ES2267050T3 - Estructura de pilar delantero de un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Estructura de pilar delantero (1) de un vehículo automóvil, que comprende al menos un guarnecido (13) de pilar delantero (1), un dispositivo de antirrotación (10) y un dispositivo de refuerzo (100) dispuesto sobre la cara del guarnecido (13), orientado hacia el exterior del vehículo, estando un primer soporte inferior (101) de este dispositivo de refuerzo (100) en la prolongación de un pie (7) largo situado hacia dentro del vehículo con relación al guarnecido (13) de pilar delantero (1), estando solidarizado un segundo soporte superior (111) de este dispositivo de refuerzo (100) con el dispositivo de antirrotación (10).
Description
Estructura de pilar delantero de un vehículo
automóvil.
La presente invención se refiere a una
estructura de pilar delantero de un vehículo automóvil y, más
particularmente, a una estructura que comprende un guarnecido de
pilar delantero con el que está solidarizado un guarnecido de
montante de ventanilla, un travesaño del tablero de instrumentos,
una banda estructural de puerta y un elemento de unión entre el
travesaño del tablero de instrumentos y el pilar delantero.
Tal estructura limita la rotación, alrededor de
un eje vertical, del pilar delantero en caso de choque frontal. Esta
rotación es debida al empuje sensiblemente longitudinal de la banda
estructural de puerta, por un lado, y a la rotación alrededor de un
eje vertical del pie largo, debido al empuje del larguero
sensiblemente longitudinal y hacia dentro del vehículo, por otro
lado. Se conoce, en diferentes vehículos automóviles, la presencia
de una escuadra solidarizada, por un lado, con el travesaño del
tablero de instrumentos y, por otro lado, con el pilar delantero.
Esta unión entre la escuadra y el pilar delantero se realiza por un
tornillo atravesador, según el eje transversal del vehículo. Este
tornillo, asociado a la escuadra, asegura así la limitación de la
rotación del pilar delantero, atravesado por este tornillo.
Esta solución presenta, como mayor
inconveniente, el no asegurar el enlace transversal entre el
travesaño del tablero de instrumentos y el pilar delantero, más que
por el tornillo atravesador. Este enlace transversal necesario no
está entonces realizado más que de manera parcial y presenta,
además, una situación del tornillo apremiante después de la venta.
El documento WO 2004074073, conforme al art. 54(3) del CPE,
describe y representa una estructura de pilar delantero que presenta
unas características geométricas menos perjudiciales en caso de
choque, en la que una carcasa interna, sobre la que está fijada el
tablero de instrumentos, está dispuesta sobre la cara del
guarnecido, orientada hacia el interior del vehículo, una carcasa
externa está dispuesta sobre la cara del guarnecido, orientada hacia
el exterior del vehículo, estando unidas estas dos carcasas de modo
que constituyen una caja sensiblemente cerrada. Una ranura está
realizada en el guarnecido de pilar delantero y permite el paso de
una banda de material apropiado a una de las carcasas y llega a
recubrir el flanco de la otra carcasa. Esta banda de material puede
pertenecer a la carcasa interna y recubrir el flanco de la carcasa
externa, o pertenecer a la carcasa externa y recubrir el flanco de
la carcasa interna. Tal estructura de pilar delantero permite el
bloqueo en rotación, alrededor de un eje sensiblemente vertical, de
la parte del pilar delantero en el que están implantadas las dos
carcasas. Sin embargo, el pie largo está situado a una altura
inferior a la de las carcasas y, en caso de choque, la penetración
de este pie largo puede causar una rotación, alrededor de un eje
sensiblemente vertical, de una parte inferior del pilar delantero.
El conjunto del pilar delantero está entonces fuertemente solicitado
a torsión.
La presente invención propone un
perfeccionamiento de la estructura de pilar presentada más arriba,
que pretende favorecer la no rotación alrededor de un eje
sensiblemente transversal del conjunto de pilar delantero. El
problema se resuelve gracias a las características de la
reivindicación independiente 1.
En respuesta a los objetivos que se encuentran
invariablemente entre los diferentes constructores de automóviles,
la presente invención se quiere que sea igualmente poco costosa y
poco voluminosa.
