PT2143621E

PT2143621E - Elemento de reforço de carroçaria, elemento lateral frontal, e estrutura lateral de carroçaria

Info

Publication number: PT2143621E
Application number: PT08739484T
Authority: PT
Inventors: Michitaka Yoshida; Nobusato Kojima; Atsushi Tomizawa; Naoaki Shimada
Original assignee: Sumitomo Metal Ind
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2012-08-01
Also published as: KR101269339B1; JP2012144253A; KR101178988B1; US20140008937A1; CA2770483A1; JP5418624B2; AU2008235843B2; PL2517949T3; JP5408280B2; CA2683405C; EP2522563A1; EP2522563B1; PL2517950T3; EP2143621B1; US20120267919A1; EA200970927A1; MX2009010753A; PL2522563T3; CN101678864A; KR20090130099A

Description

DESCRIÇÃO "ELEMENTO DE REFORÇO DE CARROÇARIA, ELEMENTO LATERAL FRONTAL, E ESTRUTURA LATERAL DE CARROÇARIA"

Campo Técnico

Esta invenção refere-se a um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, um elemento lateral frontal e uma estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel que é fabricado por execução de dobragem em que a direcção de dobragem varia de modo bidimensional, tal como dobragem em S ou dobragem em que a direcção de dobragem varia de modo tridimensional, um elemento lateral frontal que é um elemento de reforço de uma carroçaria de automóvel, e uma construção lateral de uma carroçaria de automóvel e especificamente, uma estrutura lateral de uma carroçaria de automóvel tendo um pilar-A, um pilar-B e um elemento lateral de calha de tejadilho.

Antecedentes da Técnica

No passado, os automóveis empregavam uma, assim chamada, construção com chassis, em que partes, tais como um motor, um radiador, uma suspensão, uma transmissão, um diferencial, um reservatório de gasolina e semelhantes, eram montadas sobre um chassis formado por montagem de elementos com uma secção em caixão na forma de uma escada e, em seguida, montando uma carroçaria tendo um compartimento do motor, um habitáculo e 1 uma bagageira sobre a carroçaria. Porém, uma construção com chassis utiliza sempre um chassis pesado que é um elemento separado da carroçaria, pelo que é difícil diminuir o peso da carroçaria. Além disso, como um processo de unir o chassis à carroçaria é inevitável, a produtividade é reduzida. Consequentemente, quase todos os automóveis fabricados nos últimos anos têm uma carroçaria monocoque (carroçaria de construção unitária) em que o chassis e a carroçaria são parte integrante um do outro.

Uma carroçaria monocoque suporta uma carga sobre um bloco de carroçaria integral compreendendo um lado de carroçaria formado por combinação fr um estribo lateral, um pilar-A, um pilar-B, um elemento lateral de calha de tejadilho e, em alguns casos, um pilar-C com um corpo inferior (igualmente referido como uma plataforma) que é a parte mais importante e forma a base da estrutura da carroçaria e é a superfície inferior, nomeadamente a parte do piso de uma carroçaria monocoque. Quando partes da carroçaria se contraem ou colapsam sob uma carga de impacto aplicada a partir do exterior, a energia do impacto é absorvida pelas partes da carroçaria como um todo.

Uma carroçaria monocoque não tem um chassis claramente definido como é o caso com uma construção com chassis, mas em partes onde se concentram cargas e esforço, tais como partes de montagem para o motor e uma suspensão, o bloco da carroçaria é reforçado pela instalação apropriada de elementos de reforço da carroçaria do automóvel formados por elementos tubulares com uma secção fechada, tal como elementos laterais, elementos de suspensão, várias pilares, elementos 2 transversais, elementos laterais de calha de tejadilho e estribos laterais. 0 lado de carroçaria e o corpo inferior não afectam apenas, consideravelmente, a resistência à dobragem e a resistência à torção de uma carroçaria de automóvel, como no momento de um impacto lateral, têm a função de minimizar danos no habitáculo e aumentar a segurança dos passageiros. Em particular, em comparação com um impacto frontal, é difícil garantir, adequadamente, espaço para proteger passageiros durante um impacto lateral, pelo que é importante aumentar a rigidez do lado de carroçaria.

Entre os elementos de reforço que estão dispostos deste modo há "elementos laterais" (igualmente referidos como sub-chassis). Estes elementos formam o esqueleto que é interposto ao montar a suspensão, o motor, a transmissão ou semelhantes no corpo inferior. 0 corpo inferior influencia consideravelmente os vários tipos de rigidez (tais como a resistência à dobragem e a resistência à torção) da carroçaria para suportar a suspensão e a unidade motriz, pelo que instalando, de modo apropriado os elementos laterais e outros elementos de reforço em várias partes do corpo inferior, é conferida rigidez suficiente ao corpo inferior. Um elemento lateral como este é um elemento lateral frontal que se estende geralmente na horizontal, na direcção longitudinal nos lados esquerdo e direito do compartimento do motor e é soldado no lugar.

Normalmente, um elemento lateral frontal tem um corpo compreendendo um tubo tendo uma secção fechada tendo uma forma tal como um rectângulo, um hexágono, um círculo ou semelhante. A carroçaria tem uma parte de extremidade frontal que se 3 estende na direcção axial da carroçaria, de uma extremidade da carroçaria para a outra extremidade da carroçaria, na direcção longitudinal da carroçaria do veiculo, uma parte inclinada que prolonga a parte de extremidade frontal e que está inclinada ao longo do painel de instrumentos que é uma parede entre o compartimento do motor e o habitáculo, e uma parte de extremidade da retaguarda que prolonga a parte inclinada e se estende ao longo do painel do piso está ligada ao painel de instrumentos. Embora dependa do tamanho da carroçaria do veículo, o comprimento total do elemento lateral frontal é cerca de 600 - 1200 mm.

Como dito acima, um elemento lateral frontal é um elemento de reforço, cuja exigência mais importante é manter a resistência do corpo inferior. Consequentemente, é concebido para ter a resistência adequada. É, igualmente, o elemento principal que suporta uma carga de impacto aplicada no momento de uma colisão com impacto frontal. Consequentemente, é concebido de modo a que, se ocorrer uma colisão com impacto frontal, tenha propriedades de absorção do impacto de tal modo que possa absorver a energia do impacto por deformação plástica da sua extremidade frontal deformando-se na forma de um acordeão. Deste modo, um elemento lateral frontal deve ter as propriedades mutuamente opostas, tendo uma resistência adequada e permitindo que a sua parte de extremidade frontal seja facilmente deformada plasticamente na forma de um acordeão quando é aplicada uma carga de impacto.

Como dito acima, um elemento lateral frontal está soldado a outros painéis como um elemento de reforço para o corpo inferior, pelo que é igualmente exigido que tenha excelente 4 soldabilidade e excelente formabilidade de tal modo que possa ter uma forma complexa, da sua parte de extremidade frontal até à sua parte de extremidade da retaguarda, e de tal modo que possa ser submetido a perfuração ou corte. 0 Documento 1 de Patente divulga uma invenção que se refere a um elemento absorvente de energia que compreende uma extrusão oca de liga de alumínio tendo uma espessura de chapa que varia localmente. 0 Documento 2 de Patente divulga uma invenção que se refere a um elemento lateral frontal que tem uma secção fechada com uma parte arqueada disposta paralelamente à direcção longitudinal de uma carroçaria de veículo e que tem uma espessura de chapa que varia localmente. 0 Documento 3 de Patente divulga uma invenção que se refere a um elemento lateral frontal tendo uma parte de resistência reduzida proporcionada na sua parte de extremidade frontal. 0 Documento 4 de Patente divulga uma invenção que se refere a um elemento lateral frontal em que a forma da sua parte de extremidade frontal é tal que se pode deformar de modo mais uniforme deformando-se sobre toda a sua secção. 0 Documento 5 de Patente divulga uma invenção que se refere a um elemento lateral frontal tendo uma secção fechada e compreendendo um elemento inferior com uma secção em forma de U compreendendo uma peça vazada de uma liga leve e um elemento superior compreendendo uma chapa de liga leve. 0 Documento 6 de Patente divulga uma invenção que impede a deformação do pilar-A no momento do capotamento, instalando um tubo de reforço dentro do pilar-A para o lado da carroçaria. 5

Nos últimos anos, tem havido uma procura crescente para reduções no peso e aumentos na resistência dos elementos de reforço para carroçarias de automóvel de modo a aumentar o economia do combustível para diminuir a emissão de C02 de modo a suprimir o aquecimento global, assim como aumentar a segurança dos passageiros no momento de uma colisão. Para lidar com estas exigências, materiais de resistência elevada, tais como chapas de aço de resistência elevada à tracção tendo uma tensão de ruptura de, pelo menos, 780 MPa ou mesmo de, pelo menos, 900 MPa, o que é consideravelmente mais elevado do que os níveis convencionais de resistência, são actualmente muito utilizados.

Ao mesmo tempo que a resistência destes materiais tem vindo a ser aumentada, a estrutura dos elementos de reforço para carroçarias de automóvel está a ser reconsiderada. Por exemplo, para permitir a aplicação a várias peças de automóvel, há uma grande procura pelo desenvolvimento de técnicas de dobragem que possam trabalhar elementos de reforço para carroçarias de automóvel tendo uma forma curvada muito variável, tais como os que são fabricados por dobragem com uma direcção de dobragem que varia de modo bidimensional, tal como dobragem em S ou dobragem com uma direcção de dobragem que varia de modo tridimensional com elevada precisão. Têm sido propostas várias técnicas de trabalho para lidar com estas exigências. Por exemplo, o Documento 7 de Patente divulga uma invenção que se refere a um método de dobragem enquanto se executa o tratamento térmico de um tubo de metal ou semelhante, prendendo a parte de extremidade de um material que está a ser trabalhado, tal como um tubo metálico com um 6 braço rotativo, e, enquanto se aquece com um dispositivo de aquecimento, movendo gradualmente a parte aquecida na direcção axial para produzir deformação por dobragem e, em seguida, imediatamente a seguir, efectuando um arrefecimento. 0 Documento 8 de Patente divulga uma invenção que se refere a um método de dobragem enquanto se executa o tratamento térmico de um tubo metálico ou semelhante, prendendo um tubo metálico e aplicando uma força de torção e uma força de dobragem a uma parte aquecida, para realizar a deformação por dobragem enquanto se torce o tubo metálico.

Tendo em consideração reduções no peso dos produtos formados por dobragem (abaixo referidos como produtos dobrados), a resistência à tracção dos produtos, de um modo preferido, é ajustada para ser, pelo menos, 900 MPa e, de um modo mais preferido, pelo menos 1300 MPa. Até agora, para conseguir esta resistência, como divulgado nos Documentos 7 e 8 de Patente, um tubo tendo uma resistência à tracção de 500 -700 MPa foi utilizado como um material inicial e submetido a dobragem, após o que a sua resistência foi aumentada por tratamento térmico para fabricar um produto curvado tendo uma resistência elevada desejada.

As duas invenções divulgadas nos Documentos 7 e 8 de Patente utilizam o método de trabalho classificado como, assim chamado, dobragem com preensão. Para realizar qualquer das invenções, é necessário prender a extremidade de um material que está a ser trabalhado com um braço rotativo. Além disso, cada vez que o material que está a ser trabalhado torna ser preso pelo braço, é necessário fazer regressar o braço à sua posição original, pelo que a velocidade de alimentação do 7 material que está a ser trabalhado varia muito, torna-se difícil executar um controlo complicado da velocidade de arrefecimento e não pode ser obtida uma precisão de têmpera desejada. Consequentemente, a velocidade de aquecimento e arrefecimento tem de ser controlada de um modo complexo e com elevada precisão de modo a produzir tensões não-uniformes, e é extremamente difícil obter uma precisão de têmpera desejada. Consequentemente, desenvolvem-se variações na forma curva e, particularmente no caso dos materiais de resistência elevada, desenvolvem-se fracturas diferidas provocadas por tensões residuais e é difícil fabricar um elemento de reforço para automóveis exigindo elevada fiabilidade. 0 Documento 9 de Patente divulga uma invenção que se refere a um aparelho de dobragem com aquecimento por alta frequência, em que um material a ser trabalhado que é suportado por um meio de suporte, é introduzido a partir de um lado a montante na direcção de um lado de jusante por um dispositivo de alimentação enquanto é realizada a dobragem a jusante do meio de suporte e um rolo é suportado para se mover de modo tridimensional. De acordo com o aparelho de dobragem com aquecimento por alta frequência divulgado no Documento 9 de Patente, o rolo envolve o material que está a ser trabalhado e move-se para superfícies laterais opostas do material que está a ser trabalhado, contacta as superfícies laterais e executa a dobragem. Consequentemente, mesmo quando é realizada dobragem em que a direcção de dobragem varia de modo bidimensional, tal como com a dobragem em S, já não é necessário executar uma operação mecânica de rotação em 180 graus do material que está a ser trabalhado, de modo que o trabalho pode ser realizado de modo eficiente.

Porém, o aparelho de dobragem com aquecimento por alta frequência divulgado no Documento 9 de Patente não tem nenhum meio para agarrar o material que está a ser trabalhado em ambos os lados. Consequentemente, uma deformação provocada por tensão residual devido ao arrefecimento após o aquecimento por alta frequência desenvolve-se facilmente, o que torna difícil obter uma precisão dimensional desejada. Além disso, a velocidade de trabalho é limitada e é difícil aumentar o grau de dobragem. 0 Documento 10 de Patente divulga uma invenção que se refere a um aparelho de dobragem que, no lugar da ferramenta ou rolo de preensão descrito acima de um aparelho de dobragem com aquecimento por alta frequência, proporciona uma matriz fixa instalada numa posição fixa e uma matriz rotativa móvel que está afastada da matriz fixa e pode mover-se de modo tridimensional. Um meio de aquecimento aquece um material metálico até uma temperatura que corresponde à curvatura de dobragem de um material metálico pela matriz rotativa móvel. O Documento JP2002020853 descreve um método para produzir um elemento formado feito de um elemento de chapa de aço de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção e compreende as seguintes etapas: preparar um material de chapa de aço tendo uma resistência à tracção de 500 MPa ou menos e contendo um elemento de nitruração; formar um elemento formado tendo uma forma predeterminada executando uma formação plástica no material de chapa de aço; e executar um tratamento de nitruração no elemento formado de modo a que uma dureza média na direcção da espessura da folha do elemento de chapa 9 de aço resultante tenha uma dureza Vickers de 300 HV ou mais. A divulgação do referido Documento JP acima é utilizada como base para as características do preâmbulo da reivindicação 1. O Documento JP2004323967 descreve um método para fabricar um elemento de automóvel. Em particular, é sugerido um método de aquecimento por condução directa do sistema de aquecimento por indução após estampagem de um material para o elemento de automóvel. O Documento JP2004114912 descreve um elemento de formação do tipo chapéu, feito de aço, capaz de absorver, de modo estável, a energia de compressão do eixo e tendo caracteristicas excelentes de resistência à compressão axial. O Documento JP7119892 descreve um tratamento térmico. O tratamento térmico é aplicado localmente e a resistência é aumentada mais numa parte do tratamento térmico do que em outras partes. O Documento JP2004082861 propõe uma solução para o problema de melhorar a rigidez de uma parte de retaguarda de parte lateral da carroçaria do veículo e de melhorar a estabilidade da direcção, recebendo de forma dispersiva uma carga de impacto recebida a partir de um dispositivo de suspensão. Para tal, um reforço tubular estendendo-se continuamente está disposto entre uma linha lateral do tejadilho e uma cava da roda. 10

Documento 1 de Patente: JP 10-45023 A Documento 2 de Patente: JP 11-255146 A Documento 3 de Patente: JP 2001-106002 A Documento 4 de Patente: JP 2002-173055 A Documento 5 de Patente: JP 2003-306171 A Documento 6 de Patente: JP 2003-118633 A Documento 7 de Patente: JP 50-59263 A Documento 8 de Patente: Patente Japonesa N° 2816000 Documento 9 de Patente: JP 2000-158048 A Documento 1C ) de Patente : Patente Japonesa N° 3195083

Divulgação da Invenção

Problema Que a Invenção Visa Resolver

As invenções da técnica anterior divulgadas nos Documentos 1-5 de Patente tentam, cada um, obter uma capacidade de elevada resistência e excelente capacidade para absorver impactos conferindo a um elemento lateral frontal uma estrutura especial, de modo que existe um limite à extensão a que se pode conseguir aumentos ulteriores em resistência e reduções em peso, assim como aumentos em propriedades de absorção de impacto. A invenção da técnica anterior divulgada no Documento 6 de Patente pode de facto impedir a deformação de um pilar-A no momento do capotamento, mas não pode afirmar-se que garante o espaço suficiente dentro de um habitáculo no momento de um impacto lateral, de modo que a invenção precisa de melhoramento do ponto de vista do aumento da segurança. 11

Nem a matriz fixa nem a matriz rotativa móvel que formam o aparelho de dobragem divulgado no Documento 10 de Patente agarram um material metálico que está a ser trabalhado de modo a que possa rodar. Consequentemente, desenvolvem-se rapidamente fissuras de gripagem nas superfícies da matriz fixa e da matriz rotativa móvel ao agarrar o material metálico. 0 aparelho de dobragem divulgado no Documento 10 de Patente fornece um líquido de arrefecimento à matriz fixa e à matriz rotativa móvel, de modo a impedir uma redução na resistência das matrizes ou uma redução na precisão do trabalho devida à expansão térmica. Porém, o fornecimento do líquido de arrefecimento não tem a finalidade de têmpera do material metálico que é submetido a dobragem, de modo que não é possível fabricar um produto curvado tendo uma resistência elevada tal como, pelo menos, 900 MPa executando a têmpera no momento do trabalho.

Embora o aparelho de dobragem divulgado no Documento 10 de Patente seja baseado em dobragem, não se destina a obter um material metálico de elevada resistência utilizando um tubo metálico de baixa resistência como um material inicial, executar trabalho a quente e, em seguida, têmpera para aumentar a resistência. Além disso, durante o aquecimento do material metálico, desenvolvem-se facilmente fissuras de gripagem na superfície da matriz rotativa móvel. Consequentemente, existe uma necessidade de melhoramentos adicionais neste aparelho de dobragem.

Face aos problemas desta técnica anterior, o objectivo da presente invenção é proporcionar um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, um elemento lateral frontal e uma 12 estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel e, especificamente, proporcionar um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel que é fabricado efectuando dobragem com uma direcção de dobragem que varia de modo bidimensional, tal como a dobragem em S ou uma direcção de dobragem que varia de modo tridimensional. Para ilustrar a invenção, um elemento lateral frontal que é um elemento de reforço de uma carroçaria de automóvel e uma estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel e, especificamente, uma estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel tendo, pelo menos, um pilar-A, um pilar-B e um elemento lateral de calha de tejadilho são aqui igualmente descritos.

Meios para Resolver o Problema

Em resultado de investigação diligente com o objectivo de resolver os problemas descritos acima, a presente requerente fez as descobertas (a) - (d) abaixo descritas e completou a presente invenção. (a) Se for utilizado um aparelho de dobragem tendo uma estrutura particular, um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo uma carroçaria compreendendo um corpo tubular constituído por um único elemento na direcção axial e tendo uma parte que foi submetida a têmpera por alta frequência e que tem a resistência ultra-elevada, tal como, pelo menos, 1100 MPa e, de um modo preferido, pelo menos, 1500 MPa pode, na realidade, ser produzido em massa numa escala industrial. 13 (b) Se um elemento lateral frontal for fabricado utilizando um aparelho de dobragem tendo uma estrutura particular, pode ser proporcionado um elemento lateral frontal que é constituído por um único elemento na direcção axial e que tem localmente uma parte que foi submetida a têmpera por alta frequência que anteriormente não existia, e, em consequência, um aumento na resistência e uma redução no peso de um elemento lateral frontal, assim como um aumento em propriedades de absorção do impacto podem ser conseguidos num grau mais elevado do que até aqui foi possível. (c) Se for fabricado um elemento de reforço da parte lateral que seja constituído por um único elemento na direcção axial e que tem localmente partes que tenham sido submetidas a têmpera por alta frequência que não existia até aqui e que estejam dispostas dentro de um pilar-A ou de um elemento lateral de tejadilho ou semelhante, constituindo um lado de carroçaria utilizando um aparelho de dobragem tendo uma estrutura particular, um lado de carroçaria de resistência mais elevada pode ser conseguido. Em consequência, pode ser conseguido um aumento no espaço dentro de um habitáculo no momento de uma colisão, uma redução no peso devido a uma redução nas dimensões da secção do próprio elemento de reforço lateral e uma redução nos custos de fabrico devido a uma redução no número de peças que devem ser integradas na estrutura do elemento de reforço lateral. (d) 0 elemento de reforço descrito acima para uma carroçaria de automóvel, o elemento lateral frontal e o 14 elemento de reforço lateral são constituídos por um único elemento na direcção axial e têm localmente uma parte de resistência ultra-elevada que é submetida a têmpera por alta frequência, e tem um corpo tubular com uma secção fechada. Consequentemente, um peso reduzido, resistência elevada, excelentes propriedades de absorção de impacto, uma redução no número de peças, e uma redução nos custos de fabrico que não poderiam ser obtidos no passado podem ser obtidas num elevado grau.

