ES2325347A1 - Caja de choque. - Google Patents

Abstract

Caja de choque para su incorporación entre un soporte (2) del parachoques y los soportes (3) longitudinales de un vehículo de motor, con una parte (4) de fijación, que penetra en el soporte (3) longitudinal y que, por medio de al menos un espárrago (20) roscado está unida con el soporte (3) longitudinal, que posee dos tramos roscados con roscas contrarias. La parte (4) de fijación está unida de manera rígida a giro con un casquillo (9) distanciador, que posee roscas interiores en las que están roscados tornillos (10, 11) de compensación de la tolerancia, que poseen elementos (21, 22) de arrastre giratorios, que al enroscar uno de los tornillos (10, 11) de compensación de la tolerancia y el espárrago (20) roscado, engranan con una rosca exterior del espárrago (20) roscado, en donde los tornillos (10, 11) de compensación de la tolerancia asientan en los lados (8) interiores de un soporte (3) longitudinal, mientras que el espárrago (20) roscado penetra en una tuerca (23) dispuesta enel lado exterior del soporte (3) longitudinal.

Description

Caja de choque.

El invento se refiere a una caja de choque (craschbox) con las características de la reivindicación 1.

Las cajas de choque son generalmente elementos rectangulares con paredes delgadas de acero, aluminio o material plástico, que se disponen entre un soporte transversal del parachoques y los soportes longitudinales de un vehículo de motor para evitar daños en la estructura del vehículo en el caso de choques frontales o traseros con velocidades pequeñas. Las cajas de choque pueden ser fabricadas por ensamblaje de piezas de chapa prensadas o en una pieza, por ejemplo con forma de perfil de aluminio extrusionado. Transforman la energía cinética resultante de un choque en trabajo de deformación y protegen con ello los soportes longitudinales de daños permanentes, cuando se rebasa un nivel de fuerza crítico.

Se conoce el procedimiento de fijar las cajas de choque por medio de placas de brida a los soportes longitudinales, pero también por medio de espárragos transversales, que atraviesan los soportes longitudinales. El acoplamiento puede tener lugar, como se propone en el documento DE 298 08 143 U1, lateralmente, de manera, que en esta construcción se necesita, igual que en el caso del apoyo en el lado frontal por medio de bridas, un mayor espacio de construcción. El espacio de construcción entre los soportes longitudinales es, sin embargo, decisivo para el montaje del grupo de accionamiento. Las placas de brida reducen el espacio de construcción necesario y dificultan el montaje. Para la fijación con la ayuda de placas de brida se necesitan accesos para herramientas, que con frecuencia no es posible compaginar con una construcción técnica óptima.

Ya se propuso aprovechar el espacio de construcción disponible en el interior de los soportes longitudinales enchufando las cajas de choque en los soportes longitudinales. Así por ejemplo, a través del documento WO 99/15364 y del documento US 3,633,934 se conocen amortiguadores telescópicos, que se introducen en los soportes longitudinales en el caso de un choque. En el documento DE 42 38 631 A1 se introducen por ejemplo uno en otro el tubo interior y el exterior de un amortiguador, al mismo tiempo, que el tubo exterior apoya nuevamente por medio de una brida en el soporte longitudinal.

El invento se basa en el problema de crear una caja de choque, que pueda ser fijada de una manera especialmente compacta, es decir con aprovechamiento óptimo del espacio de construcción disponible, a los soportes longitudinales y que se pueda montar de una manera especialmente sencilla, posea un peso propio en lo posible pequeño y permita una compensación de las tolerancias entre la caja de choque y los soportes longitudinales.

Este problema se soluciona con una caja de choque con las características de la reivindicación 1.

Las configuraciones ventajosas de la idea del invento son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