Para responder a estos objetivos, la invención
propone una estructura de pilar delantero de un vehículo automóvil,
que comprende al menos un guarnecido de pilar delantero y un
dispositivo de antirrotación, caracterizada porque un dispositivo de
refuerzo está dispuesto sobre la cara del guarnecido, orientada
hacia el exterior del vehículo, estando un primer soporte inferior
de este dispositivo de refuerzo en la prolongación de un pie largo
situado hacia dentro del vehículo, con relación al guarnecido de
pilar delantero, estando solidarizado un segundo soporte superior de
este dispositivo de refuerzo con el dispositivo de
antirrotación.
El dispositivo de refuerzo puede comprender,
además, un tercer soporte dispuesto entre el segundo soporte
superior y el guarnecido de pilar delantero.
Según una característica de la invención, el
primer soporte inferior puede presentar una forma "en U",
compuesta por un primer brazo situado en la prolongación del pie
largo, por una base sensiblemente perpendicular al primer brazo y
por un segundo brazo, situado igualmente en la prolongación del pie
largo, sensiblemente perpendicular a la base y a una altura
superior a la del primer brazo. El segundo soporte superior puede
estar, entonces, solidarizado con el segundo brazo del primer
soporte inferior, o con el primer brazo de este primer soporte
inferior.
El tercer soporte puede estar dispuesto,
ventajosamente, en un plano oblicuo, estando situado el extremo de
este tercer soporte fijado sobre el guarnecido en un plano
horizontal más alto que en el que está situado el extremo del tercer
soporte fijado sobre el segundo soporte superior.
Según una característica de la invención, el
guarnecido de pilar delantero presenta una extensión transversal con
la que están solidarizados la base del primer soporte inferior y un
extremo del tercer soporte.
Según una característica de la presente
invención, el conjunto formado por el dispositivo de antirrotación,
el dispositivo de refuerzo y el guarnecido de pilar delantero es una
caja cerrada. A título de ejemplo, el dispositivo de antirrotación
está compuesto por al menos dos carcasas, una carcasa interna y una
carcasa externa, dispuestas en cada lado del guarnecido de pilar
delantero, y esta carcasa externa, situada en el lado del guarnecido
en el que está dispuesto el dispositivo de refuerzo, engloba el
dispositivo de refuerzo, separando un tabique, en el interior de la
carcasa externa, este dispositivo de refuerzo de las funciones de
antirrotación.
Otras características y ventajas de la invención
serán evidentes al leer la descripción detallada que sigue, para
cuya comprensión se remite a los dibujos anexos, en los que:
- la figura 1 es una vista esquemática de una
estructura lateral delantera de un vehículo automóvil, que comprende
un pilar delantero izquierdo semejante a la presente invención,
- la figura 2 es una vista esquemática de una
estructura de pilar delantero izquierdo según la invención, vista
desde el exterior del vehículo en la parte delantera izquierda.
En la descripción que sigue, se adoptará, a
título no limitativo, una orientación longitudinal, vertical y
transversal, según la orientación utilizada tradicionalmente en el
automóvil, y está indicada por el triedro L, V, T de la figura
1.
La figura 1 describe y representa una estructura
de pilar delantero 1 de un vehículo automóvil. El pilar delantero 1
representado en esta memoria es un pilar delantero izquierdo. La
descripción que sigue se aplica a este pilar delantero izquierdo, y
se puede entender para el pilar delantero derecho, debido a la
simetría constatada según el eje medio del vehículo.
Este pilar delantero 1 es un nudo estructural
sobre el que reposa, entre otros, un soporte de aleta 2, un montante
3 de ventanilla, un lado 4 de la carrocería, un travesaño 5 del
tablero de instrumentos, una banda estructural 6 de puerta (que está
articulada sobre este pilar delantero) y un pie 7 largo. En caso de
choque frontal, la rotación de este pilar delantero 1 según un eje
vertical causa, por lo tanto, la deformación del habitáculo, lo que
engendra un riesgo para la seguridad de los pasajeros y lo que es,
por lo tanto, contrario al pliego de condiciones de los
constructores de automóviles.