Embora não se refira a um elemento lateral frontal ou a um lado de carroçaria, o documento JP 10-17933A divulqa uma invenção que se refere a um reforço do pilar-B que melhora as propriedades realizando localmente têmpera por alta frequência. Porém, nesse documento, não há nenhuma divulgação ou sugestão de que as diversas propriedades exigidas a um elemento lateral frontal ou um lado de carroçaria possam ser muito melhoradas executando têmpera por alta frequência de um elemento lateral frontal ou um lado de carroçaria, ou que possa ser proporcionado um elemento lateral frontal ou um lado de carroçaria que possam ser realmente fabricados. Esse documento apenas divulga um elemento que pode aumentar a rigidez de um pilar-B.

De acordo com a presente invenção, é proporcionado um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo um corpo tubular que é constituído por um único elemento na direcção axial e que tem uma secção fechada e que tem uma parte curva, caracterizado por o corpo tubular ter uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada que foi submetida a têmpera por alta frequência para ter uma 15 resistência à tracção excedendo 1100 MPa e uma parte de baixa resistência tratada termicamente que é a parte restante da carroçaria que não é a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e que foi tratado termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa. A invenção é ilustrada por alguns aspectos relacionados, úteis para compreender a invenção. Por exemplo, a invenção é ilustrada por um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo um corpo tubular que é constituído por um único elemento na direcção axial e que tem uma secção fechada e que tem uma parte curva que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, caracterizado por o corpo tubular ter uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada que é tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa, e uma parte tratada termicamente de resistência elevada que é a parte restante da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra- elevada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, 1100 MPa. A presente invenção é igualmente ilustrada por um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo um corpo tubular que é constituído por um único elemento na direcção axial e que tem uma secção fechada e que tem uma parte curva que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, caracterizado por o corpo tubular ter uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada, que é tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa, uma parte tratada termicamente de 16 resistência elevada que é uma parte restante da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa, e uma parte tratada termicamente de baixa resistência que é a parte restante da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e a parte tratada termicamente de resistência elevada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa. A presente invenção é igualmente ilustrada por um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo um corpo tubular que é constituído por um único elemento na direcção axial e que tem uma secção fechada e que tem uma parte curva que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e, pelo menos, uma de uma parte a ser cortada, uma parte a ser perfurada, e uma parte a ser soldada, caracterizado por o corpo tubular ter uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada que é tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa, uma parte tratada termicamente de resistência elevada que é uma parte do resto da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa, e uma parte tratada termicamente de baixa resistência que é a parte restante da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e a parte tratada termicamente de resistência elevada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa. 17 A presente invenção é igualmente ilustrada por um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo um corpo tubular que é constituído por um único elemento na direcção axial e que tem uma secção fechada e que tem uma parte curva que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e, pelo menos, uma de uma parte a ser cortada, uma parte a ser perfurada e uma parte a ser soldada, caracterizado por o corpo tubular ter uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa, uma primeira parte tratada termicamente que é, pelo menos, uma da parte a ser cortada, a parte a ser perfurada e a parte a ser soldada parte de baixa resistência ser perfurada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa, e uma segunda parte tratada termicamente de baixa resistência que é o resto da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e a primeira parte tratada termicamente de baixa resistência e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa. A presente invenção é igualmente ilustrada por um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo um corpo tubular que é constituído por um único elemento na direcção axial e que tem uma secção fechada e que tem uma parte curva que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e, pelo menos, uma de uma parte a ser cortada, uma parte a ser perfurada e uma parte a ser soldada, caracterizado por o corpo tubular ter uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada que é tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 18 1100 MPa, uma primeira parte tratada termicamente que é, pelo menos, uma da parte a ser cortada, a parte ser perfurado e a parte a ser soldada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa, uma parte tratada termicamente de resistência elevada que é uma parte do resto da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e a primeira parte tratada termicamente de baixa resistência e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e de, no máximo, 1100 MPa, e uma segunda parte tratada termicamente de baixa resistência que é o resto da carroçaria sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada, a parte tratada termicamente de resistência elevada e a primeira parte tratada termicamente de baixa resistência e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa.

Num elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, é dado um exemplo em que a parte curva é uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa.

Num elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, a secção fechada, de um modo preferido não tem uma flange estendendo-se para o exterior.

Num elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, a parte curva pode ser curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional. 19

Na presente invenção, partes sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada deformam-se, de modo preferido, quando é aplicada uma carga de impacto devido a terem uma resistência mais baixa do que a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada, para funcionarem como partes promotoras de deformação relativamente a uma carga de impacto. Na presente invenção, proporcionando estas partes promotoras de deformação, um modo de colapso ou deformação apropriada para o produto pode ser conseguido no momento de uma carga de impacto.

Por exemplo, quando um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção é um elemento, tal como um elemento lateral que recebe esmagamento na direcção axial, dispondo partes promotoras de deformação de modo alternado na direcção axial, o elemento sofre uma deformação na direcção de aplicação de uma carga de impacto e, finalmente, sofre uma deformação plástica numa forma de acordeão, pelo que a absorção da energia pode ser aumentada. Além disso, quando um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, de acordo com a presente invenção, é um elemento formado por dobragem de três pontos, como é o caso com vários tipos de pilares, fazendo a parte curva uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e dispondo as partes promotoras de deformação junto da parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada, a deformação é suprimida na periferia interior da parte curvada e a absorção de energia pode ser aumentada ainda mais. 0 mesmo efeito pode ser conseguido, não apenas com dobragem de três pontos, mas com esmagamento na direcção axial. 20

Deste modo, posicionando, de modo apropriado, uma parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada e uma parte promotora de deformação, tendo em consideração a forma das peças e a direcção de entrada de uma carga, pode ser obtido um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo absorção de energia aumentada e alta eficiência.

De um outro ponto de vista, a presente invenção pode ser utilizada, por exemplo, como um elemento lateral frontal tendo um corpo compreendendo um corpo tubular que tem uma secção fechada e que é constituído por um único elemento na direcção axial, tendo a carroçaria, de uma extremidade para a outra extremidade na sua direcção axial, uma extremidade frontal (parte de extremidade frontal) que se estende na direcção longitudinal de uma carroçaria de veículo, uma parte inclinada que prolonga a extremidade frontal e que se inclina ao longo de um painel de instrumentos, e uma parte de retaguarda (parte de extremidade de retaguarda) que prolonga a parte inclinada e que se estende ao longo da superfície inferior de um painel de piso que está unido ao painel de instrumentos, caracterizado por uma parte de extremidade frontal ser uma parte não temperada, que não foi submetida a tratamento de têmpera, e o resto da extremidade frontal, sem ser a parte não temperada, ser uma parte temperada por alta frequência, que foi submetida a têmpera por alta frequência, toda a parte inclinada ser uma parte temperada por alta frequência que foi submetida a têmpera por alta frequência e a parte da retaguarda ser inteiramente uma parte temperada por alta frequência, que foi submetida a têmpera por alta frequência, ou uma parte da parte da retaguarda ser uma parte não temperada que não foi submetida a têmpera com o resto da parte da retaguarda sem ser 21 a parte nao temperada sendo uma parte temperada por alta frequência que foi submetida a têmpera por alta frequência.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, de um modo preferido, pelo menos, uma de cada, da parte não temperada e parte temperada por alta frequência na extremidade frontal está disposta de modo alternado na direcção axial do corpo tubular.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, o comprimento axial de cada uma da parte não temperada e da parte temperada por alta frequência, de um modo preferido, aumenta gradualmente da extremidade frontal na direcção da extremidade da retaguarda do corpo tubular.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, de um modo preferido, a parte temperada por alta frequência na extremidade frontal aumenta gradualmente em área na direcção axial do corpo tubular, da extremidade frontal na direcção da extremidade da retaguarda e, de um modo preferido, a parte não temperada na extremidade frontal diminui gradualmente em área na direcção axial do corpo tubular, da extremidade frontal na direcção da extremidade da retaguarda.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, de um modo preferido, pelo menos, uma de cada, da parte não temperada e parte temperada por alta frequência na extremidade frontal está disposta de modo alternado na direcção circunferencial do corpo tubular. 22

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, o corpo tubular, de um modo preferido, tem uma forma de secção poligonal, a parte não temperada é, de um modo preferido, proporcionada numa região que não inclui um vértice do polígono, e a parte temperada por alta frequência é proporcionada, de um modo preferido, numa região incluindo um vértice do polígono.

Um corpo tubular de acordo com a presente invenção, de um modo preferido, tem uma secção poligonal, uma parte não temperada, de um modo preferido, é proporcionada numa região incluindo um vértice do polígono e uma parte temperada por alta frequência está, de um modo preferido, numa região que não inclui um vértice do polígono.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, o polígono tem, de um modo preferido, um par de superfícies opostas geralmente horizontais onde uma parte não temperada é, de um modo preferido, proporcionada numa das superfícies geralmente horizontais e uma parte temperada por alta frequência é, de um modo preferido, proporcionada na outra superfície geralmente horizontal.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, o polígono, de um modo preferido, tem um par de superfícies opostas geralmente verticais, em que uma parte não temperada é, de um modo preferido, proporcionada numa das superfícies geralmente verticais e uma parte temperada por alta frequência é, de um modo preferido, proporcionada nas outras superfícies geralmente verticais. 23

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, uma parte não temperada é, de um modo preferido, proporcionada numa região no lado inferior de uma secção do corpo tubular, e uma parte temperada por alta frequência é, de um modo preferido, proporcionada numa região no lado superior com exclusão da região no lado inferior.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, uma parte não temperada é, de um modo preferido, proporcionada numa região no lado interior da carroçaria do veículo numa secção do corpo tubular, e uma parte temperada por alta frequência é, de um modo preferido, proporcionada numa região no lado exterior da carroçaria do veículo excluindo a região no lado interior da carroçaria do veículo.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, de um modo preferido, pelo menos, um de cada, da parte não temperada e da parte temperada por alta frequência da parte da retaguarda, está disposto de modo alternado na direcção axial do corpo tubular, desde a extremidade frontal da parte da retaguarda.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, a parte não temperada é, de um modo preferido, proporcionada numa região incluído uma parte perfurada que é submetida a perfuração e uma parte soldada que é soldada.

Num elemento lateral frontal de acordo com a presente invenção, o corpo tubular, de um modo preferido, não tem uma flange alargando-se para o exterior.

Num elemento lateral frontal de acordo com um exemplo, a resistência à tracção da parte temperada por alta frequência é, de um modo preferido, maior do que de 1100 MPa ou, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, 1100 MPa, e a resistência à tracção da parte não temperada é, de um modo preferido, menos de 600 MPa.

De um outro ponto de vista, a presente invenção pode ser utilizada, por exemplo, coma estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel tendo um pilar-A tendo uma primeira parte que tem uma secção fechada e que está ligada a um estribo lateral e se estende para cima, e uma segunda parte que tem uma secção fechada e que prolonga a primeira parte e se estende ao longo de uma inclinação daquela, e um elemento lateral de calha de tejadilho que tem uma secção fechada e que é continuo com o pilar-A e está ligado a um pilar-B, caracterizado por um elemento de reforço lateral que tem uma secção fechada e que tem uma forma que é curvada de modo tridimensional e que é constituída por um único elemento na direcção axial que foi submetido a têmpera por alta frequência está disposto de modo a estender-se, pelo menos, no interior da segunda parte do pilar-A e no interior do elemento lateral de calha de tejadilho a ser posicionado à retaguarda da ligação com o pilar-B.

Numa estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, a têmpera, de um modo preferido, não é realizada numa região do elemento de reforço lateral que é soldado para ligação ao pilar-B. 25

Numa estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, a carroçaria de automóvel tem, de um modo preferido, um pilar-C que é contínuo com o elemento lateral de calha de tejadilho e tem uma secção fechada, e o elemento de reforço lateral está de um modo preferido, disposto dentro do pilar-C.

Numa estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, a têmpera, de um modo preferido, não é realizada na extremidade frontal do elemento de reforço lateral que está disposto no interior da segunda parte do pilar-A.

Numa estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, o elemento de reforço lateral, de um modo preferido, está igualmente disposto no interior da primeira parte do pilar-A.

Numa estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, de um modo preferido, a parte de reforço lateral não tem uma flange estendendo-se para o exterior.

Numa estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, a resistência à tracção de uma parte do elemento de reforço lateral que foi submetida a têmpera por alta frequência, de um modo preferido, é maior que 1100 MPa ou, pelo menos 600 MPa e, no máximo, 1100 MPa.

Numa estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de acordo com um exemplo, a resistência à tracção de uma parte 26 do elemento de reforço lateral que nao é submetida a têmpera, de um modo preferido, é menor que 600 MPa.

Um elemento de reforço lateral para uma carroçaria de automóvel, um elemento lateral frontal e um elemento de reforço lateral para uma estrutura lateral de uma carroçaria de automóvel tendo o elemento de reforço, de acordo com a presente invenção são fabricados por um método de fabricar um produto curvo utilizando um método de dobragem que realiza a dobragem a jusante de um meio de suporte, enquanto alimenta um material metálico a ser trabalhado (um material inicial para um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, um elemento lateral frontal ou um elemento de reforço lateral) com um dispositivo de alimentação, de um lado a montante até um lado de jusante e suporta o material metálico com o meio de suporte para fabricar de modo intermitente ou continuo um produto tendo uma parte curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e uma parte temperada na direcção longitudinal e/ou na direcção circunferencial num plano cruzando a direcção longitudinal. Este método compreende aquecer localmente uma parte do material alimentado do metal até uma temperatura em que a têmpera é possível com um meio de aquecimento para o material metálico a jusante do meio de suporte e pulverizando um meio de arrefecimento na direcção da parte aquecida pelo meio de aquecimento com um meio de arrefecimento disposto a jusante do meio de aquecimento para temperar, pelo menos, uma parte do material metálico, executar a dobragem do material metálico que é alimentado na direcção axial aplicando um momento de flexão à parte do material metálico que foi aquecida pelo meio de aquecimento, variando de modo bidimensional ou de modo tridimensional a posição de 27 uma matriz de rolos móveis tendo uma pluralidade de rolos que podem alimentar o material metálico aquecido pelo meio de aquecimento na direcção axial e suprimir erros no produto resultantes da dobragem suportando uma parte do material metálico que passou através da matriz de rolos móveis.

Um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, um elemento lateral frontal e um elemento de reforço lateral numa estrutura lateral de uma carroçaria de automóvel são fabricados deste modo, de modo que o raio de curvatura de uma parte curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional possa ser tornada constante (tal como a forma de um arco circular), ou pode ser feita não constante, nomeadamente, pode ter uma forma tal que o raio de curvatura varia com a posição na direcção longitudinal. Particularmente com um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, tal como um elemento lateral frontal ou vários tipos de pilares, o raio de curvatura das partes curvas que se curvam de modo tridimensional varia frequentemente na direcção longitudinal. Este elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel pode ser proporcionado pela presente invenção.

Um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, um elemento lateral frontal e um elemento de reforço lateral numa estrutura lateral de uma carroçaria de automóvel tendo o elemento de reforço de acordo com a presente invenção são fabricados utilizando um aparelho de fabrico para fabricar um produto curvado que, de modo intermitente ou continuo, tem uma parte curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e uma parte temperada na direcção longitudinal e/ou na direcção circunferencial num plano cruzando a direcção 28 longitudinal utilizando um método de dobragem que efectua a dobragem a jusante de um meio de suporte enquanto alimenta um material metálico que é um material que está a ser trabalhado e que é suportado pelo meio de suporte, desde um lado a montante até um lado a jusante. 0 aparelho inclui um meio de aquecimento que envolve a periferia exterior do material metálico a jusante do meio de suporte e que se destina a aquecer localmente uma parte do material metálico até um intervalo de temperaturas em que a têmpera é possível, uma matriz de rolos móveis que tem, pelo menos, um conjunto de rolos e está disposta a jusante do meio de aquecimento e pode modificar a sua posição de modo bidimensional ou de modo tridimensional e que executa a dobragem aplicando um momento de flexão à parte do material metálico que estava a ser aquecida pelo meio de aquecimento, variando a posição do material metálico aquecido pelo meio de aquecimento de modo bidimensional ou de modo tridimensional, enquanto alimenta o material metálico na direcção axial, e uma guia de suporte que suprime erros no material metálico após a dobragem suportando ou guiando uma parte do material metálico que saiu da matriz de rolos móveis.

Neste aparelho de fabrico, um meio de arrefecimento, para temperar uma parte do material metálico arrefecendo uma parte do material metálico que estava a ser aquecida localmente pelo meio de aquecimento, de um modo preferido, está disposto entre o meio de aquecimento e a matriz de rolos móveis. A velocidade do movimento do rolo matriz quando a sua posição muda é, de um modo preferido, variável. 29

Utilizando este aparelho, ao executar a dobragem de um material metálico, o tratamento térmico é executado enquanto o material metálico é alimentado a uma velocidade constante e uma parte do material metálico está suportada no lado a jusante para poder mover-se. Em consequência, pode ser mantida uma velocidade de arrefecimento desejada, e o material metálico que foi submetido a dobragem pode ser arrefecido de modo uniforme Consequentemente, é obtido um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel tendo uma resistência elevada, boa retenção da forma e uma dureza uniforme.

Por exemplo, uma elevada velocidade de arrefecimento de, pelo menos, 100 °C por segundo pode ser conseguida aquecendo, de modo intermitente ou continuo, um tubo de aço que é um material que está a ser trabalhado, por uma bobina de aquecimento por alta frequência até uma temperatura que é, pelo menos, o ponto A3 de transformação e na qual os grãos cristalinos constituindo a estrutura metálica não ficam muito grandes, submetendo a parte aquecida a deformação plástica utiliza uma matriz de rolos móveis de modo a formar uma forma curva predeterminada e, em seguida, pulverizando imediatamente com um meio de arrefecimento à base de água ou óleo ou outro líquido de arrefecimento ou um gás ou uma névoa na superfície exterior, ou ambos na superfície interior e na superfície exterior do tubo de aço que foi submetido a dobragem. A matriz de rolos móveis que aplica um momento de flexão suporta o material metálico mantendo, ao mesmo tempo, contacto de rolamento com a superfície do material metálico, de modo a poder suprimir a ocorrência de fissuras de gripagem na superfície da matriz e a dobragem pode ser realizada de modo 30 eficiente. De modo semelhante, o meio de suporte suporta, igualmente, o material metálico em contacto de rolamento com o material metálico, de modo que a gripagem com o material metálico pode ser suprimida.