En la caja de choque según el invento es esencial, que la parte de fijación está unida de manera rígida a giro con un casquillo distanciador, que posee tramos roscados opuestos, en los que están roscadas tuercas de compensación de la tolerancia. Estas poseen elementos de arrastre giratorios situados en el interior, que, al introducir a rosca uno de los tornillos de compensación de la tolerancia y un espárrago roscado, que atraviesa el casquillo distanciador, engranan con una rosca exterior del espárrago roscado. Por medio del giro del espárrago roscado se desplazan los tornillos de compensación de la tolerancia en la dirección hacia el lado interior del soporte longitudinal donde apoyan, cuando se continua el giro. Para el funcionamiento son importantes los elementos de arrastre giratorios, que engranan con la rosca exterior del espárrago roscado. Estos pueden ser por ejemplo salientes con forma de uñas o de tetones dispuestos en el interior del tornillo de compensación de la tolerancia, que se aprisionan con el espárrago roscado. Un espárrago roscado convencional con rosca a derecha entraría, al ser introducido en el primer tornillo de compensación de la tolerancia, en contacto con el elemento de arrastre giratorio. El primer tornillo de compensación de la tolerancia posee una rosca contraria a la del espárrago roscado, es decir, generalmente, una rosca a izquierda. Por medio del giro del espárrago roscado en el sentido de las agujas del reloj se desenrosca el tornillo de compensación de la tolerancia de la rosca a izquierda del casquillo distanciador y apoya con ello en el lado interior del soporte longitudinal. El espárrago roscado puede ser roscado, continuando su rotación y suprimiendo la función del seguro contra giro del elemento de arrastre giratorio, todavía más en el casquillo distanciador, hasta que el extremo enroscado del espárrago roscado entre en contacto con el segundo tornillo de compensación de la tolerancia, respectivamente con su elemento de arrastre giratorio. Debido a la rosca contraria con relación al primer tornillo de compensación de la tolerancia, es decir generalmente una rosca a derechas, se desenrosca este tornillo de compensación de la tolerancia del casquillo distanciador y apoya en el lado interior opuesto del soporte longitudinal. También en este caso se destruye el elemento de arrastre giratorio, cuando se continua el giro del espárrago roscado, hasta que los tornillos de compensación de la tolerancia ya no sigan girando. De esta manera se apoyan uno en otro los lados enfrentados del soporte longitudinal y se compensan las tolerancias de montaje previstas. Finalmente, el espárrago roscado atraviesa totalmente el soporte longitudinal y penetra en una tuerca dispuesta exteriormente al soporte longitudinal. Cuando se aprieta todavía más el espárrago roscado, el casquillo distanciador sirve junto con los tornillos de compensación de la tolerancia como cuerpo de apoyo, que absorbe las fuerzas de roscado, que se producen entre la cabeza del espárrago y la tuerca. Las paredes del soporte longitudinal son sujetadas en la posición de montaje final entre los correspondientes tornillos de compensación de la tolerancia y la cabeza del espárrago, respectivamente la tuerca.

El elemento de arrastre giratorio puede ser por ejemplo un anillo de material plástico, por ejemplo poliamida, que boquea los hilos de rosca del espárrago roscado con relación al tornillo de compensación de la tolerancia, al menos en una parte del contorno. Como seguro contra giro cabe imaginar diferentes elementos o variaciones geométricas, como por ejemplo espigas de cizallamiento, que al rebasar un a fuerza máxima liberan el aprisionamiento entre el tornillo de compensación de la tolerancia y el espárrago roscado, de manera, que el espárrago roscado pueda ser girado todavía más con relación al tornillo de compensación de la tolerancia liberado. Un efecto secundario positivo es que los elementos de arrastre giratorios de material plástico también pueden servir posteriormente como seguros de tornillos, que impidan el aflojamiento no intencionado del espárrago roscado.

Una ventaja esencial de la caja de choque es la posibilidad de su montaje rápido, sin que sean necesarias placas de brida anchas con los correspondientes accesos para herramientas. Con la supresión de las placas de brida relativamente grandes hasta ahora se puede reducir el peso total de la caja de choque. Otra ventaja es que el montaje no da lugar a una deformación de los componentes de la caja de choque o del soporte longitudinal. La compensación de la tolerancia se realiza única y exclusivamente con elementos roscados especiales y con los correspondientes orificios alargados de los soportes longitudinales por los que pasan los espárragos roscados. Otra ventaja es la reducción de la cantidad de elementos roscados. También se considera positivo, que por el lado del proveedor no es preciso tener en cuenta un elemento auxiliar de montaje para el montaje en la dirección X, es decir en la dirección longitudinal del vehículo. La dirección X es definida por la profundidad de penetración de la parte de fijación, que a su vez es limitada por un a placa de brida, que asienta en una brida frontal del soporte longitudinal. La brida frontal, respectivamente la placa de brida sirven en este contexto únicamente como tope, pero no para la fijación roscada de la caja de choque al soporte longitudinal. Por ello, las dimensiones de la brida frontal, respectivamente de la placa de brida pueden ser considerablemente menores, de manera, que se disponga de más espacio de construcción en el recinto del motor. Esto tiene ventajas para el diseño del vehículo. La unión roscada en las direcciones Y y Z es fundamentalmente posible, es decir en una dirección transversal a la de marcha y en la dirección vertical hacia
arriba.

