ES2269645T3 - Estructura hibrida de soporte para salpicadero de vehiculo automovil y procedimiento de fabricacion del mismo. - Google Patents
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Abstract
Una estructura de soporte híbrida de un salpicadero de vehículo, que comprende: - un miembro (10) transversal metálico de forma alargada a lo largo de un eje (12) principal; y - un conducto (18) de distribución de aire hecho de material plástico, que incluye al menos un conducto (20) de forma alargada que se extiende paralelo al miembro (10) transversal metálico, y una caja (22) de distribución de aire an- clada al miembro (10) transversal metálico por comoldeo, caracterizada porque comprende al menos un soporte (28, 30) hecho de material plástico, anclado al miembro (10) transversal metálico por comoldeo y conectado a dicho conducto (20) de distribución de aire para permitir libertad de movimiento relativo entre el conducto (20) y el soporte (28, 30) en una dirección paralela a dicho eje (12) principal.
Description
Estructura híbrida de soporte para salpicadero
de vehículo automóvil y procedimiento de fabricación del mismo.
La presente invención se refiere en general a la
industria del automóvil y concierne a una estructura de soporte
híbrida de un salpicadero de vehículo y a un procedimiento de
fabricación de la misma. Dicho salpicadero de vehículo de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1 está revelado en el
documento DE-A-19626441
El salpicadero de un vehículo es una unidad
compleja, que comprende múltiples dispositivos y controles, tales
como el panel de instrumentos, el conjunto de distribución de aire
dentro del compartimiento de pasajeros del vehículo, el panel de
control del conjunto de distribución de aire, el módulo de bolsa de
aire, etc. La estructura de soporte de un salpicadero comprende un
miembro transversal hecho de chapa metálica curvada de forma
alargada a lo largo de un eje principal y está diseñado para ser
fijado a la carrocería del vehículo. Dicho miembro transversal
constituye un elemento de soporte de las cargas que soporta todo el
conjunto del salpicadero. Se conocen estructuras de soporte
híbridas en las que un material plástico está comoldeado sobre el
miembro transversal metálico para formar un conjunto de distribución
de aire y fijar áreas en las que se van a instalar, por ejemplo, un
módulo de bolsa de aire y varios componentes o dispositivos
electrónicos que forman parte del conjunto del salpicadero.
Concretamente, el conjunto de distribución de aire comprende un
conducto de distribución que se extiende paralelo al miembro
transversal y una caja de distribución que define una o más cámaras
que comunican con el conducto de distribución. El conjunto de
distribución de aire se obtiene mediante la inyección de material
plástico y se ancla sobre el miembro transversal mediante su
comoldeo, es decir, por inyección de material plástico sobre el
miembro transversal metálico.
Uno de los problemas que surgen en la producción
de una estructura de soporte híbrida de este tipo está representado
por el diferente coeficiente de dilatación térmica del miembro
transversal y del material plástico comoldeado sobre el mismo. Una
vez instalado el conjunto del salpicadero sobre un vehículo, los
ciclos de calentamiento y enfriamiento producen una dilatación
térmica diferente en la parte de material plástico y en la parte
metálica de la estructura de soporte híbrida. La dilatación térmica
de este tipo produce una tensión en el material plástico que puede
dar lugar al fallo del mismo.
Con el fin de superar los inconvenientes
mencionados, El objetivo de la presente invención es una estructura
de soporte híbrida para un salpicadero de vehículo, así como un
procedimiento de fabricación de la misma, teniendo dichas
estructura y procedimiento las características que forman el
contenido de las reivindicaciones que se adjuntan.
De la descripción detallada que sigue emergerá
claramente una realización de la presente invención, presentada
meramente a modo de ejemplo no limitativo y haciendo referencia a
las figuras adjuntas, en las que:
- Las figuras 1 a 3 son representaciones
esquemáticas de un procedimiento de fabricación de una estructura
de soporte híbrida de acuerdo con la presente invención;
- Las figuras 4 y 5 son vistas en perspectiva
frontal y posterior, respectivamente, de la parte indicada por la
flecha IV en la figura 3;
- La figura 6 es un alzado frontal de la
estructura de soporte de acuerdo con la presente invención; y
- Las figuras 7, 8 y 9 son secciones
transversales tomadas a lo largo de las líneas
VII-VII, VIII-VIII y
IX-IX, respectivamente, de la figura 6.