Neste aparelho, a matriz de rolos móveis, de um modo preferido, tem, pelo menos, um mecanismo seleccionado de um mecanismo de deslocamento para deslocamento vertical, um mecanismo de deslocamento para deslocamento horizontal à esquerda e à direita numa direcção perpendicular à direcção axial do material metálico, um mecanismo de inclinação que executa a inclinação relativamente à direcção vertical e um mecanismo de inclinação que inclina relativamente à direcção horizontal à esquerda e à direita perpendicularmente à direcção axial do material metálico. Em consequência, pode ser obtida a dobragem do material metálico numa grande variedade de formas curvas e pode, de modo eficiente, ser realizada dobragem, em que a direcção de dobragem varia de modo bidimensional ou de modo tridimensional. A matriz de rolos móveis tem, de um modo preferido, um mecanismo de movimentação para movimento na direcção axial do material metálico. Devido à existência deste mecanismo de movimentação, mesmo quando o raio de curvatura do material metálico é pequeno, pode ser realizada a dobragem, garantindo, ao mesmo tempo, um comprimento L óptimo do braço. Consequentemente, pode evitar-se que o aparelho de trabalho se torne grande em tamanho e em consequência, a precisão da dobragem pode ser aumentada. 31

Neste aparelho, o meio de aquecimento e/ou o meio de arrefecimento, de um modo preferido, têm, pelo menos, um mecanismo selecionado de um mecanismo de deslocamento para deslocamento na direcção vertical, de um mecanismo de deslocamento para deslocamento para a esquerda e direita perpendicularmente à direcção axial do material metálico, um mecanismo de inclinação para inclinar relativamente à direcção vertical e de um mecanismo de inclinação para inclinar relativamente a uma direcção horizontal perpendicular à direcção axial do material metálico. Em consequência, o funcionamento da matriz de rolos e aquele do meio de aquecimento e do meio de arrefecimento podem ser sincronizados, e devido a esta sincronização, pode ser realizada dobragem uniforme com uma precisão mais elevada.

Neste caso, o meio de aquecimento e/ou o meio de arrefecimento, de um modo preferido, têm um mecanismo de movimentação para mover-se na direcção axial do material metálico. Devido ao meio de aquecimento e semelhante ter um tal mecanismo de movimentação, além da sincronização com a matriz de rolos móveis, a extremidade frontal de um tubo metálico pode ser aquecida no inicio da dobragem, e a funcionalidade e maneabilidade no momento de montar e desmontar um tubo metálico podem ser aumentadas.

Neste aparelho, a matriz de rolos móveis tem, de um modo preferido, um mecanismo rotativo para rotação na direcção circunferencial em torno do eixo do material metálico. Além de uma forma curva em que a direcção de dobragem do material metálico varia de modo bidimensional ou de modo tridimensional, é possível conferir uma forma torcida. 32

Neste aparelho, o dispositivo de alimentação tem, de um modo preferido, um mecanismo que agarra o material metálico e roda este na direcção circunferencial em torno do seu eixo. Mesmo quando o mecanismo rotativo da matriz de rolos móveis não é utilizado, é possível conferir uma forma torcida, além de dar ao material metálico uma forma curva que varia de modo bidimensional ou de modo tridimensional.

Neste caso, de um modo preferido, o meio de suporte tem um mecanismo rotativo que roda o material metálico na direcção circunferencial em torno do seu eixo em sincronia com a rotação do dispositivo de alimentação. No momento de deformar por torção o material metálico, torcendo a extremidade da retaguarda do material metálico com o mecanismo rotativo do dispositivo de alimentação em sincronia com o aparelho de suporte, sem rodar na direcção circunferencial da matriz de rolos móveis, pode ser conferida uma forma torcida de uma precisão mais elevada. Naturalmente, é possível conferir uma forma torcida de uma precisão ainda mais elevada torcendo relativamente a extremidade da retaguarda do material metálico pelo mecanismo rotativo do dispositivo de alimentação, em sincronia com o aparelho de suporte enquanto se roda a matriz de rolos na direcção circunferencial em torno do seu eixo.

Neste aparelho, de um modo preferido, a matriz de rolos móveis tem um mecanismo de accionamento rotativo para cada par de rolos que acciona em rotação os rolos por um motor de accionamento ou semelhante, de acordo com a quantidade alimentada pelo dispositivo de alimentação. Se a matriz de rolos móveis não tiver um mecanismo de accionamento rotativo, a rotação destes rolos é accionada apenas pela resistência de 33 fricção e existe a possibilidade de uma tensão de compressão actuar sobre a parte curvada do material metálico, de aumento da espessura de parede no lado interior da parte curvada ou de ocorrência de dobragem. Em particular, se o material que está a ser trabalhado é um material de parede fina, o trabalho pode tornar-se difícil e a precisão do trabalho pode piorar devido a este fenómeno.

Em contraste, se a matriz de rolos móveis tiver um mecanismo de accionamento rotativo, os esforços de compressão que actuam sobre a parte curvada podem ser reduzidos e a velocidade de rotação dos rolos da matriz de rolos móveis pode ser variada de acordo com, e em sincronia, com a quantidade de alimentação do dispositivo de alimentação. Consequentemente, até uma tensão de tracção pode ser conferida à parte curvada. Em consequência, a gama de formas de dobragem possíveis é expandida e a precisão de trabalho de um produto é aumentada.

Uma matriz de rolos móveis neste aparelho, de um modo preferido, tem dois, três, ou quatro pares de rolos e, de um modo preferido, o material metálico é um elemento oco tendo uma secção transversal fechada, um elemento oco tendo uma secção transversal aberta ou um elemento oco tendo uma secção transversal com um perfil. 0 tipo de rolos da matriz de rolos móveis pode ser seleccionado de modo apropriado, de acordo com a forma da secção do material metálico que está a ser trabalhado.

Neste aparelho, proporcionando, pelo menos, um meio de pré-aquecimento no lado a montante do meio de aquecimento, é preferido realizar o aquecimento do material metálico uma 34 pluralidade de vezes ou aquecer de modo não-uniforme em que o grau de aquecimento é não-uniforme na direcção circunferencial em torno do eixo do material metálico. Ao utilizar o meio de pré-aquecimento para aquecimento de vários estágios, a carga térmica no material metálico pode ser dispersa e a eficiência de dobragem pode ser aumentada. Quando é utilizado um meio de pré-aquecimento para aquecimento não-uniforme do material metálico, de acordo com a direcção de dobragem do material metálico pela matriz de rolos móveis, é possível controlar o aquecimento de tal modo que a temperatura no lado interior de uma parte curvada numa parte aquecida do material metálico é mais baixa do que a temperatura no lado exterior da parte curvada. Em consequência, podem ser evitados os enrugamentos que se desenvolvem no lado interior de uma parte curvada e as fissuras que se desenvolvem no lado exterior de uma parte curvada.

Neste aparelho, é introduzido, de um modo preferido, um mandril dentro do material metálico como um meio de arrefecimento enquanto de fornece um meio de arrefecimento. Proceder deste modo é eficaz para assegurar a velocidade de arrefecimento, particularmente quando o material metálico é um material de parede espessa.

Neste aparelho, o meio de arrefecimento que é fornecido a partir do meio de arrefecimento é, de um modo preferido, um meio à base de água e contém uma agente de prevenção da oxidação e/ou um agente de têmpera. Quando uma parte deslizante é molhada pela água de arrefecimento fornecida a partir de um dispositivo de arrefecimento, a oxidação desenvolve-se quando a água de arrefecimento não contém uma 35 agente de prevenção da oxidação. Consequentemente, a água de arrefecimento contém, de um modo preferido, um agente de prevenção da oxidação. Um meio de arrefecimento que é fornecido a partir do meio de arrefecimento pode ser um meio à base de água contendo um agente de têmpera. Um exemplo de um agente de têmpera conhecido contém um polímero orgânico. Incorporando um agente de têmpera numa concentração apropriada num meio de arrefecimento, a velocidade de arrefecimento pode ser ajustada e pode ser obtido um desempenho de têmpera estável.

Neste aparelho, um lubrificante e/ou um líquido de arrefecimento são fornecidos, de um modo preferido, à matriz de rolos móveis. Se um lubrificante é fornecido à matriz de rolos móveis, mesmo se as incrustações que se desenvolvem numa parte aquecida de um material metálico forem apanhadas na matriz de rolos móveis, devido à acção de lubrificação, a ocorrência de gripagem pode ser diminuída. Além disso, se um líquido de arrefecimento for fornecido à matriz de rolos móveis, a matriz de rolos móveis é arrefecida pelo líquido de arrefecimento, de modo que se pode impedir uma redução na resistência da matriz de rolos móveis, uma redução na precisão do trabalho devida à expansão térmica da matriz de rolos móveis e a ocorrência de gripagem na superfície da matriz de rolos móveis.

Neste aparelho, o funcionamento da matriz de rolos móveis, do meio de aquecimento ou do meio de arrefecimento por, pelo menos, um de um mecanismo de deslocamento, um mecanismo de inclinação e um mecanismo de movimentação, é realizado, de um modo preferido, por um robô articulado que 36 suporta a matriz de rolos móveis, o meio de aquecimento ou o meio de arrefecimento e que tem, pelo menos, uma articulação que pode rodar sobre, pelo menos, um eixo.

Utilizando um robô articulado, ao executar a dobraqem de um tubo de aço, efectuar um deslocamento na direcção vertical ou para a esquerda e para a direita, uma operação de inclinação inclinando na direcção vertical ou para a esquerda e para a direita, ou movimentos para a frente e para trás que são necessários para a matriz de rolos móveis, o meio de aquecimento e o meio de arrefecimento e que são realizados por um manipulador, podem ser realizados facilmente por uma série de operações em resposta a sinais de controlo. Consequentemente, um aumento na eficiência de dobragem e uma redução no tamanho do aparelho de trabalho podem ser conseguidos.

De um outro ponto de vista, um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, um elemento lateral frontal e um elemento de reforço lateral numa estrutura lateral de uma carroçaria de automóvel são fabricados por uma linha de fabrico para um produto curvado tendo uma linha de fabrico de tubo soldado com emenda que compreende um desenrolador que desenrola continuamente uma tira de aço, um meio de formação que forma a tira de aço desenrolada num tubo tendo uma forma de secção desejada, um meio de soldadura que solda ambas as bordas encostadas da tira de aço e forma um tubo continuo, um meio de pós-tratamento que elimina um cordão de soldadura e, caso necessário, executa pós-recozimento e dimensionamento, e um aparelho de fabrico para um produto curvado de acordo com a presente invenção, 37 como descrito acima, disposto no lado da saida do meio de pós-tratamento.

Um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, um elemento lateral frontal e um elemento de reforço lateral numa estrutura lateral numa carroçaria de automóvel são igualmente fabricados por uma linha de fabrico para um produto curvado tendo uma linha de laminagem que compreende um desenrolador que desenrola continuamente uma tira de aço e um meio de formação que forma a tira de aço desenrolada numa forma de secção prescrita, e um aparelho de fabrico para um produto curvado de acordo com a presente invenção, como descrito acima, disposto no lado da saída do meio de formação.

Um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, um elemento lateral frontal e um elemento de reforço lateral de uma estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel podem utilizar um tubo de aço tendo uma secção redonda. Porém, a presente invenção não está limitada a um tubo de aço e, de modo semelhante, pode ser aplicada a qualquer elemento tubular alongado tendo qualquer tipo de secção. Por exemplo, além de um tubo de aço, pode ser aplicada a qualquer elemento tendo uma secção fechada que seja rectangular, trapezoidal ou tenha uma forma complexa.

Efeitos da Invenção

De acordo com a presente invenção, um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, tal como um elemento 38 lateral, um elemento de suspensão, uma caixa de impacto, vários tipos de pilares, um elemento transversal, um elemento lateral de calha de tejadilho, um estribo lateral e semelhante, tendo uma parte curvada e uma parte tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, que for tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e que não existia no passado e que tem boa retenção da forma, uma distribuição predeterminada da dureza e uma precisão dimensional desejada, pode ser proporcionada de modo eficiente e económica sem desenvolver fissuras na superfície.

De acordo com a presente invenção, pode ser proporcionado um elemento de reforço que pode ser utilizado como um elemento lateral frontal tendo, simultaneamente, uma resistência elevada, um baixo peso e capacidade de absorção de impactos que não poderiam ser obtidas no passado e tendo excelente soldabilidade e formabilidade que tornam possível que seja produzido em massa numa escala industrial.

Além disso, de acordo com a presente invenção, pode ser proporcionado um elemento de reforço que pode ser utilizado como uma estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel, o que permite que sejam conseguidas, simultaneamente, uma maior resistência, uma redução no peso e uma redução nos custos de fabrico de uma carroçaria de automóvel.

Breve Explicação dos Desenhos A Figura 1 é uma vista explicativa mostrando uma simplificação da estrutura geral de um aparelho de 39 fabrico para um produto curvado para executar a dobragem de acordo com uma forma de realização. A Figura 2 é uma vista explicativa mostrando a forma de secção de um elemento a ser trabalhado que pode ser utilizado como um material metálico numa forma de realização, a Figura 2 (a) mostrando um canal tendo uma secção aberta que é fabricado por calandragem ou semelhante, e a Figura 2(b) mostrando um canal tendo uma secção com perfil que é fabricado por processamento de alimentação. A Figura 3 é uma vista explicativa mostrando um exemplo da estrutura de uma guia de suporte que pode ser utilizado como um meio de suporte numa forma de realização, A Figura 3(a) sendo uma vista em corte mostrando a disposição da guia de suporte e de um mecanismo rotativo que movimenta a guia de suporte, e a Figura 3 (b) sendo uma vista em perspectiva mostrando a aparência exterior da guia de suporte. A Figura 4 é uma vista explicativa mostrando a estrutura de uma parte de trabalho de um aparelho de fabrico de uma forma de realização. A Figura 5 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente um exemplo da estrutura de um dispositivo de aquecimento e de um dispositivo de arrefecimento num aparelho de fabrico de uma forma de realização. 40 A Figura 6 é uma vista explicativa mostrando o estado em que um mandril é introduzido dentro de um elemento oco com uma secção fechada de modo a garantir a velocidade de arrefecimento de um elemento de parede espessa. A Figura 7 é uma vista explicativa mostrando um mecanismo de deslocamento para mover uma matriz de rolos móveis, de um aparelho de fabrico de uma forma de realização, para cima e para baixo e para a esquerda e a direita e um mecanismo rotativo para rodar na direcção circunferencial. A Figura 8 é uma vista explicativa de um mecanismo de movimentação para mover uma matriz de rolos móveis num aparelho de fabrico de uma forma de realização para a frente e para trás. A Figura 9 é uma vista mostrando rolos que constituem uma matriz de rolos móveis de um aparelho de fabrico de uma forma de realização. A Figura 9(a) mostra um caso em que um material metálico é um elemento oco com uma secção fechada, a Figura 9 (b) mostra um caso em que um material metálico é um elemento com uma secção fechada, tal como um tubo rectangular, ou um elemento com uma secção aberta, tal como um canal, e a Figura 9(c) mostra um caso em que um material metálico é um elemento com uma secção fechada, tal como um tubo rectangular ou um elemento com uma secção em perfil, tal como um canal. 41 A Figura 10 é uma vista para explicar o efeito quando um dispositivo de pré-aquecimento é utilizado para aquecimento não-uniforme de um material metálico. A Figura 11 é uma vista explicativa mostrando um exemplo de uma guia de suporte. A Figura 12 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia de suporte. A Figura 13 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia de suporte. A Figura 14 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia de suporte. A Figura 15 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia de suporte. A Figura 16 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia de suporte. A Figura 17 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia de suporte. A Figura 18 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia de suporte. A Figura 19 é uma vista explicativa mostrando a estrutura de um robô articulado que pode ser utilizado num aparelho de fabrico de uma forma de realização. 42 A Figura 20 é uma vista explicativa mostrando um exemplo da estrutura de um outro robô articulado que pode ser utilizado num aparelho de fabrico de uma forma de realização. A Figura 21 é uma vista explicativa mostrando um processo geral de fabrico para um tubo de aço soldado com emenda que é um exemplo de um material que está a ser trabalhado. A Figura 22 é uma vista mostrando a estrutura geral de um processo de calandragem utilizado no fabrico de um material que está a ser trabalhado.

As Figuras 23(a) e 23(b) são vistas explicativas mostrando um elemento lateral unitário/componente 40 de reforço do pára-choques que é um exemplo de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel que é fabricado numa forma de realização.

As Figuras 24(a) - 24(e) são vistas explicativas mostrando um elemento lateral frontal.

As Figuras 25(a) e 25(b) sao vistas explicativas mostrando um pilar-B.

As Figuras 26(a) e 26(b) sao vistas explicativas mostrando um elemento transversal. 43

As Figuras 27(a) e 27(b) são vistas explicativas mostrando um elemento lateral unitário da calha do pilar-A/tejadilho. A Figura 28(a) é um gráfico mostrando as condições de têmpera normais para arrefecimento rápido após o aquecimento até, pelo menos, ao ponto AC3, a Figura 28(b) é um gráfico mostrando as condições para arrefecimento gradual após o aquecimento até, pelo menos, ao ponto Ac3. A Figura 28(c) é um gráfico mostrando as condições para arrefecimento rápido após o aquecimento até, no máximo, ao ponto Aci. A Figura 28(d) é um gráfico mostrando as condições para arrefecimento rápido após aquecimento até um intervalo de temperaturas de, pelo menos, o ponto Aci até, no máximo, ao ponto AC3, e a Figura 28 (e) é um gráfico mostrando as condições para arrefecimento gradual após aquecimento até um intervalo de temperaturas, pelo menos, do ponto Aci até, no máximo, ao ponto AC3. A Figura 29 é uma vista explicativa mostrando um elemento lateral frontal que se estende, em geral, horizontalmente na direcção longitudional e que está soldado às partes da parede do lado esquerdo e direito dentro de um compartimento do motor de uma carroçaria de automóvel. A Figura 30 é uma vista explicativa mostrando um primeiro exemplo de um elemento lateral frontal. A Figura 31 é uma vista explicativa mostrando um segundo exemplo de um elemento lateral frontal. 44 A Figura 32 é uma vista explicativa mostrando uma forma preferida de um segundo exemplo de um elemento lateral frontal. A Figura 33 é uma vista explicativa mostrando um terceiro exemplo de um elemento lateral frontal.

As Figuras 34(a) - 34(b) são vistas explicativas mostrando do quarto até ao sétimo exemplos de um elemento lateral frontal.

As Figuras 35(a) e 35(b) são vistas explicativas mostrando um oitavo e um nono exemplos de um elemento lateral frontal.

As Figuras 36(a) e 36(b) são vistas explicativas mostrando um décimo e um décimo primeiro exemplos de um elemento lateral frontal. A Figura 37 é uma vista explicativa mostrando um décimo segundo exemplo de um elemento lateral frontal. A Figura 38 é uma vista explicativa mostrando um décimo terceiro exemplo de um elemento lateral frontal no qual está formada uma parte não temperada na direcção axial de um corpo, a partir da extremidade frontal de uma parte de extremidade da retaguarda, no segundo exemplo de um elemento lateral frontal mostrado na Figura 31. A Figura 39 é uma vista explicativa mostrando um décimo quarto exemplo de um elemento lateral frontal em que uma 45 parte não temperada é proporcionada numa região incluindo uma parte perfurada que foi submetido a perfuração e parte soldada que foi soldada. A Figura 40 é uma vista explicativa mostrando um exemplo de uma estrutura lateral para uma carroçaria de automóvel de uma primeira forma de realização. A Figura 41 é uma vista explicativa mostrando um exemplo de um elemento de reforço lateral de uma primeira forma de realização. A Figura 42(a) mostra o corte A-A na Figura 40 e a Figura 42(b) mostra a secção B-B na Figura 40. A Figura 43 é uma vista explicativa mostrando um elemento de reforço lateral de uma segunda forma de realização. A Figura 44 é uma vista em corte ao longo da linha C-C na Figura 40. A Figura 45 é uma vista em corte ao longo da linha D-D na Figura 40.