Tal como se representa en las figuras 1 o 2, un
dispositivo de antirrotación 10 está dispuesto sobre el pilar
delantero 1, a la altura del travesaño 5 del tablero de
instrumentos. Preferiblemente, este dispositivo 10 está formado por
dos carcasas 11, 12. Una primera carcasa 11, llamada carcasa
externa, está dispuesta sobre la cara del pilar delantero 1
orientada hacia el exterior del vehículo. De manera correspondiente,
una segunda carcasa 12, llamada carcasa interna, está dispuesta
sobre la cara del pilar delantero 1 orientada hacia el interior del
vehículo. Estas carcasas 11, respectivamente 12, están separadas de
modo funcional por un guarnecido 13 del pilar delantero 1. Las
mismas poseen unas patas y están dispuestas enfrentadas, unidas por
unos puntos de soldadura al nivel de estas patas, de modo que este
conjunto constituye una caja sensiblemente cerrada. Una espiga 16,
llamada "espiga con seguro", está solidarizada con un flanco
transversal de la carcasa externa 11, y sirve de espiga de guiado
con la banda estructural 6 de puerta, de manera que se realice un
acoplamiento macho-hembra en caso de choque.
Teniendo en cuenta la presencia del guarnecido 13 de pilar delantero
1, que constituye una verdadera frontera entre la carcasa interna
12 y la carcasa externa 11, se dispone una ranura, no representada,
sobre el guarnecido 13 de pilar a fin de permitir el paso de una
banda de material, igualmente no representada, perteneciente a la
carcasa interna 12 y orientada transversalmente. Esta banda de
material puede recubrir el flanco de la carcasa externa 11,
enfrentada por el otro lado del guarnecido 13, o puede pertenecer de
manera equivalente a la carcasa externa 11 y recubrir, así, el
flanco de la carcasa interna 12, enfrentada por el otro lado del
guarnecido 13.
La eficacia de esta unión, llamada atravesadora
(la banda de material atraviesa el guarnecido 13 de pilar), está
condicionada por su alineación con el travesaño 5 del tablero de
instrumentos, por un lado, y por el número de puntos de soldadura
entre la banda atravesadora de material y la carcasa enfrentadas,
por otro lado. Ventajosamente, la banda atravesadora de material
tiene, por un lado, la misma altura que el travesaño 5 del tablero
de instrumentos. Por otro lado, esta banda de material,
perteneciente a una primera carcasa 11, respectivamente 12, está
soldada con la segunda carcasa 12 enfrentadas, respectivamente 11,
por tres puntos de soldadura.
Tal estructura de carcasas permite impedir la
rotación alrededor de un eje sensiblemente vertical de la parte
superior del pilar delantero 1. Un dispositivo de refuerzo 100,
fijado sobre las carcasas 11 y 12 y que se extiende hacia la parte
inferior del pilar delantero 1, permite, según la presente
invención, mantener el conjunto del pilar delantero 1 en una
configuración de no rotación alrededor de un eje sensiblemente
vertical.
Un primer soporte 101, llamado soporte inferior,
está solidarizado con el pilar delantero 1, hacia el exterior del
vehículo y a una altura inferior a la de las carcasas 11 y 12. Este
primer soporte 101 presenta un primer brazo 102 solidarizado con el
guarnecido 13 de pilar delantero 1, y situado en la prolongación del
pie 7 largo. El pie 7 largo, en su configuración en reposo, está
solidarizado con el pilar delantero 1, hacia dentro del vehículo,
por dos caras de apoyo, de tal modo que el primer brazo 102 del
primer soporte 101 y una de las superficies de apoyo del pie 7 largo
forman una superficie continua cortada por el pilar delantero 1.
Durante un choque, este pie 7 largo llega a apoyarse con fuerza
sobre el pilar delantero 1 y, por extensión, contra el primer brazo
102 del primer soporte 101. Ventajosamente, el primer soporte 101
presenta una forma "en U", cuya base 103 está fijada sobre una
extensión transversal del guarnecido 13 de pilar delantero 1. Un
primer extremo de la base 103 porta el primer brazo 102 y un segundo
extremo de la base 103 porta un segundo brazo 104 del primer soporte
101. Este segundo brazo está solidarizado con el guarnecido 13 de
pilar delantero 1, en la prolongación de la segunda superficie de
apoyo del pie 7 largo, y está orientado según un plano sensiblemente
horizontal. El primer soporte 101 ofrece, por lo tanto, una
estructura de refuerzo del guarnecido 13 de pilar delantero,
rigidizada por unas fijaciones en dos planos sensiblemente
perpendiculares: el plano del guarnecido 13 y el de su extensión
radial.