Haciendo referencia a las figuras1 a 3,
una estructura de soporte híbrida de acuerdo con la presente
invención se produce comenzando por un miembro 10 transversal hecho
de chapa metálica doblada que tiene una sección transversal en
forma de "C" generalmente y una forma alargada a lo largo de un
eje principal designado por el numeral 12 en la figura 1. El
miembro 10 transversal está provisto con orificios 14 para su
fijación a la carrocería del vehículo y con orificios 16 para
facilitar el anclaje del material plástico comoldeado. El miembro
10 transversal se inserta en el molde de un aparato de moldeo por
inyección (no se ilustra), en el que, en una etapa del moldeo, se
inyecta un primer material plástico en un primer asiento del molde
de moldeo por inyección, estando diseñado dicho asiento para formar
un conjunto de distribución de aire. La figura 2 ilustra el
componente que se obtiene al final de esta etapa de fabricación
intermedia. El conjunto de distribución de aire está designado en
su conjunto con el numeral 18 y comprende un conducto 20 de
distribución de aire, que se extiende paralelo al miembro 10
transversal, y una caja de 22 de distribución formada de manera
integral con el conducto 20 y que tiene una parte 24 comoldeada
sobre un área correspondiente del miembro 10 transversal. Como se
ilustra en la figura 2, la caja 22 de distribución está anclada en
un área sustancialmente central del miembro 10 transversal, y el
canal 20 de distribución tiene dos secciones 26 laterales que se
extienden, en voladizo, desde la caja 22 de distribución. La parte
24 de anclaje de la caja 22 de distribución rodea totalmente el
miembro 10 transversal y está fijo térmicamente a este, sin
posibilidad alguna de movimiento relativo alguno.
En una etapa posterior del procedimiento de
moldeo, se inyecta un segundo material plástico de un tipo diferente
al del material plástico que forma el conjunto 18 de distribución
de aire con el fin de formar al menos un soporte anclado al miembro
10 transversal y conectado de la manera que se describirá más
adelante a la parte 26 lateral del canal 20. La figura 3 ilustra la
estructura de soporte de acuerdo con la presente invención al final
de esta otra etapa del procedimiento de moldeo. Como se puede ver en
la figura 3, en esta segunda etapa de moldeo, se forman un primer
soporte 28 y un segundo soporte 30 los cuales, por medio de
comoldeo, se anclan al miembro 10 transversal en partes opuestas
respecto de la caja 22 de distribución. Asimismo, los soportes 28,
30 se fijan firmemente al miembro 10 transversal sin posibilidad de
que tengan movimiento relativo alguno entre sí. Preferiblemente, la
primera etapa de moldeo por inyección para moldear el conjunto 18 de
distribución y la segunda etapa de moldeo por inyección para
moldear los soportes 28, 30 se llevan a cabo ambas dentro del mismo
molde. Las dos etapas de moldeo se separan entre sí porque la
segunda etapa de moldeo tiene lugar después de que el material
inyectado en la primera etapa de moldeo ya se haya endurecido. Las
dos etapas de moldeo se pueden llevar a cabo en orden inverso
respecto de lo que se describe en el presente, es decir, se pueden
inyectar primero los soportes 28, 30, y después se puede moldear por
inyección el conjunto 18 de distribución. Preferiblemente, la parte
comoldeada hecha de material plástico está provista con nervios de
rigidización para incrementar la rigidez de la estructura. De
acuerdo con la presente invención, las primeras y segundas
operaciones de moldeo se realizan para establecer una conexión mutua
entre el canal 20 de distribución y los soportes 28, 30, que les
permite libertad de movimiento relativo en una dirección paralela al
eje 12 principal. Esto se logra creando una soldadura o unión
química en el área de conexión mutua entre los soportes 28, 30 y el
canal 20 de distribución. Como se ilustrará con mayor detalle más
adelante, las superficies de conexión entre los soportes 28, 30 y
el canal 20 de distribución están configuradas para formar una guía
paralela a través del miembro 10 transversalque no prevenga los
movimientos relativos entre las superficies de conexión en una
dirección paralela al eje 12 principal. La conexión en forma de guía
entre los soportes 28, 30 y el canal 20 de distribución está
provista además para prevenir movimientos relativos en direcciones
ortogonales al eje 12 principal.