La parte de fijación es ventajosamente una inversión de la placa de brida obtenida por estampado. Esta inversión, respectivamente la parte de fijación se dimensionan más pequeñas que el ancho libre del soporte longitudinal en el que penetra la parte de fijación, respectivamente la inversión. La ranura corrida entre la parte de fijación y las paredes del soporte longitudinal permiten el posicionado del parachoques, respectivamente de la caja de choque unida con él, sin que estas piezas rocen entre sí durante el montaje y se produzca un agarrotamiento. Las tolerancias del soporte longitudinal se compensan con esta ranura, que se puede hallar en un margen de aproximadamente 3 mm.

El invento se describe con detalle en lo que sigue por medio de un ejemplo de ejecución representado en el dibujo. En él muestran:

La figura 1, una vista en perspectiva de una caja de choque dispuesta entre el soporte longitudinal y el soporte transversal del parachoques de un vehículo.

La figura 2, la caja de choque de la figura 1 en una representación despiezada.

La figura 3, la caja de choque y partes del soporte transversal del parachoques vistas en la dirección de la flecha III de la figura 1.

La figura 4, una sección a lo largo de la línea IV-IV de la figura 3.

La figura 5, una sección a lo largo de la línea V-V de la figura 1.

La figura 6, una forma modificada de una placa de brida.

La figura 1 muestra una caja de choque unida, por un lado, con un soporte 2 transversal del parachoques y, por otro, con un soporte 3 longitudinal de un vehículo de motor no representado con detalle. La caja 1 de choque se subdivide en dos partes, a saber una parte 4 de fijación, que penetra en el soporte 3 longitudinal así como una parte 5 de deformación situada delante del lado frontal del soporte 3 longitudinal. La figura 2 muestra la construcción detallada de la caja 1 de choque.

La parte 5 de deformación se compone de una semicaja 6a superior y de una semicaja 6b inferior, que en una construcción metálica se unen entre sí por soldadura. Otro componente de la caja 1 de choque es una placa 7 de brida con una inversión estampada en una pieza en ella, que forma la parte 4 de fijación, que penetra en el soporte 3 longitudinal. Como se desprende en especial de la figura 5, el soporte 3 longitudinal configurado esencialmente con sección transversal con forma rectangular posee un diámetro interior mayor que la parte 4 de fijación configurada igualmente con forma esencialmente rectangular. La parte 4 de fijación posee esquinas más redondeadas, pero por lo demás posee una separación A esencialmente constante del lado interior del soporte 3 longitudinal. Esta separación puede ser por ejemplo de 3 mm en todo el contorno.

Otros componentes de la caja 1 de choque son un casquillo 9 distanciador provisto de dos tramos roscados en sentidos opuestos, que se monta de manera centradora entre los taladros 19 de alojamiento de la parte de fijación y que se suelda desde el interior con la parte de fijación, de modo, que el casquillo 9 distanciador sea sujetado de manera segura contra giro. Desde cada extremo se introducen en el casquillo 9 distanciador tornillos 10,11 de compensación de la tolerancia, que en este ejemplo de ejecución poseen una cabeza 12, 13 exagonal y un pie 16, 17 roscado provisto de una rosca 14, 15 exterior. Como se desprende en especial de las figuras 4 y 5, la cabeza 12, 13 exagonal plana posee un diámetro mayor que el pie 16, 17 roscado de los tornillos 10, 11 de compensación de la tolerancia.

Los tornillos 10, 11 de compensación de la tolerancia están roscados en la posición premontada con su pie 16, 17 roscado lo más profundamente posible en el casquillo 9 distanciador. En esta posición se introduce la caja 1 de choque premontada en el soporte 3 longitudinal hasta que la placa 7 de brida apoye en la brida 18 frontal del soporte 3 longitudinal. Con ello se define la profundidad de penetración máxima en la dirección X, es decir en la dirección longitudinal del vehículo así como en la dirección longitudinal del soporte longitudinal. Ahora se coloca a través de taladros 19 de alojamiento alineados del soporte 3 longitudinal el espárrago 20 roscado, que en primer lugar penetra con su rosca exterior en el primer tornillo 10 de compensación de la tolerancia y engrana con este a través de un elemento 21 de arrastre giratorio. Al seguir el roscado hacia el interior, el espárrago 20 roscado penetra después en un elemento 22 de arrastre giratorio del segundo tornillo 11 de compensación de la tolerancia. Girando el espárrago 20 roscado se desplazan en sentidos contrarios los tornillos 10, 11 de compensación de la tolerancia hasta que sus cabezas 12, 13 asienten en los lados 6 interiores del soporte 3 longitudinal. La rosca 14 exterior del primer tornillo 11 de compensación de la tolerancia es una rosca a izquierda. La rosca 15 exterior del segundo tornillo 10 de compensación de la tolerancia es una rosca a derecha. Los taladros 19 de alojamiento se construyen como orificios alargados en la dirección Y. El espárrago 7 roscado atraviesa completamente el soporte 3 longitudinal y penetra finalmente en una tuerca 23 fijada exteriormente en posición en el soporte 3 longitudinal y sujetada en una jaula 24 de chapa. Por medio de esta tuerca 23 se aprieta finalmente el espárrago 20 roscado con interposición de una arandela 32, con lo que los tornillos 10, 11 de compensación de la tolerancia sirven junto con el casquillo distanciador como apoyo, sin que se deforme la parte 4 de fijación de la caja 1 de choque o el soporte 3 longitudinal.

