ejemplo, está realizada en el mismo material que el cuerpo base 18 de la viga transversal de soporte y que está conectada con ésta mediante soldadura o adhesión o similar.
La zona ensanchada de la viga transversal de soporte 10 está realizada como una parte de una carcasa de una instalación de calefacción y climatización, como se puede apreciar en la Fig. 4. Esta carcasa 36, 37 formada por varias piezas, la cual contiene un evaporador 38 y un radiador 39, está sujeta de manera obturante al borde 40 circulatorio de la sección ensanchada de la viga transversal de soporte 10. Preferentemente una de las piezas de la carcasa 36 ó 37 está fabricada de una sola pieza con la nervadura de refuerzo de plástico de la viga transversal de soporte 10.
Como se puede apreciar en la Fig. 5, la viga transversal de soporte 10 está reforzada mediante una pieza insertada de chapa 41 en la zona del acompañante para alojar un airbag 14. Esta pieza insertada de chapa tiene una parte en forma de U, cuya rama está insertada en las escotaduras entre la nervadura de refuerzo y está conectada con las ramas 20, 21 mediante
tornillos. En la rama 21 se sujeta al mismo tiempo un portador 42 de la carcasa de airbag. Como se puede apreciar además en la Fig. 5, la viga transversal de soporte está reforzada en esta zona mediante piezas conformadas de plástico 43, 44 inyectadas fuera. Estas piezas conformadas de plástico, las cuales están previstas a distancias regulares fuera en la viga transversal de soporte, están dotadas de salientes 45, 46 que sirven de acanaladura de inserción para los cables 47, 48 que discurren a lo largo de la viga transversal de soporte 10, los cuales son sujetos mediante abrazaderas 49.
Además están formadas en la viga transversal de soporte 10, en la zona del acompañante, unas fijaciones de plástico a las cuales es fijada la carcasa 50 de una guantera.
Las columnas A del vehículo automóvil están dotadas con consolas 51 en las cuales la viga transversal de soporte 10 está fijada por ejemplo de la manera como se muestra en la Fig. 6. También en esta zona los bordes, acodados y recubiertos por extrusión con plástico, de las ramas 20, 21 están ensanchados y están dotados con orificios de sujeción, de manera que pueden ser conectados a modo de brida a la consola 51 mediante tornillos. La consola está dotada con una perfilación 52, la cual penetra en las escotaduras entre la nervadura de refuerzo de la viga transversal de soporte y que está adaptada al redondeamiento del canal de conducción de aire 23.
Dado que en la zona de estas consolas 51 la viga transversal de soporte 10 debe estar fijada de manera segura, es reforzada en esta zona adicionalmente
mediante una nervadura de refuerzo exterior 53, la cual es fabricada con la herramienta de inyección o mediante una conformación del cuerpo base 18.
Para las vigas transversales de soporte de tipo constructivo híbrido, que permiten en la zona central un ensanchamiento como parte de una carcasa de instalación de calefacción o climatización, existen, además de la forma representada en las Fig. 1 a 6, otras formas ventajosas, por ejemplo la forma representada en las Fig. 7 a 9. La viga transversal de soporte 10' tiene un cuerpo base 18' en forma de cubeta de sección transversal en forma de U, el cual está reforzado preferentemente en forma de nervios entre las ramas mediante inyección de plástico en una herramienta de inyección. Este plástico forma con el alma transversal del cuerpo base 18' en forma de U un canal de aire 37' de una sola pieza donde se forma una pared del perfil base 18'. La representación según la Fig. 9 muestra, a ambos lados de la línea de raya y punto, secciones las cuales están desplazadas una división de la nervadura de refuerzo romboidal.
La viga transversal de soporte 10' puede ser ensanchada en la zona central, como está representado por ejemplo en la Fig. 7 y 8, gracias a que en esta zona es prácticamente doblada. Al mismo tiempo, en el ejemplo de realización según la Fig. 7, el cuerpo base 18'' en forma de cubeta está perfilado a modo de meandros, mientras que en el ejemplo de realización según la Fig. 8 están dispuestos uno junto a otro dos cuerpos base 18' del ejemplo de realización según la Fig. 9.

Claims (12)

1. Viga transversal de soporte de tipo constructivo híbrido, en especial para su disposición entre las columnas A de un vehículo de motor, la cual presenta un cuerpo base en forma de cubeta, el cual está reforzado mediante nervios inyectados realizados en plástico, y en la cual está previsto al menos un canal de conducción de aire,
caracterizada porque el cuerpo base (18) está ensanchado en la zona central al menos por un lado y está estructurado como parte (33, 34, 35) de una carcasa de una instalación de calefacción y/o climatización.
2. Viga transversal de soporte según la reivindicación 1, caracterizada porque los canales de conducción de aire (37) están moldeados en la viga transversal de soporte (10) y desembocan en la zona ensanchada.
3. Viga transversal de soporte según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el material de plástico inyectado forma un canal de alimentación de aire (37) que está realizado en plástico por todos sus lados.
4. Viga transversal de soporte según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el material de plástico forma únicamente una parte de las paredes de los canales de alimentación de aire (37') y porque la(s) pared(es) complementaria(s) está(n) formada(s) mediante el cuerpo base (18', 18'').
5. Viga transversal de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el cuerpo base (18) está reforzado en la zona ensanchada mediante al menos una pieza constructiva insertada.
6. Viga transversal de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque en la zona ensanchada están formadas unas conexiones (16, 17) para toberas de salida de aire en el cuerpo base (18).
7. Viga transversal de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el cuerpo base (18) está dotado con escotaduras, en cuya zona están formadas mediante plástico unas tubuladuras de conexión (15, 16) tubulares hacia dicho al menos un canal de conducción de aire (37).
8. Viga transversal de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque en el lado exterior del cuerpo base (18) están formados unos alojamientos y/o elementos de sujeción (29, 43, 44, 45, 46) para piezas constructivas (13, 14, 31, 47, 48) dispuestas en la zona de un tablero de instrumentos.
9. Viga transversal de soporte según la reivindicación 8, caracterizada porque en la zona del alojamiento y/o de los elementos de sujeción están previstos unos elementos de refuerzo (26, 27, 28, 41) adicionales para la viga transversal de soporte.
10. Viga transversal de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el cuerpo base (18) presenta una sección transversal esencialmente en forma de C o de U, cuyas ramas (20, 21) están orientadas inclinadas hacia abajo y hacia delante.
11. Viga transversal de soporte según la reivindicación 10, caracterizada porque las ramas (20, 21) están acodadas hacia fuera y están ensanchadas en la zona de puntos de sujeción.
12. Viga transversal de soporte según la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque las ramas (20, 21) están dotadas en la zona de los puntos de sujeción, sobre el lado exterior, con unos nervios de refuerzo (26, 27, 53).
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