Explicação dos Simbolos 1 material metálico 2 meio de suporte 3 dispositivo de alimentação 46 4 matriz de rolos móveis, rolo de aperto 5 meio de aquecimento, dispositivo de aqu< bobina de aquecimento por alta frequênc 5a meio de pré-aquecimento, dispositivo de aquecimento, bobina de aquecimento por , frequência para pré-aquecimento 6 meio de arrefecimento, dispositivo de arrefecimento 6a mandril 7 mecanismo do mandril co ho , io motores de movimentação 10a engrenagem de movimentação 11 robô articulado 12 superfície fixa 13, 14, 15 braços 16, 17, 18 articulações 19 linha de fabrico de tubo de aço soldado emenda 20 tira de aço 21 desenrolador 22, 27 meio de formação 23 meio de soldadura 24 meio de pós-tratamento 25, 28 meio de corte 26 linha de calandragem 30 guia de suporte 40 elemento de suspensão unitário/elemento 40a parte curvada 40b parte a ser cortada ou perfurada 40c parte a ser soldada 40d corpo tubular 40e parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 40f parte tratada termicamente de resistência elevada 41A-41D elemento lateral frontal 41 Aa parte curvada 41 Ab parte a ser cortada ou perfurada 41 Ac parte a ser soldada 41 Ad corpo tubular 41 Ae parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 41 Af parte tratada termicamente de resistência elevada 41B elemento lateral frontal 41 Ba parte curvada 41 Bb parte a ser cortada ou perfurada 41 Be parte a ser soldada 41 Bd corpo tubular 41 Be parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 41 Bf parte tratada termicamente de resistência elevada 41C elemento lateral frontal 41 Ca parte curvada 41 Cb parte a ser cortada ou perfurada 41 Cc parte a ser soldada 41 Cd corpo tubular 41 Ce parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 41 Cf parte tratada termicamente de resistência elevada 48 41D elemento lateral frontal 41 Da parte curvada 41 Db parte a ser cortada ou perfurada 41 Dc parte a ser soldada 41 Dd corpo tubular 41 De parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 41 Df parte tratada termicamente de resistência elevada 42A, 42B pilar-B 42Aa, 42 Ba parte curvada 42Ab, 42Bb parte a ser cortada ou perfurada 42Ac, 42Bc parte a ser soldada 42Ad, 42 Bd corpo tubular 42 Ae, 42 Be parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 42 Af, 42 Bf parte tratada termicamente de resistência elevada 43A, 43B elemento transversal 43Aa, 43Ba parte curvada 43Ab, 43Bb parte a ser cortada ou perfurada 43Ac, 43Bc parte a ser soldada 43Ad, 43Bd corpo tubular 43 Ae, 43 Be parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 43 Af, 43Bf parte tratada termicamente de resistência elevada 44A, 44B elemento unitário do lado do trilho do pilar-A/tejadilho 44 Aa, 44Ba parte curvada 44 Ab, 44 Bb parte a ser cortada ou perfurada 49 44 Ac, 4 4Bc parte a ser soldada 44 Ad, 44 Bd corpo tubular 4 4 Ae, 44 Be parte tratada termicamente de resistência ultra elevada 4 4 Af, 44 Bf parte tratada termicamente de resistência elevada 50 painel de piso 51 carroçaria de automóvel (veículo) 52 compartimento do motor 52a parte (vertical) da parede lateral 53 elemento lateral frontal 53-1 até 53-14 primeiro até décimo quarto exemplos 54 carroçaria 54a uma parte de extremidade 54b outra parte de extremidade 55 extremidade frontal (extremidade) 55a parte não temperada 55b parte temperada por alta frequência 56 parte inclinada 57 parte da retaguarda (extremidade) 57a parte não temperada 57b parte temperada por alta frequência 58 cabina 59 painel de instrumentos 61 carroçaria de automóvel 62 estrutura lateral 63 pilar-A 63a primeira parte 63b segunda parte 64 pilar-B 65 elemento lateral de calha de tejadilho 50 66 estribo lateral 67 pilar-C 68 painel de piso 69 cava exterior da roda (elemento 70, 70-1, 70-2 elemento de reforço lateral 71 compartimento do motor

Melhor Modo Para Realizar a Invenção

Primeira Forma de Realização

Abaixo, os melhores modos para realizar um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel de acordo com a presente invenção, um método de fabrico e um aparelho de fabrico daquele, e uma linha de fabrico daquele serão explicados em pormenor, recorrendo aos desenhos em anexo.

Em primeiro lugar, (I) a estrutura geral e um meio de suporte, (II) a estrutura de uma parte de trabalho e um dispositivo de aquecimento e dispositivo de arrefecimento, (III) uma matriz de rolos móveis, (IV) um meio de pré-aquecimento e o seu efeito, (V) uma guia de suporte, (VI) a estrutura e a disposição de um robô articulado e (VII) uma linha de dobragem desta forma de realização serão explicadas sequencialmente abaixo recorrendo aos desenhos em anexo. (I) Estrutura geral e meio de suporte A Figura 1 é uma vista explicativa mostrando, de forma simplificada, a estrutura geral de um aparelho o de fabrico 51 para um produto dobrado para execução da dobragem de acordo com esta forma de realização.

Nesta forma de realização, um material 1 metálico, que é um material que está a ser trabalhado, é suportado pelos meios 2, 2 de suporte para poder mover-se na sua direcção axial e é submetido a dobragem no lado de jusante dos meios 2, 2 de suporte, enquanto é alimentado de modo intermitente ou continuo, a partir do lado de montante por um dispositivo 3 de alimentação. 0 material 1 metálico mostrado na Figura 1 é um tubo de aço tendo uma forma de secção redonda. Porém, a presente invenção não está limitada a um tubo de aço, e a presente invenção pode de modo semelhante ser aplicada a qualquer material alongado que esteja a ser trabalhado tendo uma secção fechada. Além do tubo de aço mostrado na Figura 1, o material 1 metálico pode ter uma secção fechada com uma forma rectangular, trapezoidal ou complexa. A Figura 2 é uma vista explicativa mostrando secções transversais dos materiais que estão a ser trabalhados 1-1 a 1-3 que podem ser utilizados como um material 1 metálico nesta forma de realização. A Figura 2 (a) mostra um canal 1-1 tendo uma secção aberta que é fabricado por calandragem ou semelhante, e A Figura 2 (b) mostra canais 1-2 e 1-3 tendo secções transversais com perfil que são fabricados por processamento por alimentação. No aparelho 0 de fabrico desta forma de realização, a forma das partes de uma matriz 4 de rolos móveis abaixo descrita e do meio 2 de suporte que contactam o material 1 metálico podem ser seleccionadas de 52 modo apropriado de acordo com a forma da secção do material 1 metálico que é empregue.

No aparelho 0 de fabrico mostrado na Figura 1, de modo a suportar o material 1 metálico numa posição apropriada enquanto alimenta este na sua direcção axial, são proporcionados dois pares de meios 2, 2 de suporte que estão espaçados na direcção axial do material 1 metálico e um dispositivo 3 de alimentação que está disposto no lado a montante dos meios 2, 2 de suporte e que alimenta de modo intermitente ou continuo o material 1 metálico. 0 aparelho 0 de fabrico tem uma matriz 4 de rolos móveis que está disposta no lado a jusante dos dois meios 2, 2 de suporte e que

alimenta o material 1 metálico na sua direcção axial. A posição da matriz 4 de rolos móveis pode ser movida de modo bidimensional ou de modo tridimensional.

No lado da entrada da matriz 4 de rolos móveis, uma bobina 5 de aquecimento por alta frequência, que é um meio de aquecimento para aquecer rapidamente uma parte do material 1 metálico na direcção longitudinal, está disposta na periferia exterior do material 1 metálico. Além disso, é proporcionado um dispositivo 6 arrefecimento de água, que é um meio de arrefecimento para arrefecer rapidamente uma parte adjacente ao lado a jusante da parte aquecida do material 1 metálico que foi localmente aquecida rapidamente pela bobina 5 de aquecimento por alta frequência. É aplicado um momento de flexão à parte aquecida, pelo movimento bidimensional ou tridimensional da matriz 4 de rolos móveis. 53

Além disso, uma guia 30 de suporte é proporcionada no lado da saida da matriz 4 de rolos móveis, para suprimir os erros dimensionais causados pela deformação do material 1 metálico após dobragem, suportando uma parte do material 1 metálico que saiu da matriz 4 de rolos móveis.

Na forma de realização mostrada na Figura 1, utiliza-se um tubo 1 metálico como um tubo de aço tendo uma secção redonda, e dois pares de rolos estriados que estão dispostos em frente um do outro e espaçados de tal modo que seu eixo rotativo é paralelo, são utilizados como o meio 2 de suporte. Porém, o meio 2 de suporte não está limitado a um par de rolos estriados e pode ser utilizado um meio de suporte apropriado para a forma de secção do material 1 metálico. Além disso, mesmo quando um meio de suporte é constituído por um par de rolos estriados, o meio de suporte não está limitado a um constituído por dois conjuntos de pares 2, 2 de rolos de suporte como mostrado na Figura 1 e podem ser empregues um ou três conjuntos de pares 2 de rolos de suporte. A Figura 3 é uma vista explicativa mostrando um exemplo da estrutura de uma guia de suporte que pode ser utilizado como o meio 2 de suporte nesta forma de realização. A Figura 3(a) é uma vista em corte mostrando a disposição de uma guia 2 de suporte e um mecanismo 9 rotativo para accionar a guia 2 de suporte, e a Figura 3(b) é uma vista em perspectiva mostrando o exterior da guia 2 de suporte.

No exemplo mostrado na Figura 3, o material 1 metálico é um tubo rectangular tendo uma secção quadrada ou rectangular. A guia 2 de suporte segura o tubo 1 rectangular de modo a que 54 este possa rodar. A guia 2 de suporte está disposta na vizinhança da bobina 5 de aquecimento por alta frequência. De modo a impedir que a guia 2 de suporte seja aquecida, esta é feita de um material não magnético e, como mostrado na Figura 3 (b) , esta é dividida em duas ou mais partes. Um material electricamente isolante não representado, tal como Teflon (marca registrada) é proporcionado de um modo preferido nas localizações onde a guia 2 de suporte é dividida.

Um mecanismo 9 rotativo, compreendendo um motor 10 de accionamento e uma engrenagem 10a rotativa, está ligado directamente à guia 2 de suporte. Como descrito abaixo, o mecanismo 9 rotativo pode rodar a guia 2 de suporte na direcção circunferencial em torno do eixo do material 1 metálico em sincronia com a rotação do dispositivo 3 de alimentação. Em consequência, pode ser conferida uma deformação por torção muito precisa ao material 1 metálico quando é desejada a deformação por torção do material 1 metálico. O aparelho 0 de fabrico pode utilizar os rolos de suporte mostrados na Figura 1 ou a guia de suporte mostrada na Figura 3 como um meio 2 de suporte para o material 1 metálico. Na seguinte explicação, será dado um exemplo do caso em que o tubo 1 em aço mostrado na Figura 1 é utilizado como um material metálico e é utilizado um par de rolos 2 de suporte. Porém, na presente invenção, o material metálico não precisa de ser um tubo redondo e pode ser um elemento tendo uma secção fechada sem ser um tubo redondo. Além disso, a presente invenção pode ser aplicada de modo semelhante quando se utiliza guias de suporte em lugar de rolos de suporte. 55 (II) estruturas de uma parte de trabalho, dispositivo de aquecimento, e dispositivo de arrefecimento A Figura 4 é uma vista explicativa mostrando a estrutura da parte de trabalho de um aparelho 0 de fabrico desta forma de realização.

Como mostrado nesta Figura, uma matriz 4 de rolos móveis está disposta no lado a jusante de dois pares de rolos 2, 2 de suporte para prender um material 1 metálico. Uma bobina 5 de aquecimento por alta frequência e um dispositivo 6 de arrefecimento estão dispostos no lado da entrada da matriz 4 de rolos móveis. Um dispositivo 5a de pré-aquecimento está disposto entre os dois pares 2, 2 de rolos de suporte e um meio 8 de abastecimento de lubrificante está instalado na vizinhança imediata do lado da entrada da matriz 4 de rolos móveis.

Na Figura 4, o material 1 metálico que passou através dos dois pares 2, 2 de rolos de suporte é suportado pela matriz 4 de rolos móveis enquanto é alimentado na sua direcção longitudinal, e o material 1 metálico é rapidamente aquecido localmente, até uma temperatura em que a têmpera é possível, utilizando a bobina 5 de aquecimento por alta frequência disposta na periferia exterior do material 1 metálico enquanto se controla a posição da matriz 4 de rolos móveis e, se necessário, a sua velocidade de movimento bidimensional ou tridimensional de modo a dobrar o material 1 metálico numa forma desejada. A parte curvada é rapidamente arrefecida localmente utilizando o dispositivo 6 de arrefecimento. 56

No momento da dobragem, o ponto de estricção da parte do material 1 metálico que é curvada pela matriz 4 de rolos móveis é diminuído e, consequentemente, a resistência à deformação é diminuída aquecendo o material 1 metálico que passou através dos dois pares 2, 2 de rolos de suporte com a bobina 5 de alta frequência num intervalo de temperatura em que a têmpera é possível, de modo que o material 1 metálico pode ser dobrado facilmente até uma forma desejada. A matriz 4 de rolos móveis suporta o material 1 metálico enquanto este está a ser alimentado na direcção axial pelos pares 2, 2 de rolos estriados, de modo a que a ocorrência de fissuras de gripagem na superfície da matriz 4 de rolos móveis possa ser suprimida. Além disso, como é fornecido um lubrificante à matriz 4 de rolos móveis, mesmo que as incrustações , que se desenvolvem em partes aquecidas do material 1 metálico, sejam apanhadas na matriz 4 de rolos móveis, a ocorrência de fissuras de gripagem pode ser diminuída pela acçao de lubrificação da superfície da matriz 4 de rolos móveis.

Neste aparelho 0 de fabrico, pode ser fornecido líquido de arrefecimento à matriz 4 de rolos móveis, de modo a que a matriz 4 de rolos móveis seja arrefecida pelo fluido de arrefecimento. Em consequência, uma redução na resistência da matriz 4 de rolos móveis, uma redução na precisão de trabalho devido à expansão térmica da matriz 4 de rolos móveis e a ocorrência de fissuras de gripagem na superfície da matriz 4 de rolos móveis, podem ser todas evitadas. 57 A Figura 5 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente um exemplo da estrutura do dispositivo 5 de aquecimento e do dispositivo 6 de arrefecimento nesta forma de realização. 0 dispositivo 5 de aquecimento é constituído por uma bobina 5 de aquecimento por alta frequência que está disposta, numa forma anular, na periferia exterior de uma parte de um material 1 metálico que deve ser aquecido e aquece localmente o material 1 metálico até um intervalo de temperatura em que a têmpera é possível. Em seguida, movendo a matriz 4 de rolos de modo bidimensional ou de modo tridimensional, é aplicado um momento de flexão à parte do material 1 metálico que foi aquecida pelo dispositivo 5 de aquecimento.

Pulverizando um meio de arrefecimento a partir do dispositivo 6 de arrefecimento na parte aquecida do material 1 metálico, a parte aquecida do material 1 metálico é temperada.

Como descrito acima, o material 1 metálico antes do aquecimento por alta frequência é suportado por dois pares 2, 2 de rolos de suporte. Nesta forma de realização, o dispositivo 5 de aquecimento e o dispositivo 6 de arrefecimento são integrais um com o outro, mas podem ser formados separadamente.

Deste modo, um material 1 metálico pode ser aquecido de modo intermitente ou contínuo até uma temperatura que é, pelo menos, o ponto A3 de transformação e em que a estrutura não se torna grosseira, pode ser conferida uma deformação plástica pela matriz 4 de rolos móveis à parte do material metálico que 58 estava a ser aquecida localmente e, imediatamente após, um meio de arrefecimento é pulverizado na parte aquecida, por meio do que a têmpera pode ser efectuada a uma velocidade de arrefecimento de, pelo menos, 100 °C por segundo.

Consequentemente, o material 1 metálico que é submetido a dobragem pode conseguir excelente retenção da forma e qualidade estável. Por exemplo, mesmo quando a dobragem é realizada utilizando um material metálico de baixa resistência como um material inicial, a resistência do material pode ser aumentada efectuando uma têmpera uniforme na direcção axial e pode ser fabricado um produto curvado tendo uma resistência à tracção correspondente pelo menos à classe 900 MPa, ou mesmo 1300 MPa ou acima. À medida que aumenta a espessura de parede do material 1 metálico, torna-se por vezes difícil manter uma velocidade de arrefecimento de, pelo menos, 100 °C por segundo. Nestes casos, quando o material 1 metálico é um elemento oco com uma secção fechada (um tubo metálico) como um tubo redondo, um tubo rectangular ou um tubo trapezoidal, de um modo preferido, é introduzida uma barra de mandril no elemento com uma secção fechada como um meio de arrefecimento para garantir uma velocidade de arrefecimento desejada. A Figura 6 é uma vista explicativa mostrando o estado em que uma barra de mandril é introduzida num elemento oco com uma secção fechada de modo a garantir a velocidade de arrefecimento de um material de parede espessa. 59

Quando um elemento oco com uma secção fechada tem uma grande espessura de parede, uma barra 6a do mandril pode ser introduzida no seu interior como meio de arrefecimento, e um meio de arrefecimento pode ser fornecido em sincronia com o meio 6 de arrefecimento disposto na periferia exterior do material 1 metálico para garantir a velocidade de arrefecimento desejada. 0 interior do material 1 metálico pode ser arrefecido com um líquido ou uma névoa. A barra 6a de mandril, de um modo preferido, é feita de um material não-magnético ou de um material refratário. 0 aparelho 0 de fabrico desta forma de realização, de um modo preferido, utiliza um meio de arrefecimento à base de água contendo um agente de prevenção da oxidação como o meio de arrefecimento que é fornecido pelo meio 6 de arrefecimento. Se as peças deslizantes do aparelho de trabalho são molhadas pela água de arrefecimento que não contem um agente de prevenção da oxidação, desenvolve-se oxidação. Consequentemente, é eficaz incluir um agente de prevenção da oxidação na água de arrefecimento.

Além disso, um meio de arrefecimento fornecido a partir do meio 6 de arrefecimento, de um modo preferido, é à base de água contendo um agente de têmpera. Por exemplo, é conhecido um agente de têmpera contendo um polímero orgânico. Adicionando um agente de têmpera numa concentração prescrita apropriada, a velocidade de arrefecimento pode ser ajustada e a capacidade de endurecimento estável pode ser garantida. 60 (II) Estrutura da Matriz 4 de Rolos Móveis A Figura 7 é uma vista explicativa mostrando mecanismos de deslocamento para mover a matriz 4 de rolos móveis no aparelho 0 de fabrico desta forma de realização, para cima e para baixo e para a esquerda e para a direita e um mecanismo rotativo para rotação na direcção circunferencial em torno do eixo de um tubo metálico. A matriz 4 de rolos móveis mostrada na Figura 7 é diferente da matriz 4 de rolos móveis mostrada na Figura 1 e tem quatro rolos que suportam um material 1 metálico (um tubo redondo) que é um material que está a ser trabalhado de modo a que o material se possa mover na sua direcção axial. Um mecanismo de deslocamento para deslocar para cima e para baixo é constituído por um motor 8 de accionamento e um mecanismo de deslocamento para movimento para a esquerda e para a direita é constituído por um motor 9 de accionamento. Um mecanismo rotativo para rotação na direcção circunferencial é constituído por um motor 10 de accionamento.

Na Figura 7, a estrutura de um mecanismo de inclinação que inclina a matriz 4 de rolos móveis para cima e para baixo ou para a esquerda e para a direita não é mostrada. Porém, não há nenhuma limitação particular neste mecanismo de inclinação e pode ser empregue um mecanismo convencional, bem conhecido. A Figura 8 é uma vista explicativa de um mecanismo de movimentação para o movimento para a frente e para trás da matriz 4 de rolos móveis. Como mostrado na Figura 8, o momento M de flexão necessário para a dobragem é determinado pela 61 seguinte equaçao (A) em que L é o comprimento do braço (o comprimento de trabalho do material 1 metálico). M=PxL=PxR sen Θ .... (A)

Consequentemente, quanto mais longo é o comprimento L do braço, menor é a força P que actua sobre os rolos de aperto (a matriz 4 de rolos móveis). Ou seja, quando se deseja executar trabalho que varia de um pequeno raio de curvatura até um grande raio de curvatura, se a matriz 4 de rolos móveis não for movida para a frente e para trás, a força P, , quando é executado trabalho sobre um material 1 metálico tendo um pequeno raio de curvatura excede, por vezes, a capacidade do equipamento. Consequentemente, se o comprimento L do braço for ajustado para um valor grande ao trabalhar um material 1 metálico tendo um pequeno raio de curvatura, quando é executado trabalho sobre um material metálico tendo um grande raio de curvatura, é necessário um grande curso para o mecanismo de deslocamento e o mecanismo de inclinação da matriz 4 de rolos móveis, e o aparelho torna-se grande.