Un segundo soporte 111, llamado soporte
superior, está solidarizado, en su parte superior, con la carcasa
externa 11. Ventajosamente, el segundo soporte superior 111 está
colocado de tal modo que el extremo superior del mismo corresponde
al extremo superior de la carcasa externa 11. La superficie de
contacto entre la carcasa externa 11 y el segundo soporte superior
111 es, así, lo más grande posible, y permite una unión muy rígida.
En la parte inferior del segundo soporte 111, se realiza una
fijación sobre el guarnecido 13 de pilar delantero 1 y se realiza
una fijación sobre el primer soporte 101, a título de ejemplo, sobre
su segundo brazo 104. Se comprenderá que el primer soporte 101 puede
presentar una forma "en U", con los brazos primero y segundo
102 y 104 en la prolongación del pilar delantero 1, presentando
estos brazos, entonces, unas características geométricas tales que
la fijación del segundo soporte 111 sobre el primer soporte 101
puede ser realizada directamente sobre el primer brazo 102 del
primer soporte 101. Esto permitiría obtener, así, un conjunto hueco,
formado por el dispositivo de antirrotación 10 y el dispositivo de
refuerzo 100, que sería cerrado, lo que representa una ventaja en
términos de optimización de la estructura.
Un tercer soporte 121 está implantado entre el
segundo soporte 111, la extensión transversal del guarnecido 13,
sobre la que está fijada la base 104 del primer soporte, y la
carcasa externa 11. Un primer extremo está solidarizado, así, con el
segundo soporte 111, mientras que el segundo extremo está
solidarizado, al nivel de la pata de fijación de la carcasa externa
11, con la extensión radial del guarnecido 13 de pilar delantero 1.
El tercer soporte 121 puede estar igualmente solidarizado con el
guarnecido 13 de pilar delantero, en un plano perpendicular a sus
dos planos de fijación precedentes. Ventajosamente, el tercer
soporte 121 está implantado oblicuamente, de tal modo que el segundo
extremo, solidarizado al nivel de la pata de fijación de la carcasa
externa 11 con la extensión radial del guarnecido 13 de pilar
delantero 1, esté situado a una altura superior a la del primer
extremo, solidarizado con el segundo soporte 111.
Durante un choque frontal, el pie 7 largo es
sometido a un movimiento de rotación, alrededor de un eje
sensiblemente vertical, por el empuje sensiblemente longitudinal de
los largueros delanteros hacia dentro del vehículo. Se observa
entonces una penetración del pie 7 largo en el habitáculo. La
disposición de los diferentes soportes 101, 111 y 121 va a permitir
limitar la rotación y la penetración en el habitáculo del pie 7
largo.
El primer soporte inferior 101 propone, así, una
rigidez de sustentación propicia para evitar la deformación del
pilar delantero 1 durante la penetración del pie 7 largo, gracias a
los brazos primero y segundo 102, 104 situados en la prolongación
del pie 7
largo.
largo.
Esta rigidez de sustentación está asociada con
la parte del pilar delantero 1 que se mantiene poco sensible a la
rotación, según un eje sensiblemente vertical. El segundo soporte
superior 111 une, a este efecto, el primer soporte inferior 101 a
las carcasas 11 y 12.
A fin de aligerar la carga a torsión del cuerpo
hueco formado por los soportes primero y segundo 101 y 111 y por las
dos carcasas 11 y 12, el tercer soporte 121 está implantado
oblicuamente entre los dos planos paralelos, que son el segundo
soporte superior 111 y la extensión transversal del guarnecido 13 de
pilar delantero 1. El cuerpo hueco está, así, rigidizado por este
tercer soporte, que experimenta entonces estos esfuerzos de torsión
y que está solidarizado, a la vez, con el segundo soporte superior
111, con el guarnecido 13 de pilar delantero 1 y con su extensión
transversal.
Ventajosamente, el conjunto formado por el
dispositivo de antirrotación 10, el dispositivo de refuerzo 100 y el
guarnecido 13 de pilar delantero 1 es una caja cerrada. A título de
ejemplo, el dispositivo de antirrotación 10 está compuesto por al
menos dos carcasas, una carcasa interna 12 y una carcasa externa 11,
dispuestas en cada lado del guarnecido 13 de pilar delantero 1, y
esta carcasa externa 11, situada en el lado del guarnecido 13 en el
que está dispuesto el dispositivo de refuerzo 100, engloba el
dispositivo de refuerzo 100, separando un tabique, en el interior de
la carcasa externa 12, este dispositivo de refuerzo 100 de las
funciones de antirrotación.