La figura 6 muestra una forma de ejecución de una placa 25 de brida, que se diferencia de la anterior por el hecho de que la parte 26 de fijación no posee la misma profundidad T en todo su contorno, sino que las zonas 27, 28; 29, 30 de pared enfrentadas por pares poseen una profundidad T distinta. Es suficiente prever una profundidad T mayor únicamente en aquellas zonas 27, 28 de pared en las que se prevén los taladros 31. Por razones técnicas de fabricación, como por ejemplo el prensado, y también por razones de ahorro de peso pueden ser convenientes profundidades T distintas.

Símbolos de referencia

1

Caja de choque

2

Soporte transversal del parachoques

3

Soporte longitudinal

4

Parte de fijación

5

Tramo de deformación

6a

Semicaja superior de 5

6b

Semicaja inferior de 5

7

Placa de brida de 1

8

Lado interior de 3

9

Casquillo distanciador

10

Tornillo de compensación de la tolerancia

11

Tornillo de compensación de la tolerancia

12

Cabeza de 10

13

Cabeza de 11

14

Rosca exterior de 11

15

Rosca exterior de 10

16

Pie roscado de 10

17

Pie roscado de 11

18

Brida frontal de 3

19

Taladro de alojamiento en 3

20

Espárrago roscado

21

Elemento de arrastre giratorio de 11

22

Elemento de arrastre giratorio de 10

23

Tuerca

24

Jaula de chapa

25

Placa de brida

26

Parte de fijación

27

Zona de pared de 26

28

Zona de pared de 26

29

Zona de pared de 26

30

Zona de pared de 26

31

Taladros en 27, 28

32

Arandela

A

Separación

T

Profundidad

Claims (6)

1. Caja de choque para su incorporación entre un soporte (2) del parachoques y los soportes (3) longitudinales de un vehículo de motor, al mismo tiempo, que la caja (1) de choque posee una parte (4), que penetra en el soporte (3) longitudinal y que, por medio de al menos un espárrago (20) roscado, que atraviesa la pared del soporte (3) longitudinal, que se extiende en la dirección longitudinal del soporte (3) longitudinal, está unida con el soporte (3) longitudinal, caracterizada porque la parte (4) de fijación está unida de manera rígida a giro con un casquillo (9) distanciador, que posee dos tramos roscados con roscas contrarias en los que están roscados tornillos (10, 11) de compensación de la tolerancia, que poseen elementos (21, 22) de arrastre giratorios situados en el interior, que al enroscar uno de los tornillos (10, 11) de compensación de la tolerancia y el espárrago (20) roscado, que atraviesa el casquillo (9) distanciador, engranan con una rosca exterior del espárrago (20) roscado, al mismo tiempo, que los tornillos (10, 11) de compensación de la tolerancia asientan, en la posición de montaje, por giro del espárrago (20) roscado en los lados (8) interiores de un soporte (3) longitudinal, mientras que el espárrago (20) roscado penetra en una tuerca (23) dispuesta en el lado exterior de soporte (3) longitudinal, de manera, que la parte (4) de fijación es sujetada sin holgura en el soporte (3) longitudinal, por un lado, a través de una cabeza del espárrago (20) roscado y del primer tornillo (10) de compensación de la tolerancia y, por otro, a través del segundo tornillo (11) de compensación de la tolerancia y de la tuerca (23).

2. Caja de choque según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte (4) de fijación forma una pieza con una placa (7) de brida, que asienta en la posición de montaje en una brida (18) frontal del soporte (3) longitudinal.

3. Caja de choque según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la parte (4) de fijación es una inversión obtenida por estampado.

4. Caja de choque según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte de fijación es un racor de tubo unido con unión cinemática de material con la placa de brida.

5. Caja de choque según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el casquillo (9) distanciador está centrado entre taladros (19, 31) de alojamiento de la parte (4) de fijación.

6. Caja de choque según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la tuerca (23) es una tuerca con jaula.