Por outro lado, levando em consideração a precisão de paragem e o erro admissível do aparelho 0 de fabrico, a precisão de trabalho piora quando o comprimento L do braço é pequeno. Consequentemente, dispondo a matriz 4 de rolos móveis de modo que a possa mover-se para a frente e para trás de acordo com o raio de curvatura do material 1 metálico, é obtido um comprimento L de braço óptimo independentemente do raio de curvatura do material 1 metálico e o intervalo no qual o funcionamento é possível pode ser aumentado. Além disso, 62 pode ser garantida uma precisão de trabalho suficiente sem aumentar o tamanho do aparelho de trabalho.

De modo semelhante, no aparelho 0 de fabrico desta forma de realização, pode ser proporcionado um mecanismo de movimentação para movimento para a frente e para trás, individualmente ou em comum, para o dispositivo de aquecimento por alta frequência e o dispositivo de arrefecimento. Em consequência, a sincronização destes dispositivos com a matriz 4 de rolos móveis pode ser mantida, a extremidade de um material 1 metálico pode ser aquecida no inicio da dobragem, e a facilidade de montagem e desmontagem do material 1 metálico e a funcionalidade, podem ser ambas melhoradas. A Figura 9 é uma vista explicativa mostrando vários rolos de uma matriz 4 de rolos móveis do aparelho 0 de fabrico nesta forma de realização. A Figura 9 (a) mostra um caso em que um material 1 metálico é um elemento com uma secção fechada, tal como um tubo redondo, a Figura 9 (b) mostra um caso em que um material 1 metálico é um elemento com uma secção fechada, tal como um tubo rectangular ou um elemento com uma secção aberta, tal como um canal, e a Figura 9(c) mostra um caso em que um material 1 metálico é um elemento com uma secção fechada, tal como um tubo rectangular ou um elemento com uma secção com perfil, tal como um canal. A forma dos rolos na matriz 4 de rolos móveis pode ser concebida de acordo com a forma da secção do material 1 metálico. Embora a matriz 4 de rolos móveis possa ser constituída por dois ou quatro rolos como mostrado pelas 63

Figuras 9 (a) - 9(c), pode igualmente ser constituída por três rolos. A forma de secção de um material metálico que foi submetido àa dobragem pode ser uma forma de secção fechada, tal como uma forma redonda, rectangular ou trapezoidal, ou uma forma complexa que é formada por calandragem, ou uma forma de secção aberta ou pode ser uma forma de secção com perfil obtido por processamento de alimentação. Quando a forma da secção do material 1 metálico é substancialmente rectangular, como mostrado na Figura 9(c), a matriz 4 de rolos móveis, de um modo preferido, tem quatro rolos.

No aparelho 0 de fabrico desta forma de realização, para conferir adicionalmente deformação por torção ao material 1 metálico, como mostrado na Figura 7, a matriz 4 de rolos móveis está, de um modo preferido, dotada um mecanismo rotativo para a rotação na direcção circunferencial em torno do eixo do material 1 metálico. Além disso, embora não mostrado na Figura 1, o dispositivo 3 de alimentação está, de um modo preferido, dotado de um mecanismo 7 de mandril que pode agarrar o material 1 metálico e rodar este na direcção circunferencial sobre o seu eixo.

Consequentemente, ao conferir adicionalmente deformação por torção ao material 1 metálico com o aparelho 0 de fabrico, é possível utilizar um método em que é conferida deformação por torção à extremidade frontal do material 1 metálico utilizando um mecanismo rotativo da matriz 4 de rolos móveis ou um método em que a deformação por torção é conferida à extremidade da retaguarda do material 1 metálico utilizando um 64 mecanismo rotativo do dispositivo 3 de alimentação. Normalmente, um método utilizando um mecanismo rotativo do dispositivo 3 de alimentação conduz a um aparelho compacto, ao passo que um método utilizando um mecanismo rotativo da matriz 4 de rolos móveis pode fazer com que o aparelho se torne grande. Porém, qualquer dos métodos pode conferir deformação por torção a um material 1 metálico.

No aparelho 0 de fabrico, dotando de modo adicional o meio 2 de suporte (rolos de suporte ou guia de suporte) com um mecanismo rotativo que roda na direcção circunferencial sobre o eixo do material 1 metálico, é possível rodar o material 1 metálico na direcção circunferencial sobre o seu eixo, em sincronia com a rotação do dispositivo 3 de alimentação. Ao conferir deformação por torção ao material 1 metálico, é possível conferir deformação por torção ao material 1 metálico com boa precisão, em consequência da sincronia com o meio 2 de suporte, seja utilizando um método em que a deformação por torção é conferida à extremidade frontal do material 1 metálico utilizando um mecanismo rotativo da matriz 4 de rolos móveis ou um método em que a deformação por torção é conferida à extremidade da retaguarda do material 1 metálico utilizando um mecanismo rotativo do dispositivo 3 de alimentação.

No aparelho 0 de fabrico, dotando cada par de rolos constituindo a matriz 4 de rolos móveis com um mecanismo de accionamento rotativo, uma força propulsora rotativa pode ser conferida aos pares de rolos por motores de accionamento ou semelhante, de acordo com a quantidade de alimentação pelo dispositivo 3 de alimentação. Em consequência, as cargas de compressão actuando sobre a parte que está a ser submetida a 65 dobragem podem ser aliviadas, e se a velocidade de rotação dos rolos da matriz 4 de rolos móveis foré controlada de modo a ser síncrona com a alimentação pelo dispositivo 3 de alimentação de acordo com a quantidade de alimentação pelo dispositivo de alimentação, é possível conferir uma tensão de tracção à parte do material 1 metálico que está a ser submetida a dobragem. Assim, a gama de dobragem pode ser aumentada, e a precisão de trabalho de um produto pode ser aumentada. (IV) Meios de Pré-Aquecimentos e Seu Efeito

Num aparelho 0 de fabrico desta forma de realização, duas ou mais fases de aquecimento ou de aquecimento não-uniforme do material 1 metálico podem ser realizadas pelo dispositivo 5a de pré-aquecimento proporcionado no lado de montante do dispositivo 5 de aquecimento.

Quando o meio 5a de pré-aquecimento é utilizado para aquecimento em vários estágios, a carga térmica sobre o material 1 metálico pode ser dispersada e a eficiência da dobragem pode ser aumentada. A Figura 10 é uma vista explicativa para explicar o efeito quando o dispositivo 5a de pré-aquecimento é utilizado para aquecimento não-uniforme do material 1 metálico.

Quando uma bobina 5 de aquecimento por alta frequência para pré-aquecimento é utilizada como um dispositivo de pré-aquecimento para realizar aquecimento não uniforme do 66 material 1 metálico, dispondo o material 1 metálico na direcção de um lado do interior da bobina 5a de alta frequência para pré-aquecimento, com base na direcção de dobragem do material 1 metálico pela matriz 4 de rolos móveis, a temperatura da parte aquecida do material 1 metálico no lado interior de uma curvatura é tornada mais baixa do que a temperatura no lado exterior de uma curvatura.

Especificamente, na Figura 10, posicionando o lado A do material 1 metálico para ficar próximo da bobina 5 de aquecimento por alta frequência para pré-aquecimento, a temperatura da superfície exterior no lado A correspondente ao lado exterior de uma curvatura é tornada mais elevada do que a temperatura da superfície exterior no lado B correspondente ao lado interior de uma curvatura. Em consequência, enrugamentos que se desenvolvem no lado interior de uma curvatura e fissuras que se desenvolvem no lado exterior de uma curvatura podem ser evitados eficientemente.

Pode ser fornecido um lubrificante à matriz 4 de rolos móveis no aparelho 0 de fabrico. Em consequência, quando as incrustações que se desenvolvem na parte aquecida do material 1 metálico ficam presas na matriz 4 de rolos móveis, a ocorrência da gripagem na superfície pode ser diminuída pela acção de lubrificação proporcionada pelo lubrificante fornecido.

De modo semelhante, pode ser fornecido um líquido de arrefecimento à matriz 4 de rolos móveis no aparelho 0 de fabrico. Ao proporcionar tubagens de arrefecimento no interior da matriz 4 de rolos móveis na vizinhança da localização que 67 prende um material 1 metálico e ao fornecer um fluido de arrefecimento à matriz 4 de rolos móveis, a matriz 4 de rolos móveis é arrefecida pelo fluido de arrefecimento. Assim, pode ser impedida uma redução na resistência da matriz 4 de rolos móveis, uma redução na precisão de trabalho devida à expansão térmica da matriz 4 de rolos móveis e a ocorrência da gripagem na superfície da matriz 4 de rolos móveis. (V) Guia 30 de Suporte A Figura 11 é uma vista explicativa mostrando um exemplo 30A de uma guia 30 de suporte. A guia 30 de suporte pode ser proporcionada com a finalidade de suprimir erros dimensionais devido à deformação pós-dobragem de um material 1 metálico, suportando o material 1 metálico que passou através da matriz 4 de rolos móveis. A guia 30A de suporte mostrada na Figura 11 está a ser utilizada ao realizar a dobragem sobre um material metálico tendo uma secção rectangular, em vez do material 1 metálico mostrado na Figura 1 tendo uma secção redonda. No caso ilustrado, a matriz 4 de rolos móveis é constituída por um total de 4 rolos que incluem um par 4a, 4a de rolos dispostos à esquerda e à direita e um par 4b, 4b de rolos dispostos por cima e por baixo. Neste caso, uma parte do material 1 metálico submetido a dobragem tem uma forma curvada de modo bidimensional que muda de forma apenas num plano horizontal.

No momento da dobragem, a matriz 4 de rolos móveis move-se para uma posição espacial prescrita, com execução do 68 posicionamento da extremidade do material 1 metálico na direcção vertical pelos pares 4b, 4b de rolos e para a esquerda e para a direita pelos pares 4a, 4a de rolos.

Nomeadamente, é realizado o movimento da matriz de rolos na direcção horizontal (abaixo referido como deslocamento horizontal) e a sua rotação num plano (abaixo referido como inclinação à esquerda e à direita) . Quando o material 1 metálico tem apenas uma forma curvada de modo bidimensional, é possível efectuar apenas o deslocamento horizontal.

Como mostrado na Figura 11, a guia 30A de suporte é instalada no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis. A guia 30A de suporte pode estar disposta num alojamento não representado da matriz 4 de rolos móveis ou em outros elementos não ligados ao alojamento.

Suportando a superfície inferior do material 1 metálico que foi submetido a dobragem no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis, a guia 30A de suporte impede que o material metálico sofra deformação adicional provocada por um momento na direcção vertical devido à gravidade actuando sobre a parte do material 1 metálico que foi submetida a dobragem. Consequentemente, proporcionando a guia 30A de suporte, um produto curvado pode ser fabricado de modo estável, com uma forma desejada, com elevada precisão. A Figura 12 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo 30B de uma guia 30 de suporte de acordo com esta forma de realização. 69

Este exemplo é igualmente para utilização ao realizar a dobragem de um material metálico tendo uma secção rectangular e uma matriz 4 de rolos móveis não representada é do tipo de quatro rolos como a matriz 4 de rolos móveis mostrada na Figura 4. 0 material 1 metálico tem uma forma curvada de modo bidimensional com deformação por dobragem apenas num plano horizontal. No momento da dobragem, a matriz 4 de rolos móveis move-se enquanto prende e posiciona a extremidade do material 1 metálico na direcção vertical e para a esquerda e para a direita, de modo a que a matriz de rolos se mova para uma posição espacial prescrita, nomeadamente, por deslocamento horizontal e inclinação para a esquerda e para a direita.

Neste exemplo, da mesma forma que no exemplo mostrado na Figura 11, uma guia 30B de suporte está disposta no lado da saida da matriz 4 de rolos móveis mas, além disso, rolos 111 e 112 que guiam o material 1 metálico na direcção horizontal estão dispostos num sulco proporcionado na superfície superior da guia 30B de suporte, de modo a que estes rolos se possam mover ao longo de um trajecto circular. Os rolos 111 e 112 movem-se de acordo com o movimento do material 1 metálico no momento de trabalhar, i. e., realizam o deslocamento horizontal e inclinação para a esquerda e para a direita. Estes movimentos são transmitidos a um meio de controlo não representado de modo a sincronizar com o dispositivo 3 de alimentação e a matriz 4 de rolos móveis.

Com a guia 30B de suporte mostrada na Figura 12, a inclinação para a esquerda e para a direita é realizada com um raio prescrito. Porém, com uma forma curvada de modo bidimensional, é possível realizar apenas o deslocamento 70 horizontal. Além disso, um meio de aplicação de pressão, tal como um cilindro hidráulico, pode ser proporcionado num dos rolos 111 e 112. A guia 30B de suporte pode ser instalada num alojamento da matriz 4 de rolos móveis ou em outro elemento que esteja separado do alojamento. Se a matriz 4 de rolos móveis estiver fixa num alojamento, o intervalo de movimento em deslocamento horizontal ou inclinação para a direita e para a direita é diminuído, o que é vantajoso do ponto de vista da instalação. Em qualquer dos casos, como a superfície inferior e as superfícies esquerda e direita de um material 1 metálico durante a dobragem são guiados no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis pela guia 30B de suporte, podem ser impedida a deformação adicional ocorrendo numa parte do material 1 metálico que passou através da matriz 4 de rolos móveis, mesmo se a parte trabalhada for submetida à acção da gravidade do material metálico ou a um momento adicional na direcção vertical ou para a esquerda e para a direita devido à deformação térmica não uniforme provocada por aquecimento e arrefecimento não uniformes, e pode ser fabricado um produto curvo tendo uma forma alvo prescrita sem variações. A Figura 13 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia 30C de suporte de acordo com esta forma de realização.

Este exemplo é quase o mesmo que o exemplo mostrado na Figura 12, mas, além disso, a estrutura mostrada na Figura 12 tem um rolo 113 que guia o material 1 metálico na direcção vertical. 71

Um meio de aplicação de pressão, tal como um cilindro pneumático ou um cilindro hidráulico pode ser instalado no rolo 113 para aplicar pressão ao material 1 metálico. Esta guia 30C de suporte guia as superfícies superior e inferior e as superfícies esquerda e direita do material 1 metálico no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis durante a dobragem. Em consequência, mesmo que a parte trabalhada seja submetida à acção da gravidade do material metálico ou a um momento adicional na direcção vertical ou para a esquerda e direita devido à deformação térmica não uniforme provocada por aquecimento e arrefecimento não uniformes, pode impedir-se a deformação adicional do material 1 metálico e pode ser fabricado um produto curvado tendo dimensões alvo predeterminadas, sem variações. A Figura 14 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia 30 de suporte de acordo com esta forma de realização. Este é um outro exemplo em que a dobragem é realizada sobre um material 1 metálico tendo uma secção rectangular da mesma forma que na Figura 11 e a matriz 4 de rolos móveis é do tipo de quatro rolos. Um produto dobrado com esta forma de realização tem uma forma completamente curvada de modo tridimensional. A matriz 4 de rolos móveis move-se para uma posição espacial prescrita durante a dobragem enquanto posiciona a extremidade do material 1 metálico na direcção vertical e para a esquerda e para a direita. Nomeadamente, é capaz de deslocamento horizontal e inclinação para a esquerda e para a direita, assim como movimento na direcção vertical (abaixo referido como deslocamento para cima e para baixo) , e rotação 72 num plano horizontal (abaixo referida como inclinação para cima e para baixo).

Nesta forma de realização, uma guia 30D activa em forma de rolo está instalada no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis. A guia 30D activa segue a superfície inferior do material 1 metálico e guia continuamente a superfície inferior movendo-se de acordo com o movimento do material 1 metálico durante a dobragem, i. e., realizando o deslocamento para cima e para baixo e a inclinação para a esquerda e para a direita. Não é necessário realizar a inclinação para a esquerda e para a direita. Estes movimentos são transmitidos a um meio de controlo não representado, de modo a sincronizar com o dispositivo 3 de alimentação e a matriz 4 de rolos móveis. A superfície inferior de um material 1 metálico é suportado pela guia 30D activa no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis durante a dobragem. Consequentemente, mesmo se a parte trabalhada seja submetida à acção da gravidade do material metálico ou de um momento adicional na direcção vertical devido a deformação térmica não uniforme provocada por aquecimento e arrefecimento não uniformes, a deformação do material 1 metálico pode ser impedida e pode ser fabricado um produto curvado tendo dimensões alvo prescritas, sem variações. A Figura 15 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia 30 de suporte de acordo com esta forma de realização. 73

Esta forma de realização tem quase a mesma estrutura que na Figura 7, mas, adicionalmente, inclui um rolo 30E que guia um material 1 metálico na direcção vertical.

Em vez do rolo 30E, é possivel instalar um meio de aplicação de pressão tal como um cilindro pneumático ou um cilindro hidráulico. Guiando as superfícies superior e inferior do material 1 metálico durante a dobragem pelo rolo 30E, no lado da saida da matriz 4 de rolos móveis, mesmo se a parte trabalhada for submetida à acção do material metálico ou de um momento adicional na direcção vertical devido à deformação térmica não uniforme provocada por aquecimento e arrefecimento não uniformes, pode ser impedida a deformação adicional do material 1 metálico e pode ser fabricado um produto curvado tendo uma forma alvo prescrita, sem variações. A Figura 16 é uma vista explicativa de um outro exemplo de uma guia 3 0 de suporte, de acordo com esta forma de realização.

Esta forma de realização é igualmente uma em que a dobragem é realizada sobre um material 1 metálico que tem uma secção rectangular como na Figura 11 e a matriz 4 de rolos móveis é do tipo de quatro rolos. Uma forma curvada de modo completamente tridimensional é conferida ao material 1 metálico. Durante a dobragem, a matriz 4 de rolos móveis realiza o movimento prescrito, i. e., deslocamento horizontal e inclinação para a esquerda e para a direita, assim como deslocamento para cima e para baixo e inclinação enquanto posiciona a extremidade do material 1 metálico na direcção vertical e para a esquerda e para a direita. 74

Da mesma modo que nas formas de realização anteriores, nesta forma de realização, uma guia 30F de suporte tendo rolos 111-114 que guiam um material 1 metálico na direcção horizontal e na direcção vertical está instalada no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis. A guia 30F de suporte realiza o movimento de acordo com o movimento do material 1 metálico durante a dobragem, i. e., realiza o deslocamento horizontal e inclinação para a esquerda e para a direita. Estes movimentos são transmitidos a um meio de controlo não representado de modo a sincronizar com o dispositivo 3 de alimentação e a matriz 4 de rolos móveis.

Um meio de aplicação de pressão tal como um cilindro hidráulico pode estar instalado num dos rolos 111 e 112. 0 posicionamento da superfície inferior e das superfícies esquerda e direita do material 1 metálico é conseguido durante a dobragem no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis. Consequentemente, mesmo se a parte trabalhada for submetida à acção da gravidade do material metálico ou de um momento adicional na direcção vertical ou para a esquerda e para a direita devido a deformação térmica não uniforme provocada por aquecimento e arrefecimento não uniformes, a deformação adicional do material 1 metálico pode ser impedida e pode ser obtido e um produto curvado tendo dimensões alvo prescritas, sem variações. A Figura 17 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo de uma guia 30 de suporte de acordo com esta forma de realização. 75

Este exemplo tem quase a mesma estrutura que na Fiqura 16, mas além da estrutura da Figura 16, é adicionado um mecanismo de torção a uma guia 30G de suporte.