Se comprenderá que el espesor de los diferentes
soportes 101, 111, 121 del dispositivo de soporte 100 desempeña una
función de resistencia a los esfuerzos de este dispositivo. Estos
espesores deben ser lo más importantes posibles y equivalentes. Sin
embargo, por lo que respecta a los pliegos de condiciones en
términos de peso, de coste y de volumen, el espesor del segundo
soporte superior 111 podrá ser más importante que los de los
soportes primero y tercero 101, 121. Los materiales utilizados se
elegirán, preferiblemente, en el dominio de los materiales de límite
de elasticidad muy alto. Tales materiales permiten mejores
resistencias a los esfuerzos, pero se comprenderá que una
realización de acero, por ejemplo, ofrecerá unas características
aptas para limitar la rotación y la penetración en el habitáculo del
pie 7 largo.
La invención no está, de ninguna manera,
limitada al modo de realización descrito e ilustrado, que no se
proporciona más que a título de ejemplo.
Claims (9)
1. Estructura de pilar delantero (1) de un
vehículo automóvil, que comprende al menos un guarnecido (13) de
pilar delantero (1), un dispositivo de antirrotación (10) y un
dispositivo de refuerzo (100) dispuesto sobre la cara del guarnecido
(13), orientado hacia el exterior del vehículo, estando un primer
soporte inferior (101) de este dispositivo de refuerzo (100) en la
prolongación de un pie (7) largo situado hacia dentro del vehículo
con relación al guarnecido (13) de pilar delantero (1), estando
solidarizado un segundo soporte superior (111) de este dispositivo
de refuerzo (100) con el dispositivo de antirrotación (10).
2. Estructura de pilar delantero según la
reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de
refuerzo (100) comprende, además, un tercer soporte (121) dispuesto
entre el segundo soporte superior (111) y el guarnecido (13) de
pilar delantero (1).
3. Estructura de pilar delantero según la
reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el primer soporte
inferior (101) presenta una forma "en U", compuesta por un
primer brazo (102) situado en la prolongación del pie (7) largo, por
una base (103) sensiblemente perpendicular al primer brazo (102) y
por un segundo brazo (104) situado en la prolongación del pie (7)
largo, sensiblemente perpendicular a la base (103) y a una altura
superior a la del primer brazo (102).
4. Estructura de pilar delantero según la
reivindicación 3, caracterizada porque el segundo soporte
superior (111) está solidarizado con el segundo brazo (104) del
primer soporte inferior (101).
5. Estructura de pilar delantero según la
reivindicación 3, caracterizada porque el segundo soporte
superior (111) está solidarizado con el primer brazo (102) del
primer soporte inferior (101).
6. Estructura de pilar delantero según una de
las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque el tercer
soporte (121) está dispuesto en un plano oblicuo, estando situado el
extremo de este tercer soporte (121), fijado sobre el guarnecido
(13), en un plano horizontal más alto que en el que está situado el
extremo del tercer soporte (121), fijado sobre el segundo soporte
superior (111).
7. Estructura de pilar delantero según una de
las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada porque el
guarnecido (13) de pilar delantero presenta una extensión
transversal con la que están solidarizados la base (103) del primer
soporte inferior (101) y un extremo del tercer soporte (121).
8. Estructura de pilar delantero según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
conjunto formado por el dispositivo de antirrotación (10), el
dispositivo de refuerzo (100) y el guarnecido (13) de pilar
delantero (1) es una caja cerrada.
9. Estructura de pilar delantero según la
reivindicación precedente, caracterizada porque el
dispositivo de antirrotación (10) está compuesto por al menos dos
carcasas, una carcasa interna (12) y una carcasa externa (11),
dispuestas en cada lado del guarnecido (13) de pilar delantero (1),
y porque la carcasa externa (11), situada en el lado del guarnecido
(13) en el que está dispuesto el dispositivo de refuerzo (100),
engloba el dispositivo de refuerzo (100), separando un tabique, en
el interior de la carcasa externa (11), este dispositivo de refuerzo
(100) de las funciones de antirrotación.
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