Una manera especialmente sencilla y efectiva
para obtener este tipo de conexión consiste en formar el conjunto
18 de distribución y los soportes 28, 39 usando materiales plásticos
que sean diferentes y no compatibles químicamente entre sí.
Preferiblemente, los dos materiales plásticos son materiales
poliméricos con diferentes estructuras; por ejemplo, el primer
material puede presentar una estructura amorfa, en tanto que el
segundo material puede tener una estructura cristalina. A modo de
ejemplo, el material plástico que forma el conjunto 20 de
distribución puede ser acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) o bien
una mezcla de ABS y un policarbonato, y el material que constituye
los soportes 28, 30 puede ser polipropileno homopolimérico o bien
polipropileno copolimérico. Los dos soportes 28, 30 tienen la
función de conectar los extremos 26 laterales del canal 20 de
distribución al miembro 10 transversal metálico y pueden ser usados,
además, para fijar los dispositivos o componentes que forman parte
del conjunto del salpicadero. Por ejemplo, el soporte 28 se puede
usar para fijar una caja de fusibles (no se ilustra), y el soporte
30 se puede usar para instalar el conjunto de bolsa de aire de un
pasajero.
Las figuras 4 y 5 ilustran la manera en que uno
de los soportes, en este caso el soporte 28, está anclado mediante
comoldeo al miembro 10 transversal y está conectado al canal 20 de
distribución. La superficie de conexión entre el canal 20 y el
soporte 28 está designada con el numeral 32. En esta área, uno de
los dos materiales plásticos está inyectado sobre la superficie
exterior del otro material que ya se ha formado y, gracias a la
diferente naturaleza del material plástico, no se realiza unión
alguna ni fundición entre los dos materiales. La superficie de
conexión puede estar configurada sustancialmente en forma de
"C" dispuesta de manera tal que permite libertad de
deslizamiento relativo en la dirección del eje principal del miembro
10 transversal de metal.
En las figuras 6 a 9 se ilustran otros detalles
constructivos de la estructura de soporte de acuerdo con la
presente invención. Concretamente, en la figura 8 se puede advertir
que la caja 22 de distribución define una cámara 34 de distribución
principal y una cámara de distribución de
desvaporización/descongelación del flujo 36 de aire. Ambas cámaras
34, 36 comunican, en la parte alta, con el canal 20 de distribución.
La cámara 34 de distribución principal comunica además con las
aberturas 38 de distribución del flujo de a la salidas de
distribución frontales. En las figuras 7 y 8, se puede advertir que
el canal 20 de distribución está abierto en la parte superior y
está diseñado para cerrarse en la parte superior del salpicadero (no
se ilustra). El canal 20 de distribución tiene un diafragma 40
longitudinal que divide el canal 20 en un canal de distribución
para desvaporizar/descongelar el flujo 42 de aire y en un canal 44
de distribución de aire difuso. Como se puede ver en las figuras 7
y 9, en la superficie 32 de conexión entre los soportes 28, 30
pueden estar provistos nervios 46 longitudinales paralelos al
miembro 10 transversal de manera tal que la conexión entre cada uno
de los soportes 28, 30 y el canal 20 de distribución sea rígida en
las direcciones ortogonales al miembro 10 transversal, y que exista
la posibilidad de movimiento relativo solamente en una dirección
paralela al miembro 10 transversal.