Este movimento é transmitido a um meio de controlo não representado, para sincronizar com o dispositivo 3 de alimentação e a matriz 4 de rolos móveis que estão dispostos, de modo móvel, igualmente na direcção de torção. A guia 30G do suporta guia as superfície inferior e superior e as superfícies esquerda e direita do material 1 metálico no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis, durante a dobragem. Consequentemente, mesmo se a parte trabalhada for submetida à acção da gravidade do material metálico ou de um momento adicional na direcção vertical ou para a esquerda e para a direita, ou mesmo na direcção de torção devido a deformação térmica não uniforme provocada por aquecimento e arrefecimento não uniformes, a deformação adicional do material 1 metálico pode ser impedida e pode ser fabricado um produto curvado tendo dimensões alvo prescritas, sem variações.

Embora não mostrado nos desenhos, como outro exemplo da guia 30 de suporte desta forma de realização, um elemento guia constituindo a guia 30 de suporte pode ser agarrado por um robô de utilização geral de eixos múltiplos, de tal modo que o elemento guia possa ser movido dentro de um espaço prescrito.

Como explicado ao referir as Figuras 11-17, os mecanismos de posicionamento tridimensional de elevada precisão podem ser complexos. Porém, utilizando um robô de utilização geral de 76 eixos múltiplos, é possível mover um elemento guia num espaço prescrito com uma estrutura relativamente simples. Em qualquer caso, pode ser determinado se utilizar um robô de utilização geral de eixos múltiplos levando em consideração a rigidez e semelhante do aparelho específico com base na precisão exigida, na massa e na forma de um produto que está a ser formado por dobragem. A Figura 18 é uma vista explicativa de um outro exemplo de uma guia 30 de suporte de acordo com esta forma de realização.

Neste exemplo, a dobragem é realizada sobre um material 1 metálico tendo uma secção rectangular, como na Figura 11, e a matriz 4 de rolos móveis é do tipo de quatro rolos. O produto curvado tem uma forma curvada de modo completamente tridimensional. Nomeadamente, durante a dobragem, a matriz 4 de rolos móveis move-se para uma posição espacial prescrita executando deslocamento horizontal e inclinação para a esquerda e para a direita, assim como deslocamento para cima e para baixo e inclinação para cima e para baixo enquanto posiciona a extremidade de um material 1 metálico na direcção vertical e para a esquerda e para a direita.

Em contraste com os exemplos anteriores, neste exemplo, a extremidade de um material 1 metálico é completamente agarrada por uma guia 3 OH de suporte que é segura por um robô 31 de eixos múltiplos e o robô 31 de eixos múltiplos move-se do acordo com a alimentação do material 1 metálico de modo a sincronizar totalmente a sua posição tridimensional. De acordo com o movimento do material 1 metálico durante a dobragem, a 77 guia 30H de suporte realiza o movimento da sua posição espacial, nomeadamente, por deslocamento horizontal e inclinação e torção para a esquerda e para a direita. Estes movimentos são transferidos para um meio de controlo não representado e sincronizados com o funcionamento do dispositivo 3 de alimentação e a matriz 4 de rolos móveis. A extremidade frontal do material 1 metálico é segura pela guia 30H de suporte no lado da saída da matriz 4 de rolos móveis. Consequentemente, mesmo se a parte trabalhada for submetida à acção da gravidade do material metálico ou de um momento adicional na direcção vertical ou para a esquerda e para a direita devido a deformação térmica não uniforme provocada por aquecimento e arrefecimento não uniformes, a deformação adicional do material 1 metálico pode ser impedida e pode ser fabricado um produto curvado tendo dimensões alvo prescritas, sem variações. (VI) Robô Articulado A Figura 19 é uma vista explicativa mostrando a estrutura de um robô 11 articulado que pode ser utilizado num aparelho 0 de fabrico da forma de realização.

Como mostrado na Figura 19, um robô 11 articulado para prender uma matriz 4 de rolos móveis pode estar disposto no lado de jusante do aparelho de dobragem.

Este robô 11 articulado tem uma superfície 12 estacionária que está fixa a um plano do trabalho, três braços 78 13, 14 e 15 que funcionam como eixos principais e três articulações 16, 17 e 18 que ligam os braços 13, 14 e 15 e que funcionam como pulsos que podem rodar sobre os eixos. Uma matriz 4 de rolos móveis está instalada no braço 15, na extremidade do robô 11 articulado. A Figura 20 é uma vista explicativa mostrando um outro exemplo da estrutura de um robô articulado, utilizado num aparelho 0 de fabrico desta forma de realização.

No aparelho 0 de fabrico mostrado na Figura 19, apenas é proporcionado um robô 11 articulado para prender a matriz 4 de rolos móveis. Porém, pode igualmente ser proporcionado um robô 11 articulado para o dispositivo 5 de aquecimento e o dispositivo 6 de arrefecimento. Proporcionando estes robôs articulados 11, a eficiência da dobragem pode ser adicionalmente aumentada.

Neste aparelho 0 de fabrico, proporcionando, pelo menos, um robô 11 articulado tendo três articulações que podem, cada uma, rodar sobre um eixo, ao realizar a dobragem de um material 1 metálico, movimentos tais como a dobragem, rotação e translação realizadas por um mecanismo de deslocamento, por um mecanismo de inclinação e por um mecanismo de movimentação da matriz 4 de rolos móveis, nomeadamente, os movimentos realizados por um total de seis tipos de manipuladores podem ser executados por uma série de operações em resposta a sinais de controlo. Em consequência, é possível aumentar a eficiência da dobragem assim como diminuir o tamanho de um aparelho de trabalho. 79 (VII) Linha de Dobragem

Como descrito acima, é utilizado um material com uma secção fechada tendo uma forma redonda ou semelhante como um material a ser trabalhado por um aparelho 0 de fabrico nesta forma de realização. Convencionalmente foi utilizado tubo de aço soldado com emenda como tubo redondo tendo uma secção fechada. A Figura 21 é uma vista explicativa do processo geral de fabrico de um tubo de aço soldado com emenda que é um exemplo de um material que está a ser trabalhado.

Um processo 19 de fabrico para um tubo de aço soldado com emenda constitui um aparelho para fabricar um tubo de aço a partir de uma tira 20 de aço. Como mostrado na figura, um desenrolador 21 que extrai continuamente uma tira 20 de aço de um rolo, o meio 22 de formação tendo uma pluralidade de rolos de calandragem que formam a tira 20 de aço desenrolado num tubo tendo uma forma de secção predeterminada, um meio 23 de soldadura tendo uma máquina de soldadura que solda ambas as bordas da tira de aço que foram encostadas uma à outra para obter uma forma tubular e para formar um tubo de modo continuo, um meio 24 de pós-tratamento, compreendendo uma máquina de corte do cordão de solda e um dispositivo pós-recozimento, e capaz de formar o tubo contínuo num tamanho predeterminado, e um meio 25 de corte tendo um cortador móvel que corta o tubo ao qual é conferido um tamanho predeterminado num comprimento desejado estão dispostos sequencialmente do lado de montante para o lado de jusante. 80 A Figura 22 mostra a estrutura geral de um processo de calandragem utilizado para fabricar um material que está a ser trabalhado. 0 processo 26 de calandragem constitui um aparelho para formar uma tira 2 0 de aço numa forma predeterminada. Com esta finalidade, compreende um desenrolador 21 em torno do qual um material metálico na forma de uma tira 20 de aço é enrolado e extrai a tira 20 de aço, um meio 27 de formação tendo um perfilador de rolos que forma a tira 20 de aço que é extraída pelo desenrolador 21 numa forma predeterminada e um meio 28 de um corte tendo um cortador móvel que corta continuamente a tira 20 de aço que foi formada numa forma predeterminada pelo rolo anterior com um comprimento desejado.

Um material que está a ser trabalhado que é fabricado pelo processo 19 de fabrico para um tubo de aço soldado com emenda mostrado na Figura 21 ou o processo 26 de calandragem mostrado na Figura 22, é fornecido a um aparelho de dobragem como um material metálico que está a ser trabalhado. Se a linha contínua deste processo e o aparelho de dobragem forem separados e independentes um do outro, devido às diferenças da velocidade de processamento da linha e do aparelho, torna-se necessário proporcionar um lugar para armazenar o material que está a ser trabalhado. Além disso, é necessário transportar o material que está a ser trabalhado entre cada linha e o aparelho, e torna-se necessário proporcionar um meio auxiliar de transporte, tal como uma grua ou um camião.

Num aparelho de fabrico desta forma de realização, dispondo um aparelho 0 de fabrico desta forma de realização no 81 lado da saída de um processo 19 de fabrico para um tubo soldado com emenda ou um processo 26 de calandragem, pode fazer-se com que a linha geral de fabrico a partir do abastecimento do material que está a ser trabalhado para o fabrico de um produto curvado compacta. Além disso, ajustando de modo apropriado as condições de funcionamento, pode ser fabricado um produto formado por trabalho tendo excelente precisão, de modo eficiente e económico.

Deste modo, de acordo com esta forma de realização, mesmo ao realizar dobragem que exige uma variedade de formas curvas e em que a direcção de dobragem de um material metálico varia de modo bidimensional ou de modo tridimensional, ou mesmo quando é necessário executar a dobragem de um material metálico de elevada resistência, o material metálico pode ser arrefecido de modo uniforme, de modo a que um produto curvado tendo uma elevada resistência, boa retenção da forma e uma distribuição uniforme da dureza possa ser fabricado de modo eficiente e económico.

Além disso, uma matriz de rolos móveis pode suportar um material metálico enquanto o introduz na sua direcção axial, de modo a que a ocorrência de fissuras de gripagem na superfície da matriz de rolos móveis possa ser suprimida, a precisão de dobragem possa ser garantida e possa ser realizada dobragem com excelente eficiência de funcionamento. Em consequência, a presente invenção pode ser empregue amplamente como uma técnica de dobragem para peças de automóvel cuja resistência é cada vez maior. 82

As Figuras 23 (a) e 23 (fc>) são vistas explicativas mostrando um componente 40 unitário de elemento lateral/elemento de reforço de pára-choques que é um exemplo de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel fabricado por esta forma de realização.

Como mostrado nestas Figuras, este componente 40 unitário é formado por um corpo 40h tubular tendo uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e tendo partes 40a curvadas que são curvadas de modo bidimensional ou de modo tridimensional.

As formas de realização abaixo-descritas de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel têm um corpo tubular sem uma flange, de modo que ocupam menos espaço e são mais leves em peso. Além disso, devido ao comportamento de deformação estável no momento da aplicação de uma carga de impacto na direcção axial, absorvem uma quantidade acrescida de energia do impacto. O corpo 40h tubular tem partes 40e tratadas termicamente (as partes sombreadas) de resistência ultra-elevada que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa. Além disso, em partes sem ser as partes tratadas termicamente de resistência muito elevada, o corpo tubular tem partes 40f e 40g que funcionam como partes promotoras de deformação relativamente a uma carga de impacto aplicada no momento de uma colisão de um veiculo. Estas partes podem ser partes 40f e 40g tratadas termicamente de baixa resistência tendo uma resistência à tracção de 600 MPa ou menos de 600 MPa. De modo alternativo, de acordo com exemplos 83 ilustrativos úteis para compreender a invenção, estas partes podem ser igualmente partes 40f e 40g termicamente de resistência elevada tratadas termicamente que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa, ou uma combinação das partes 40f tratadas termicamente de resistência elevada que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa e partes 40g tratadas termicamente, de baixa resistência, tendo uma resistência à tracção de 600 MPa.

Com esta estrutura, as partes 40a curvas onde as cargas são concentradas no momento de um impacto têm resistência elevada à deformação e as partes da extremidade onde as partes 40e de resistência ultra-elevada tratadas termicamente e as partes 40f de resistência elevada tratadas termicamente são proporcionadas de modo alternado, podem absorver energia com eficácia curvando e deformando-se plasticamente na forma de um acordeão no momento de um impacto. O tratamento térmico e resistência e semelhante de partes sem ser as partes 40e de resistência ultra-elevada tratadas termicamente podem ser determinados de modo apropriado levando em consideração o desempenho exigido de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel. As condições de funcionamento variam de acordo com a capacidade do equipamento de fabrico, a forma da bobina 5 de aquecimento por alta frequência e do dispositivo 6 de arrefecimento, e a forma e a espessura de parede do produto fabricado, de modo que as condições apropriadas podem ser determinadas por testes de verificação prévios. 84

Em qualquer caso, combinando o aquecimento e o arrefecimento abaixo-descritos, a dureza de cada parte de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel pode ser ajustada facilmente num valor desejado. A Figura 23(b) é uma vista explicativa mostrando partes 40b a ser cortadas, partes 40c a ser perfuradas e partes 40d a ser soldadas de um corpo 40h tubular. Executando o tratamento térmico de modo a que as partes 40b a ser cortadas e as partes 40c a ser perfuradas tenham uma resistência à tracção inferior a 600 MPa, pode ser diminuído o desgaste das ferramentas para realizar o corte e perfuração de um produto, e a vida útil das ferramentas pode ser aumentada. Aqui, o "tratamento térmico" inclui o caso em que partes de um material não são aquecidas localmente de modo a que aquelas partes tenham a resistência de um material não tratado. Executando o tratamento térmico de tal modo que a resistência à tracção das partes 40d a ser soldadas é menor que 600 MPa (mais uma vez, os tratamentos térmicos incluindo o caso em que o aquecimento local não é realizado em partes do material, e aquelas partes conservam a sua resistência inicial), é possível aumentar a fiabilidade da soldadura em etapas subsequentes.

Deste modo, é eficaz ter uma parte 40a curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e um corpo 40h tubular tendo uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior, em que o corpo 40h tubular é tratado termicamente de tal modo que tem partes 40e tratadas termicamente de resistência ultra-elevada que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 1100 MPa, enquanto uma parte 40b a ser cortada, uma 85 parte 40c a ser perfurada e uma parte 40d a ser soldada têm uma resistência à tracção inferior a 600 MPa. É ainda mais eficaz incluir uma parte 40e tratada termicamente de resistência elevada ou partes 40b - 40d tratadas termicamente de baixa resistência ou uma parte 40e tratada termicamente de resistência elevada e partes 40b - 40d tratadas termicamente, de baixa resistência para promover a deformação sob uma carga de impacto.

As Figuras 24(a) - 24(e) são vistas explicativas mostrando elementos 41A - 41E laterais frontais que são exemplos de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel fabricado por esta forma de realização. 0 elemento 41A lateral frontal mostrado na Figura 24 (a) tem um corpo 41Ah tubular que tem uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e uma parte 41 curvada que é dobrada de modo bidimensional ou de modo tridimensional. O corpo 41Ah tubular tem uma parte 41Ae (parte sombreada) tratada termicamente de resistência ultra-elevada que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e uma parte 41Af tratada termicamente de resistência elevada que é a parte do corpo tubular sem ser a parte 41Ae tratada termicamente de resistência ultra-elevada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa.

Com esta estrutura, quando uma carga de impacto é aplicada à parte de extremidade frontal (a parte esquerda na figura), a resistência à tracção da parte 41Aa curvada é uma 86 resistência ultra-elevada excedendo 1100 MPa, de modo que a ocorrência de deformação por dobragem da parte 41 curvada é suprimida numa fase inicial. Em consequência, a parte 41Af tratada termicamente de resistência elevada na extremidade frontal deforma-se plasticamente curvando numa forma de acordeão devido a uma carga de impacto aplicada no momento de uma colisão, pelo que a energia do impacto pode ser absorvida com eficácia. A energia do impacto pode igualmente ser absorvida com eficácia quando a parte 41Af da extremidade frontal é feita de uma parte tratada termicamente, de baixa resistência. O elemento 41B lateral frontal mostrado na Figura 24 (b) tem uma parte 41Ba curvada que é dobrada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e um corpo 41Bh tubular que tem uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior. O corpo 41Bh tubular tem uma parte 41Be (parte sombreada) tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e partes 41Bf, 41Bf tratadas termicamente de resistência elevada que são partes sem ser a parte 41Be tratada termicamente de resistência ultra-elevada e que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa.

Com esta estrutura, é obtido o mesmo efeito que para o elemento 41A lateral frontal mostrado na Figura 24(a) acima descrita. Além disso, como tem uma parte 41 Bf tratada termicamente de resistência elevada na extremidade da 87 retaguarda que está ligada a um painel de instrumentos, a parte de extremidade da retaguarda pode absorver uma carga de impacto. Consequentemente, a energia absorvida total pode ser aumentada, e quando é aplicada uma carga de impacto, o elemento 41B lateral frontal pode impedir danos no painel de instrumentos numa fase inicial. A energia do impacto pode ser absorvida com mais eficácia se a parte 41Bf tratada termicamente de resistência elevada na extremidade frontal for feita uma parte tratada termicamente de baixa resistência. Além disso, se a parte 41Bf tratada termicamente de resistência elevada na extremidade frontal for feita uma parte tratada termicamente de baixa resistência e a parte 41Bf tratada termicamente de resistência elevada na extremidade da retaguarda for feita uma parte tratada termicamente de resistência elevada, o modo de esmagamento no momento do esmagamento na direcção axial pode ser controlado com eficácia ao mesmo tempo que aumenta a energia do impacto. 0 elemento 41C lateral frontal mostrado na Figura 24 (c) compreende um corpo 41Ch tubular que tem uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e uma parte 41Ca curvada que é dobrada de modo bidimensional ou de modo tridimensional. 0 corpo 41Ch tubular compreende partes 41Ce (partes sombreadas) tratadas termicamente de resistência ultra-elevada que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e partes 41Cf tratadas termicamente de resistência elevada que são as partes sem ser as partes 41Ce tratadas termicamente de resistência ultra-elevada que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracçao de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa.

Com esta estrutura, é obtido o mesmo efeito que para o elemento 41A lateral frontal mostrado na Figura 24(a) descrita acima e como aquele tem partes 41Ce tratadas termicamente de resistência ultra-elevada e partes 41Cf tratadas termicamente de resistência elevada alternando na direcção axial na sua extremidade frontal, a energia do impacto pode ser absorvida com eficácia por deformação plástica deformando-se na forma de um acordeão quando uma carga de impacto é aplicada à extremidade frontal no momento de uma colisão.

Se as partes 41Cf tratadas termicamente de resistência elevada na extremidade frontal forem feitas partes tratadas termicamente de baixa resistência, a energia do impacto pode ser absorvida mais com eficácia. O elemento 41D lateral frontal mostrado na Figura 24 (d) compreende um corpo 41Dh tubular tendo uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e uma parte 41 Da curvada que é dobrada de modo bidimensional ou de modo tridimensional. O corpo 41Dh tubular tem partes 41De tratadas termicamente de resistência ultra-elevada (parte sombreada) que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa, e partes 41Df tratadas termicamente de resistência elevada que são partes sem ser as partes 41De tratadas termicamente, de resistência ultra-elevada, que foram tratadas termicamente para ter uma 89 resistência à tracçao de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa.

Com esta estrutura, quando é aplicada uma carga de impacto, a deformação por dobragem da parte 41Dn curvada é suprimida numa fase inicial e podem ser evitados danos no painel de instrumentos numa fase inicial. Além disso, a energia do impacto pode ser absorvida com eficácia pela deformação plástica da extremidade frontal deformando-se numa forma de acordeão sob uma carga de impacto aplicada no momento de uma colisão. Além disso, partes 41Df tratadas termicamente, de resistência elevada, podem igualmente absorver uma carga de impacto, de modo que é obtido um nível elevado de absorção de energia. A energia do impacto pode ser absorvida com elevada eficiência mesmo no caso de um pequeno veículo que não tenha uma caixa de impacto proporcionada na sua extremidade frontal. A energia do impacto pode ser absorvida com mais eficácia se as partes 41Df tratadas termicamente, de resistência elevada, na extremidade frontal são feitas partes de baixa resistência tratadas termicamente. Além disso, fazendo as partes 41Df tratadas termicamente, de grande resistência, uma parte 41Df tratada termicamente de baixa resistência na extremidade frontal e fazendo a 41Df na extremidade da retaguarda um parte tratada termicamente de resistência elevada, o modo de esmagamento pode ser controlado com eficácia ao mesmo tempo que aumenta a energia do impacto.

Embora os exemplos acima das Figs. 24(a) a 24(d) sejam exemplos ilustrativos úteis para compreender a invenção, a Fig. 24 (e) mostra uma forma de realização da invenção. A 90

Figura 24(e) é uma vista explicativa mostrando partes 41Eb a ser cortadas, uma parte 41Ec a ser perfurada e uma parte 41Ed a ser soldada, de um elemento 41E lateral frontal.

Como mostrado na Figura 24(e), executando o tratamento térmico de tal modo que 41Eb e a parte 41Ec a ser perfurada tenham uma resistência à tracção menor que 600 MPa (o tratamento térmico incluindo o caso em que algumas partes não são aquecidas e o material conserva sua resistência num estado não tratado), o desgaste das ferramentas no momento do corte ou a perfuração de um produto são reduzidos e o tempo de vida das ferramentas pode ser aumentado. Além disso, executando o tratamento térmico da parte 41Ed a ser soldada para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa (tratamento térmico incluindo o caso em que algumas partes não são aquecidas e a resistência daquelas partes permanece aquela do material não tratado), a fiabilidade da soldadura em etapas subsequentes pode ser aumentada.

Deste modo, é eficaz formar um elemento lateral frontal a partir de uma parte 41 A - 41 Da curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional e um corpo 41 Ah - 41 Dh tubular tendo uma secção fechada que não tem uma flange estendendo-se para o exterior e executar um tratamento térmico sobre o corpo 41 Ah - 41 Dh tubular para ter uma parte 41 Ae -41 tratada termicamente de resistência ultra-elevada De que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e tratar termicamente uma parte 41Eb a ser cortada, uma parte Ec41 a ser perfurada, e uma parte 41Ed a ser soldada de modo a ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa. Além disso, como mostrado nas Figuras 24(a) - 24(d), 91 é eficaz ter uma combinação de uma parte 41Ae - 41 De tratada termicamente de resistência elevada para promover a deformação sob uma carga de impacto, ou uma parte 41Af - 41Df tratada termicamente de baixa resistência, ou uma combinação de uma parte 41Ae - 41 De tratada termicamente, de resistência elevada, e uma parte 41Af - 41Df tratada termicamente, de baixa resistência.

Nesta forma de realização, a presente invenção foi aplicada a um elemento lateral frontal, mas é possível que a presente invenção seja uma, assim chamada, caixa de impacto tendo a mesma estrutura que a parte de extremidade frontal mostrada nas Figuras 24(c) e 24(d). Além disso, combinando partes curvadas, podem ser conseguidas boas propriedades de absorção de energia ao contrário das obtidas no passado.

As Figuras 25(a) e 25(b) são vistas explicativas de pilares-B 42A e 42B que são exemplos de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel fabricados como exemplos ilustrativos úteis para compreender a invenção. 0 pilar-B 42A mostrado na Figura 25(a) tem um corpo 42Ah tubular que tem uma secção fechada sem uma flange estendida para o exterior e que inclui uma parte 42Aa curvada que é dobrada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, partes 42Ab para ser cortadas, uma parte 42Ac a ser perfurada e uma parte 42Ad a ser soldada. 0 corpo 42Ah tubular tem uma parte 42Ae tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, que é tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 92 1100 MPa e uma parte 42Af tratada termicamente, de resistência elevada, que é a parte sem ser a parte 42Ae tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa. O pilar-B 42B mostrado na Figura 25(b) tem um corpo 42 Bh tubular que têm uma secção fechada sem uma flange estendida para o exterior e inclui uma parte 42 Ba curvada que é dobrada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, uma parte 42Bb a ser cortada, uma parte 42Bc a ser perfurada e uma parte 42Bd a ser soldado. O corpo tubular 42Bh compreende partes 42Be tratadas termicamente, de resistência ultra-elevada que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e uma parte 42 Bf tratada termicamente, de resistência elevada, que é a parte sem ser as partes 42Be, 42Be tratadas termicamente, de resistência ultra-elevada, e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa.

Com esta estrutura, a quantidade de deslocamento para o interior do habitáculo da parte superior do pilar-B no momento de um impacto lateral pode ser suprimida, os ferimentos nas cabeças dos passageiros podem ser diminuídos, e podem ser suprimidos os danos no centro da altura do pilar-B no momento de um impacto lateral.

As Figuras 26(a) e 26(b) são vistas explicativas dos elementos 43A e 43B transversais que são exemplos de um 93 elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel fabricado, como exemplos ilustrativos úteis para compreender a invenção. 0 elemento 43A transversal mostrado na Figura 26(a) compreende um corpo tubular 43Ah tendo uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e incluindo uma parte 43Aa curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, partes 43Ab a ser cortadas, partes 3Ac a ser perfuradas, e partes 43Ad a ser soldadas. 0 corpo 43Ah tubular tem uma parte 43Ae tratada termicamente de resistência ultra-elevada que é tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MP e uma parte 43Af tratada termicamente, de resistência elevada, que é a parte sem ser a parte 43Ae tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa. O elemento 43B transversal mostrado na Figura 26(b) compreende um corpo 43Bh tubular tendo uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e tendo uma parte 43Ba curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, partes 43Bb a ser cortadas, partes 43Bc a ser perfuradas e partes 43Bd a ser soldadas. O corpo 43Bh tubular tem uma parte 43Be tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, que é tratada termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 1100 MPa e partes 43Bf tratadas termicamente, de 94 resistência elevada, que são partes sem ser a parte 43Be tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, e que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa.

Com esta estrutura, a resistência da parte central do elemento transversal pode ser aumentada, e a resistência ao esmagamento na direcção axial no momento de um impacto lateral pode ser aumentada.

As Figuras 27(a) e 27(b) são vistas explicativas mostrando as peças 44A e 44B unitárias do pilar-A/calha lateral do tejadilho que são exemplos de um elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel fabricado por esta forma de realização. A parte 44A unitária mostrada na Figura 27(a), que é um exemplo útil para compreender a invenção, compreende um corpo 44Ah tubular que tem uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e inclui uma parte 44Aa curvada que é dobrada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, partes 44Ab a ser cortadas, partes 44Ac a ser perfuradas e partes 44Ad a ser soldadas. O corpo 44Ah tubular tem resistência ultra-elevada partes tratadas termicamente 44Ae que foram tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e uma parte 44Af tratada termicamente, de resistência elevada, que é a parte sem ser as partes 44Ae tratadas termicamente de resistência ultra-elevada e que foi tratada termicamente para 95 ter uma resistência à tracção de, pelo menos, 600 MPa e, no máximo, de 1100 MPa. A parte 44B unitária mostrada na Figura 27(b) compreende um corpo 44Bh tubular que tem uma secção fechada sem uma flange estendendo-se para o exterior e inclui uma parte 44Ba curvada que é curvada de modo bidimensional ou de modo tridimensional, uma parte 44Bb a ser cortada, partes 44Bc a ser perfuradas e uma parte 44Bd a ser soldada. 0 corpo 44Bh tubular tem partes 44Be tratadas termicamente, de resistência ultra-elevada, que foram tratadas termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa e uma parte 44Bf tratada termicamente, de resistência elevada, que é a parte ser as partes 44Be tratadas termicamente, de resistência ultra-elevada e que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção inferior a 600 MPa.

Com esta estrutura, a resistência de ligação entre um elemento lateral da calha de tejadilho e um pilar-A ou um pilar-B pode ser aumentada. É igualmente possível fazer o pilar-B mostrado na Figura 25 e o elemento transversal mostrado na Figura 26 numa parte unitária ou ligar a parte superior de dois pilares-B por uma barra disposta na superfície interior do tejadilho e formá-las numa parte unitária ou formar o pilar-B num lado e uma parte de uma barra disposta sobre a superfície interior do tejadilho e uma parte de um elemento transversal numa parte unitária. 96 A Figura 28(a) é um gráfico mostrando as condições habituais de têmpera obtidas por arrefecimento rápido após aquecimento até, pelo menos, ao ponto Ac3. A Figura 28(b) é um gráfico mostrando as condições em que é executado arrefecimento a uma velocidade de arrefecimento que é mais baixa do que a velocidade de arrefecimento mostrada na Figura 28(a) após aquecimento até, pelo menos, ao ponto Ac3. A Figura 28(c) é um gráfico mostrando condições de arrefecimento rápido após aquecimento até uma temperatura inferior ao ponto Aci. A Figura 28(d) é um gráfico mostrando condições de arrefecimento rápido após aquecimento até um intervalo de temperatura, pelo menos, do ponto Ac3, até, no máximo, ao ponto Ac3. A Figura 28 (e) é um gráfico mostrando condições de arrefecimento a uma velocidade de arrefecimento inferior à velocidade de arrefecimento mostrada na Figura 28(d) após aquecimento até um intervalo de temperatura, pelo menos, do ponto Aci até, no máximo, ao ponto Ac3. 0 tratamento térmico que é realizado ao fabricar um elemento de reforço de acordo com a presente invenção é realizado executando a têmpera habitual como mostrado na Figura 28(a) e nas condições mostradas nas Figuras 28 (b) 28(e) controlando de modo apropriado o funcionamento da bobina 5 de aquecimento por alta frequência e o dispositivo 6 de arrefecimento no aparelho 0 de fabrico descrito acima.

Por exemplo, executando localmente a têmpera habitual como mostrado na Figura 28(a), pode ser obtida uma resistência ultra-elevada desejada (por exemplo, 1500 MPa - 1650 MPa para um aço estrutural com 100% de martensite, 1300 MPa para um aço 55k, 1200 Mpa para um aço 45 k) na parte temperada, e 97 desligando a bobina 5 de alta frequência e não realizando o tratamento térmico localmente, uma parte do tubo que não é temperado pode conservar a resistência inicial do tubo não tratado (por exemplo, 500 - 600 MPa para um aço temperável de estrutura bifásica de ferrite e perlite, 550 MPa para um aço de 550 MPa, e 450 MPa para um aço de 450 MPa).

Executando o aquecimento correspondente à têmpera habitual e, em seguida, arrefecendo com uma velocidade de arrefecimento diminuída como mostrado na Figura 28(b), uma resistência elevada que é ligeiramente inferior à resistência ultra-elevada descrita acima pode ser conseguida (por exemplo, 1400 - 1500 MPa para um aço temperável de estrutura bifásica compreendendo martensite e uma quantidade mínima de ferrite, 700 - 900 MPa para um aço de 550 MPa, e 600 - 800 MPa para um aço de 450 MPa) . Especificamente, fechando total ou parcialmente os furos numa camisa de arrefecimento por água do dispositivo 6 arrefecimento de água utilizando válvulas de solenoide, por exemplo, é possível proporcionar partes que não são arrefecidas por água. Como a velocidade de arrefecimento varia com a temperatura circundante, podem ser realizadas experiências previamente com base nas condições de fabrico para determinar um método de arrefecimento por água.

Como mostrado na Figura 28(c), aquecendo no máximo ao ponto Aci e, em seguida, arrefecendo a uma velocidade de arrefecimento que é a mesma que a velocidade de arrefecimento para a têmpera normal, uma resistência desejada que é um pouco mais elevada do que a resistência do metal de base pode ser obtida (por exemplo, uma resistência ligeiramente mais elevada que 500 - 600 MPa para um aço temperável de estrutura bifásica 98 de ferrite e perlite, uma resistência ligeiramente mais elevada que 550 MPa para um aço de 550 MPa, e uma resistência ligeiramente mais elevada que 450 MPa para um aço de 450 MPa). No caso de um tubo não tratado tendo uma grande tensão produzida durante a formação do tubo, a resistência após o tratamento térmico é por vezes inferior aquela do tubo não tratado, mas a resistência é geralmente ligeiramente aumentada pela dissolução de cementite. Levando em consideração a sensibilidade ao controlo da bobina 5 de aquecimento por alta frequência, ao realizar o controlo liga-desliga descrito acima, as variações na saida da fonte de alimentação para aquecimento são reduzidas por este método de tratamento térmico. Consequentemente, a resposta a variações da temperatura é rápida, e a zona de transição de alterações na resistência torna-se pequena, de modo que este método é eficaz de um ponto de vista prático.

Como mostrado na Figura 28(d), aquecendo, pelo menos, até ao ponto Aci e, no máximo, até o ponto AC3 e, em seguida, arrefecendo à mesma velocidade de arrefecimento que para a têmpera habitual, pode ser obtida uma resistência entre a resistência ultra-elevada obtida pela têmpera habitual e a resistência de um tubo não tratado (600 - 1400 MPa para o aço temperável, 550 - 1300 MPa para o aço 55 k e 450 - 1200 MPa, para 0 aço 450 MPa). Neste caso, é formada uma estrutura bifásica de ferrite e martensite, de modo que em geral, 0 método de fabrico é um tanto instável e difícil de controlar. Porém, dependendo da forma, dimensões, e utilização do produto, pode ser obtida uma resistência apropriada. 99

Como mostrado na Figura 28(e), aquecendo no máximo até ao ponto Aci e, em seguida, arrefecendo a uma velocidade de arrefecimento que é mais lenta do que a velocidade de arrefecimento para a têmpera habitual, pode ser obtida uma resistência entre a resistência ultra-elevada devida à têmpera habitual e a resistência do tubo não tratado (uma resistência um pouco mais baixa que 600 - 1400 MPa para o aço temperável, uma resistência um pouco mais baixa que 550 - 1300 MPa para um aço de 550 MPa e uma resistência um pouco mais baixa que 450 - 1200 MPa para um aço de 450 MPa) . Neste caso, a resistência é um pouco mais baixa do que o caso mostrado na Figura 28(d), mas o controlo é razoavelmente estável.

Por exemplo, no caso de um tubo de aço com uma secção quadrada com dimensões de secção de 50 mm de altura e 50 mm de largura formado de aço temperável com uma espessura de parede de 1,6 mm (C: 0,20%, Si: 0,22% , Mn: 1,32: %, P: 0,016%, S: 0, 002%, Cr: 0,20%, Si: 0,020%, B: 0,0013%, o restante sendo Fe e impurezas, AC3 = 825 °C, Aci = 720 °C) que foi alimentado a uma velocidade de 20 mm por segundo, a resistência do tubo não tratado era 502 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28 (a) (temperatura de aquecimento de 910 °C) era 1612 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(b) (temperatura de aquecimento de 910 °C) era 1452 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(c) (temperatura de aquecimento de 650 °C) era 510 MPa, a resistência da parte tratada termicamente sob condições mostradas na Figura 28(d) (temperatura de aquecimento de 770 °C) era 752 MPa e a resistência da parte tratada 100 termicamente nas condiçoes mostradas na Figura 28(e) (temperatura de aquecimento de 770 °C) era 623 MPa.

Por outro lado, no caso de um tubo de aço tendo uma secção quadrada com dimensões de 50 mm de altura e 50 mm de largura formado a partir de um aço de 550 MPa com uma espessura de 1,6 mm (C: 0,14%, Si: 0,03%, Mn: 1,30%, P: 0,018%, S: 0,002%, um restante sendo Fe e impurezas, AC3 = 850 °C, Aci = 720 °C) que foi alimentado a uma velocidade de 20 mm por segundo, a resistência do tubo não tratada era 554 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(a) (temperatura de aquecimento de 950 °C) era 1303 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28 (b) (temperatura de aquecimento de 950 °C) era 823 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(c) (temperatura de aquecimento de 650 °C) era 561 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(d) (temperatura de aquecimento de 800 °C) era 748 MPa e a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(e) (temperatura de aquecimento de 800 °C) era 658 MPa.

No caso de um tubo de aço com uma secção quadrada medindo 50 mm de altura e 50 mm de largura, formado a partir de um aço com uma resistência de 450 MPa e uma espessura de 1,6 mm (C: 0,11%, Si: 0,0 1%, Mn: 1,00%, P: 0,02 1%, S: 0,004%, o restante sendo Fe e impurezas, Ac3 = 870 °C, Aci = 720 °C) que foi alimentado a uma velocidade de 20 mm por segundo, a resistência do tubo não tratada era 445 MPa, a resistência da 101 parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28 (a) (temperatura de aquecimento de 980 °C) era 1208 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(b) (temperatura de aquecimento de 980°C) era 737 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28(c) (temperatura de aquecimento de 650 °C) era 451 MPa, a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 2 8(d) (temperatura de aquecimento de 800 °C) era 629 MPa, e a resistência da parte tratada termicamente nas condições mostradas na Figura 28 (e) (temperatura de aquecimento de 800 °C) era 612 MPa.

Segunda Forma de Realizaçao

Em seguida, será explicada uma segunda forma de realização. A Figura 29 é uma vista explicativa mostrando um elemento 53 lateral frontal que se estende geralmente na horizontal na direcção longitudinal e que é soldado a uma parede 52a lateral (vertical) nos lados esquerdo e direito de um compartimento 52 de motor de uma carroçaria 51 de automóvel. Na explicação que se segue, será dado um exemplo do caso de um elemento 53 lateral frontal tendo uma forma de secção fechada que é um rectângulo, mas a presente invenção não está limitada a esta forma e, de modo semelhante, pode ser aplicada a um elemento tendo um corpo tubular com uma forma de secção fechada sem ser um rectângulo, tal como um hexágono ou um circulo. 102

Como mostrado na Figura 29, um elemento tubular que forma a carroçaria 54 do elemento 53 lateral frontal tem uma extremidade 55 frontal que se estende na direcção longitudinal da carroçaria do veículo, de uma extremidade 54a para a outra extremidade 54b na sua direcção axial, uma parte inclinada que se estende para baixo ao longo de um painel 59 de instrumentos que é uma divisória entre o compartimento 52 de motor e um habitáculo 58, e uma parte 57 da retaguarda que prolonga a parte 56 inclinada e se estende ao longo da superfície inferior de um painel 50 de piso que está ligado ao painel 59 de instrumentos.

Aqui, a parte 56 inclinada refere-se à região em que a altura da instalação do elemento 53 lateral frontal varia muito na direcção do superfície inferior do painel 59 de instrumentos, a parte 55 frontal refere-se à região à frente da parte 56 inclinada na direcção para a frente e para a retaguarda da carroçaria do veículo, e a parte 57 da retaguarda refere-se à região na retaguarda da parte 56 inclinada na direcção para a frente e para a retaguarda da carroçaria do veículo.

Num elemento 53 lateral frontal desta forma de realização, uma parte de extremidade 55 frontal é uma parte não temperada que não foi submetida a têmpera, e o restante da parte 53 frontal sem ser essa parte é uma parte temperada por alta frequência que foi submetida a têmpera por alta frequência. Toda a parte 56 inclinada é uma parte temperada por alta frequência que foi submetida a têmpera por alta frequência. Uma parte da parte 57 da retaguarda é uma parte não temperada que não foi submetida a têmpera e o restante da 103 parte 57 da retaguarda sem ser esta parte é uma parte temperada por alta frequência que foi submetida a têmpera por alta frequência. De modo alternativo, a parte 57 da retaguarda é uma parte temperada por alta frequência que foi submetida a têmpera por alta frequência. Abaixo, esta disposição será explicada relativamente a exemplos específicos. A Figura 30 é uma vista explicativa mostrando um primeiro exemplo 53-1 do elemento 53 lateral frontal.

Como mostrado nesta figura, neste primeiro exemplo 53-1, cada uma de uma parte 55a não temperada e uma parte 55b temperada por alta frequência está disposta de modo alternado na direcção axial do corpo tubular na extremidade 55 frontal, e a totalidade da parte 56 inclinada e da parte 57 da retaguarda é uma parte temperada por alta frequência. Em consequência, quando a energia do impacto é aplicada na direcção axial da carroçaria 54 no momento de uma colisão, a deformação por esmagamento na direcção axial é promovida na parte 55a não temperada da extremidade 55 frontal sem produzir um aumento no peso do elemento 53 lateral frontal, a resistência à dobragem da parte 56 inclinada é aumentada, e os danos no painel 59 de instrumentos são diminuídos, de modo que a segurança do habitáculo 58 é aumentada. A Figura 31 é uma vista explicativa mostrando um segundo exemplo 53-2 de um elemento 53 lateral frontal.