Cuando la estructura de soporte de acuerdo con
la presente invención se somete a una variación de temperatura, la
dilatación térmica predominante se produce en la dirección del
miembro 10 transversal. Puesto que el material que forma el miembro
10 transversal y el material plástico que forma el canal 20 de
distribución tienen diferentes coeficientes de dilatación térmica,
estos componentes se verán sometidos a diferentes dilataciones
térmicas a lo largo del eje del miembro 10 transversal. Gracias a
la conexión móvil entre los soportes 28, 30 y el canal 20 de
distribución, la estructura de soporte en su conjunto está exenta de
experimentar deformaciones de manera diferenciada, y no se induce
tensión alguna en el material plástico. Concretamente, las partes
que están ancladas rígidamente al miembro transversal se desplazan
junto con este en la dirección del eje principal, y los
desplazamientos por la dilatación térmica diferenciada se concentran
en las áreas de conexión entre el canal 20 y los soportes 28, 30.
En estas áreas se pueden producir desplazamientos relativos locales
de \pm 3 mm.
Claims (9)
1. Una estructura de soporte híbrida de
un salpicadero de vehículo, que comprende:
- un miembro (10) transversal metálico de forma
alargada a lo largo de un eje (12) principal; y
- un conducto (18) de distribución de aire hecho
de material plástico, que incluye al menos un conducto (20) de
forma alargada que se extiende paralelo al miembro (10) transversal
metálico, y una caja (22) de distribución de aire anclada al
miembro (10) transversal metálico por comoldeo,
caracterizada porque comprende al menos
un soporte (28, 30) hecho de material plástico, anclado al miembro
(10) transversal metálico por comoldeo y conectado a dicho conducto
(20) de distribución de aire para permitir libertad de movimiento
relativo entre el conducto (20) y el soporte (28, 30) en una
dirección paralela a dicho eje (12) principal.
2. Una estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque el conducto (20) de
distribución y dicho soporte (28, 30) están conectados entre sí por
medio de una superficie (32) guía, que permite el deslizamiento
relativo en una dirección paralela al mencionado eje (12)
principal.
3. Una estructura de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizada porque la superficie (32) de
acoplamiento mencionada anteriormente previene los desplazamientos
relativos en direcciones ortogonales al eje (12) principal antes
mencionado.
4. Una estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque el canal (26) de
distribución y dicho soporte (28, 30) están hechos de materiales
plásticos diferentes y no compatibles químicamente entre sí.
5. Una estructura de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque un primero de dichos
materiales plásticos presenta una estructura amorfa, y un segundo
de dichos materiales plásticos presenta una estructura
cristalina.
6. Una estructura de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizada porque el material plástico
de estructura amorfa mencionado anteriormente comprende ABS o una
mezcla de ABS y un policarbonato.
7. Una estructura de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizada porque el material plástico
de estructura cristalina mencionado anteriormente comprende
polipropileno homopolimérico o polipropileno copolimérico.
8. Un procedimiento de fabricación de
una estructura de soporte híbrida para un salpicadero de vehículo,
que comprende las etapas de:
- provisión de un miembro transversal metálico
de forma alargada a lo largo de un eje principal.
- comoldeo de un primer material plástico sobre
una parte del miembro (10) transversal metálico para formar un
conjunto de distribución de aire, que incluye al menos un conducto
(20) de forma alargada y una caja (22) de distribución anclada al
miembro (10) transversal por comoldeo, e
- inyección de un segundo material plástico para
formar al menos un soporte (28, 30) comoldeado sobre el miembro
(10) transversal y conectado a dicho conducto (20) de distribución
para permitir libertad de movimiento relativo entre el conducto
(20) y dicho soporte (28, 30) en una dirección paralela al miembro
transversal antes mencionado.
9. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque la inyección del
segundo material plástico tiene lugar en el mismo aparato de moldeo
por inyección después de la solidificación del primer material
plástico.
Applications Claiming Priority (1)
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