Como mostrado nesta figura, neste segundo exemplo 53-2, pelo menos uma em cada duas (uma em cada três, no exemplo ilustrado) de uma parte 55a não temperada e uma 55b temperada 104 por alta frequência está disposta de modo alternado na direcção axial da carroçaria 4 na extremidade 55 frontal e a totalidade da parte 56 inclinada e da parte 57 da retaguarda é uma parte temperada por alta frequência. Com esta estrutura, quando a energia do impacto é aplicada na direcção axial da carroçaria 54 no momento de uma colisão, a deformação devido ao esmagamento na direcção axial é controlada e mesmo promovida na parte 55a não temperada da extremidade 55 frontal sem aumentar o peso do elemento 53 lateral frontal, a resistência de dobragem da parte 56 inclinada é aumentada e os danos no painel 59 de instrumentos são diminuídos, de modo que a segurança do habitáculo 58 é aumentada. A Figura 32 é uma vista explicativa mostrando um modo 53-2' preferido do segundo exemplo 53-2 do elemento 53 lateral frontal mostrado na Figura 31.

Como mostrado nesta figura, os comprimentos na direcção axial da carroçaria 54 (a direcção mostrada pelas setas na Figura 4) da parte 55a não temperada e da parte 55b temperada por alta frequência na parte 5 frontal aumentam, de um modo preferido, gradualmente da extremidade frontal para a retaguarda da carroçaria 54 de modo a promover a deformação por esmagamento na direcção axial. A Figura 33 é uma vista explicativa mostrando um terceiro exemplo 53-3 de um elemento 53 lateral frontal.

Como mostrado nesta figura, no terceiro exemplo 53-3, uma parte 55b temperada por alta frequência na extremidade 55 frontal aumenta, de um modo preferido, gradualmente em área da 105 extremidade frontal para a retaguarda, na direcção axial da carroçaria 54, e uma parte 55a não temperada na extremidade 55 frontal, de um modo preferido, diminui gradualmente em área da extremidade frontal para a retaguarda, na direcção axial do corpo tubular. Em consequência, uma carga de impacto que seja aplicada ao elemento 53 lateral frontal pode ser aumentada gradualmente, de modo que a deformação por esmagamento na direcção axial na parte 55a não temperada da parte 55 frontal é promovida e a resistência à dobragem da parte 56 inclinada pode ser aumentada ao mesmo tempo que diminui a carga inicial.

As Figuras 34(a)-34(d) são vistas explicativas mostrando um quarto exemplo 53-4, um quinto exemplo 53-5, um sexto exemplo 53-6 e um sétimo exemplo 53-7 de um elemento 53 lateral frontal.

Como mostrado nas Figuras 34(a) - 34(d), no quarto a sétimos exemplos, uma em cada duas ou mais de uma parte 55a não temperada e uma parte 55b temperada por alta frequência são, de um modo preferido, dispostas de modo alternado na direcção circunferencial da carroçaria 54 na extremidade 55 frontal de modo a reforçar a extremidade 55 frontal mantendo ao mesmo tempo um equilíbrio entre as cargas actuando sobre a parte 55 frontal e a parte 56 inclinada.

As Figuras 34 (a) e 34 (b) mostram um caso em que o corpo tubular tem uma secção rectangular e as Figuras 34(c) e 34 (d) mostram um caso em que o corpo tubular tem uma secção octogonal. 106

Como mostrado nas Figuras 34(a) e 34(c), proporcionando uma parte 55a não temperada numa região de forma plana de uma secção que não inclui um vértice de um polígono e proporcionando uma parte 55b temperada por alta frequência numa região curva incluindo um vértice de um polígono, pode ser aumentada a resistência às cargas de impacto.

Inversamente, como mostrado nas Figuras 34(b) e 34(d), proporcionando uma parte 55a não temperada numa região curva incluindo um vértice de um polígono e proporcionando uma parte 55b temperada por alta frequência numa região de forma plana incluindo um vértice de um polígono, a carga inicial pode ser aumentada, a carga de impacto pode ser controlada e a deformação por esmagamento na direcção axial pode ser promovida.

As Figuras 35(a) e 35(b) são vistas explicativas mostrando um oitavo exemplo 53-8 e um nono exemplo 53-9 de um elemento 53 lateral frontal.

Como mostrado na Figura 35(a), quando a forma da secção poligonal da carroçaria 54 tem um par de superfícies opostas geralmente verticais, proporcionando uma parte 55a não temperada numa das superfícies geralmente verticais e proporcionando uma parte 55b temperada por alta frequência na superfície oposta geralmente vertical e dispondo, de modo alternado, uma 55a não temperada e uma 55b temperada por alta frequência na direcção axial da carroçaria 54, a dobragem numa direcção de largura desejada de uma carroçaria de veículo pode ser induzida num elemento 53 lateral frontal ao qual uma carga de impacto é fornecida, o que é desejável. 107

Como mostrado na Figura 35(b), quando a forma da secção transversal da carroçaria 54 é um polígono tendo um par de superfícies opostas geralmente horizontais, proporcionando uma parte 55a não temperada numa das superfícies geralmente horizontais e proporcionando uma parte 55b temperada por alta frequência na superfície oposta geralmente horizontal e dispondo de modo alternado, uma parte 55a não temperada e uma parte 55b temperada por alta frequência na direcção axial da carroçaria 54, a dobragem numa direcção vertical desejada da carroçaria de veículo pode ser induzida num elemento 53 lateral frontal quando uma carga de impacto é aplicada, o que é desejável.

As Figuras 36(a) e 36(b) são vistas explicativas de um décimo exemplo 53-10 e de um décimo primeiro exemplo 53-11 de um elemento 53 lateral frontal. Em ambas as figuras, a vista da direita é uma secção tomada ao longo da linha A-A da parte 55 frontal. A Figura 35 (a) mostra o caso em que a área da parte 55b temperada por alta frequência aumenta gradualmente na direcção axial do corpo tubular e a Figura 35(b) mostra o caso em que é constante.

Como mostrado nas Figuras 36(a) e 36(b), proporcionando uma parte 55a não temperada no lado inferior da secção de um corpo tubular e proporcionando uma parte 55b temperada por alta frequência na região restante no lado superior, a deformação por dobragem da carroçaria 54 quando uma carga de impacto é aplicada pode ser suprimida, o que é desejável. 108 A Figura 37 é uma vista explicativa mostrando um décimo segundo exemplo 53-12 de um elemento 53 lateral frontal.

Como mostrado na Figura 37, proporcionando uma parte 55a não temperada numa região no lado interior de uma carroçaria de veiculo numa secção transversal do corpo tubular e proporcionando uma parte 55b temperada por alta frequência numa região no lado exterior da carroçaria do veiculo sem ser a região no lado interior da carroçaria do veiculo, dobrando o corpo 54 tubular para o lado interior da carroçaria do veiculo quando uma carga de impacto é aplicada e pode ser suprimida uma redução na capacidade de absorção de impactos numa fase inicial, o que é desejável.

No primeiro exemplo 53-1 descrito acima até ao décimo segundo 53-12 de um elemento 53 lateral frontal, a totalidade da parte 5 7 da retaguarda é uma parte temperada por alta frequência. Porém, é igualmente possivel proporcionar uma parte não temperada numa parte da parte 57 da retaguarda. A Figura 38 é uma vista explicativa de um décimo terceiro exemplo 53-13 em que uma única parte 57a não temperada é formada na extremidade frontal da parte 57 da retaguarda na direcção axial da carroçaria 54, no segundo exemplo 53-2 de um elemento 53 lateral frontal mostrado na Figura 31. É igualmente possivel proporcionar uma pluralidade de partes 57a não temperadas na direcção axial do corpo tubular.

De acordo com este décimo terceiro exemplo 53-13, além do efeito do segundo exemplo de um elemento 53 lateral frontal mostrado na Figura 31, a deformação por colapso na direcção 109 axial na parte 57 da retaguarda pode ser promovida e os danos no painel 50 de piso e no habitáculo 58 podem ser ainda mais diminuídos.

De acordo com o primeiro exemplo 53-1 descrito acima até ao décimo terceiro exemplo 53-13, partes do elemento 53 lateral frontal podem ter a resistência aumentada por têmpera por alta frequência e um equilíbrio apropriado na resistência pode ser obtido relativamente às partes não temperadas. Consequentemente, a deformação por colapso na direcção axial pode ser promovida e, em consequência, pode ser proporcionado um elemento 53 lateral frontal que tem resistência elevada e propriedades de absorção de impactos que não poderiam ser obtidas no passado.

Após a formação, as partes do elemento 53 lateral frontal são submetidas por vezes a trabalho mecânico, tal como perfuração para formar furos ou corte para formar entalhes. Se a têmpera por alta frequência for realizada em partes onde este trabalho é realizado, o trabalho mecânico torna-se difícil devido a um aumento acento da dureza. Além disso, a parte da retaguarda de um elemento 53 lateral frontal é unida soldando à superfície de fundo de um painel 50 de piso, de modo que, de um modo preferido, a têmpera por alta frequência não é realizada nessa parte. A Figura 39 é uma vista explicativa mostrando um décimo quarto exemplo 53-14 de um elemento 53 lateral frontal em que partes 55a e 57a não temperadas são proporcionadas em regiões incluindo uma parte para ser submetida a perfuração e uma parte para ser submetida a soldadura. 110

No décimo quarto exemplo 53-14 mostrado na Figura 39, uma parte 55a não temperada é proporcionada numa região incluindo uma parte a ser perfurada na parte 55 frontal e uma 57a não temperada é proporcionada numa parte da parte 57 da retaguarda a ser soldada a um painel de piso. Este décimo quarto exemplo 53-14 tem soldabilidade e formabilidade excelentes, de modo que pode realmente ser produzido em massa a uma escala industrial.

Em seguida, será explicado, um método de fabricar um elemento 53 lateral frontal de acordo com a presente invenção.

Um elemento 53 lateral frontal de acordo com a presente invenção pode ser fabricado por um método de dobragem explicado relativamente às Figuras 1-22. Em consequência, um elemento 53 lateral frontal de acordo com a presente invenção pode ser fabricado com elevada produtividade e boa precisão dimensional formando facilmente, ao mesmo tempo, partes não temperadas e partes temperadas por alta frequência com fiabilidade.

Em contraste, se um corpo tubular tendo uma estrutura de secção fechada e a parte 5 frontal descrita acima, a parte 6 inclinada, e a parte 7 da retaguarda é formada pelos meios convencionais apropriados, o corpo tubular resultante é dobrado numa forma desejada e, em seguida, a têmpera por alta frequência é realizada por meios convencionais, devido à têmpera por alta frequência, torna-se difícil garantir a precisão dimensional da parte curvada. Consequentemente, é virtualmente impossível fabricar um elemento 53 lateral frontal de acordo com a presente invenção. 111

Deste modo, de acordo com esta forma de realização, é possível proporcionar um elemento lateral frontal tendo uma resistência elevada e peso reduzido e propriedades de absorção de impactos que não poderiam ser obtidas no passado, assim como soldabilidade e formabilidade excelentes, em consequência do que o elemento lateral frontal pode realmente ser produzido em massa numa escala industrial.

Terceira Forma de Realização

Será explicada uma terceira forma de realização. A Figura 40 é uma vista explicativa mostrando um exemplo de uma estrutura 62 lateral de uma carroçaria 61 de automóvel desta forma de realização.

Esta estrutura 62 lateral inclui, pelo menos, um pilar-A 63, um pilar-B 64, um elemento 65 lateral da calha de tejadilho, um estribo 66 lateral e um pilar-C 67. O pilar-A 63 compreende uma primeira parte 63a que tem uma secção fechada e que está ligada a e estende-se para cima a partir de um estribo 66 lateral, que é fixo a ambas as extremidades, em termos de largura, do painel 68 de piso. Existe, igualmente, uma segunda parte 63b que tem uma secção fechada e que prolonga a primeira parte 63a e se estende ao longo de um declive. 112 0 elemento 65 lateral de calha do tejadilho é um elemento tubular que tem uma secção fechada. Prolonga a segunda parte 63b do pilar-A 63 e está ligado à parte superior do pilar-B 64. A parte inferior do pilar-B 64 está ligada ao estribo 66 lateral e o elemento 65 lateral da calha de tejadilho é suportado pelo estribo 66 lateral e pelo painel 68 de piso através do pilar-B 64. A extremidade de retaguarda do elemento 65 lateral da calha de tejadilho está ligada ao pilar-C 67. 0 pilar-C 67 está ligado ao pára-choques da retaguarda.

Deste modo, a estrutura 62 lateral desta forma de realização é constituída por um esqueleto formado por vários elementos estruturais tendo uma secção fechada.

Nesta forma de realização, um elemento 70 de reforço lateral está disposto no interior da segunda parte 63b do pilar-A 63 e do elemento 65 lateral da calha de tejadilho e estende-se para a retaguarda da ligação com o pilar-B 64. A Figura 41 é uma vista explicativa mostrando um exemplo deste elemento 70 de reforço lateral.

Este elemento 70 de reforço lateral tem uma forma de secção fechada compreendendo um octógono é dobrado de modo tridimensional. Tem uma estrutura de uma peça só que é submetida a têmpera por alta frequência. A Figura 42 (a) mostra a secção A-A na Figura 40, e a

Figura 42(b) mostra a secção B-B na Figura 40. Como mostrado 113 na Figura 42, o elemento 70 de reforço lateral está disposto no interior da segunda parte 63b do pilar-A 63 e no interior do elemento 65 lateral da calha de tejadilho e estende até à retaguarda da ligação com o pilar-B 65. O tratamento de têmpera, de um modo preferido, não é realizado na região do elemento 70 de reforço lateral que é soldado para ligação ao pilar-B 64 de modo a garantir funcionalidade e soldabilidade.

Além disso, de um modo preferido, não é realizada a têmpera na extremidade frontal do elemento 70 de reforço lateral de modo a melhorar a soldabilidade quando a extremidade frontal está soldada a uma parte do compartimento de motor. O elemento 70 de reforço lateral pode ser fabricado pelo método de dobragem tridimensional a quente explicado ao referir as Figuras 1-22. Através deste método, um elemento 70 de reforço lateral de acordo com a presente invenção pode ser formado com elevada produtividade e boa precisão dimensional formando ao mesmo tempo partes não temperadas e partes temperadas, com facilidade e fiabilidade.

De modo a dispor o elemento 70 de reforço lateral no interior da segunda parte 63b do pilar-A 63 e no interior do elemento 65 lateral da calha de tejadilho de modo a estender-se até à retaguarda da ligação com o pilar-B 64, a extremidade frontal do elemento de reforço do pilar-B pode ser formada de modo a cobrir o elemento 70 de reforço lateral, e o conjunto pode ser realizado por um processo habitual de 114 soldadura de arco ou um processo de soldadura por pontos para uma carroçaria de automóvel.

Aproximadamente a totalidade do elemento 70 de reforço lateral foi submetido a têmpera por alta frequência, tendo assim uma resistência extremamente elevada e pode exibir desempenho suficiente como um elemento de reforço mesmo se sua área de secção transversal for ajustada para um valor pequeno. Consequentemente, um aumento em peso adicionando o elemento 70 de reforço lateral pode ser minimizado. O elemento 70 de reforço lateral pode ter uma estrutura de uma peça só, de modo a que o número de peças que formam o elemento de reforço possa ser diminuído e, em consequência, os custos de fabrico de uma carroçaria 61 de automóvel possam ser diminuídos.

Deste modo, de acordo com esta forma de realização, um aumento na resistência e uma redução no peso da estrutura lateral de uma carroçaria 61 de automóvel e uma redução nos custos de fabrico de uma carroçaria 61 de automóvel podem ser conseguidos num alto grau.

Quarta Forma de Realização

Será explicada uma quarta forma de realização. Nesta explicação, serão explicadas as partes que são diferentes da terceira forma de realização descrita acima, e as partes que são as mesmas são identificadas pelos mesmos números de 115 referência, de modo que será omitida uma explicação repetida daquelas.

Nesta forma de realização, um elemento 70-1 de reforço lateral está disposto no interior a segunda parte 63b do pilar-A 63, do elemento 65 lateral da calha do tejadilho e do pilar-C 67. A Figura 43 é uma vista explicativa mostrando este elemento 70-1 de reforço lateral. A Figura 44 mostra a secção C-C na Figura 40. Como mostrado na Figura 43 e Figura 45, nesta forma de realização, o elemento 70-1 de reforço lateral é proporcionado no interior da segunda parte 63b do pilar-A, no interior do elemento 65 lateral da calha de tejadilho e no interior do pilar-C 67.

Em resumo, o elemento 70-1 de reforço lateral desta forma de realização é o lado 70 de reforço da primeira forma de realização descrita acima que foi prolongado de modo a ser alojado no interior do pilar-C 67. Com esta excepção, é inteiramente o mesmo que o da terceira forma de realização.

De modo a dispor deste modo o elemento 70-1 de reforço lateral, a extremidade frontal do elemento de reforço do pilar-B pode ser formada para cobrir o elemento 70-1 de reforço lateral, e a montagem pode ser realizada por um processo habitual de soldadura por arco ou processo de soldadura por pontos para uma carroçaria de automóvel.

Este elemento 70-1 de reforço lateral é submetido a têmpera por alta frequência sobre aproximadamente todo o seu 116 comprimento, tendo deste modo uma resistência extremamente elevada, e pode funcionar adequadamente como um elemento de reforço mesmo se tiver uma pequena área de secção. Consequentemente, o aumento no peso provocado por adicionar este elemento 70-1 de reforço lateral pode ser minimizado.

Este elemento 70-1 de reforço lateral pode ser fabricado como um elemento de uma só peça, de modo a que o número de peças que formam o elemento de reforço possa ser diminuído, e os custos de fabrico de uma carroçaria 61 de automóvel possam, deste modo, ser diminuídos.

Deste modo, de acordo com esta forma de realização, é possível conseguir aumentos ulteriores em resistência e reduções no peso da estrutura 62 lateral de uma carroçaria 61 de automóvel, assim como numa redução nos custos de fabrico de uma carroçaria 61 de automóvel num alto grau.

Quinta Forma de Realização A Figura 45 mostra a secção D-D da Figura 40.

Nesta forma de realização, a extremidade frontal do elemento 70 de reforço lateral da terceira forma de realização é alongada na direcção do lado inferior de uma carroçaria 61 de automóvel, para obter um elemento 70-2 de reforço lateral desta forma de realização que está igualmente presente no interior da primeira parte 63a do pilar 63 frontal. 117

Utilizando este elemento 70-3 de reforço lateral, além da primeira pode estar dos efeitos do elemento 70 de reforço lateral forma de realização, o painel de instrumentos reforçado no momento de um impacto frontal.

Lisboa, 25 de Julho de 2012 118

Claims

REIVINDICAÇÕES Elemento (40) de reforço para uma carroçaria (51) de automóvel tendo um corpo (40h) tubular que é constituído por um único elemento na direcção axial, tendo o referido corpo tubular uma secção fechada e tendo uma parte (40a) curvada, caracterizado por o corpo tubular ter: uma parte (40a, 40e) tratada termicamente de resistência ultra-elevada que foi submetida a têmpera por alta frequência para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa, e uma parte (4 0 f, 40g) de baixa resistência que é o restante da carroçaria, sem ser a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada, e que tem uma resistência à tracção inferior a 600 MPa. Elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, como enunciado na reivindicação 1, em que a parte (40a) curvada é uma parte tratada termicamente, de resistência ultra-elevada, que foi tratada termicamente para ter uma resistência à tracção excedendo 1100 MPa. Elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, como enunciado em qualquer uma das reivindicações 1-2, em que a secção fechada não tem uma flange estendida para o exterior.
4. Elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, como enunciado em qualquer uma das reivindicações 1-3, em que a parte (40a) curvada é dobrada de modo bidimensional.
5. Elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, como enunciado em qualquer uma das reivindicações 1-3, em que a parte (40a) curvada é dobrada de modo tridimensional.
6. Elemento de reforço para uma carroçaria de automóvel, como enunciado em qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a parte tratada termicamente de resistência ultra-elevada pertence, pelo menos parcialmente, à parte (40a) curvada. Lisboa, 25 de Julho de 2012 2