Componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil, y procedimiento de fabricación del mismo.

Componente hibrido metal-plastico aplicable a un vehiculo automovil, del tipo que comprende unos primer y segundo cuerpos base metalicos

(1, 2), y un cuerpo de refuerzo de plastic° (3) sobremoldeado, donde dichos primer y segundo cuerpos base metalicos (1, 2) presentan un punto de union (4) unas respectivas configuraciones de union alineadas y unidas por dicho cuerpo de refuerzo de plastic° (3), y donde dicha configuracion de uniOn del primer cuerpo base metalico (1) comprende un agujero de sujecion (5) y la configuraci6n de union del segundo cuerpo base metalico (2) comprende un elemento de sujeciOn metalico saliente (6) insertado a traves de dicho agujero de sujeci6n (5) del primer cuerpo base metalico (1) dicho cuerpo de refuerzo de plastic° (3) comprende at menos una porci6n de fijacion (3a) sobremoldeada en el punto de union (4) sobre una superficie del primer cuerpo base metalico (1) opuesta at segundo cuerpo base metalico (2) y embebiendo dicho agujero de sujeci6n (5) y dicho elemento de sujeci6n metalico saliente (6), caracterizado porque:

los primer y segundo cuerpos base metalicos (1, 2), tienen porciones respectivas en contacto a dicho punto de union (4); y

dicho elemento de sujecion metalico saliente (6) es un vastago fijado al segundo cuerpo base metalico (2).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10380023.

Solicitante: BARCELONA TECHNICAL CENTER, SL.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: Ruiz Rincón,Rafael.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO... > VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado... > B62D29/00 (Carrocerías caracterizadas por el material utilizado)

PDF original: ES-2472304_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Componente hlbrido metal-plástico aplicable a un vehlculo automóvil, y procedimiento de fabricación del mismo.

Campo de la técnica la presente invención concierne a un componente híbrido metal-plástico aplicable a un elemento estructural, opcionalmente con capacidad funcional, de un vehlculo automóvil. El componente híbrido metal-plástico de la presente invención también puede encontrar aplicación en otros campos, como la industria aeronáutica y la fabricación de maquinaria, entre otros. El componente 1, lblido comprende al menos dos cuerpos base metálicos en contacto y un cuerpo de refuerzo de plástico sobremokl'eado que realiza la unión de los cuerpos base metálicos. La presente invenciOn también concieme a un proc:edimien10 de fabricación de tal componente hibrido metal-plástico.

Antecedentes de la invención La patente US-A-5940949 describe un dispositivo para IJnir dos chapas metálicas mediante remaches de plástico en la cavidad de una herramienta de moldeo por inyección modificada mediante una combinación de una operación de punzonado y un proceso de moldeo por inyección conVl~ncional. El molde está modlficado para incluir un punzón en cada punto de unión, de manera que una superficie del punzón, después de una operación de punzonado para defonnar las chapas alrededor de unos respectivos aglujeros alineados, actúa como parte de una superficie de la cavidad del molde durante la operación de inyección. la unión de las dos chapas la realiza el material plástico pasado a través de los agujeros alineados de las dos chapas. Un inconveniente de este dispositivo es que la operación combinada de punzonado y moldeo de inyección debe repetirse consecutivamente para cada punto de unión o el molde debe incluir un dispositivo de punzo nado asociado a cada punto de unión, con un considerable coste económico. Por otra parte, la superficie del material plástico en contacto con las dos chapas se reduce a las superficies interiores de los agujeros alineados y a unas pequenas áreas alrededor de los mismos, por lo que los puntos de unión de las chapas realizados por el material plástico pueden resultar débiles.

la patente EP-A-1724185 da a conocer un conjunto lE!structural para un vehiculo automóvil que comprende dos cuerpos base hechos de chapa metálica embutida y un cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado. Uno de los cuerpos base metálicos tiene la forma de un canal cerrado por el otro. Las chapas de los dos cuerpos base metálicos tienen unas regiones en contacto con unos respectivos agujeros alineados, y el material plástico del cuerpo de refuerzo de plástico está pasado a través de ¡jichos agujeros alineados y esparcido sobre unas superficies de las chapas alrededor de los agujeros. Esta solución pennite realizar todos los puntos de unión en una sola operación de sobremoldeo colocando los dos cuerpos base en posición dentro de un molde, cerrando el molde y efectuando entonces la operación de sobremoldeo. Sin embargo, tiene el mismo inconveniente de la relativa debilidad de los puntos de unión realizados por material plástico pasado a través de los agujeros alineados de las chapas. Además no existe ningún elemento que contribuya a mantener los dos cuerpos base metálicos en una correcta posiCión relativa antes y durante la colocación ele los mismos en el molde.

La solicitud de patente internacional WO 02/068257 describe un elemento estructural para un vehículo automóvil compuesto por un único cuerpo base metálico hechcl de chapa embutida y un cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado. Para efectuar la unión entre el cuerpo metálico y el material plástico sobremoldeado, en la chapa del cuerpo metálico están formados o fijados unos elementos de sujeción salientes, los cuales están embebidos en el material plástico sobremoldeado. la solicitud de patente internacional WO 021068257 no describe ni sugiere la posibilidad de unir dos cuerpos base metálicos mudiante una porción del cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado embebiendo un elemento de sujeción metálico saliente fijado en uno de los cuerpos base metálicos y pasado a través de un agujero formado en el otro.

El documento EP-A-1163992, que se considera el méls cercano a la técnica anterior, da a conocer un miembro compuesto metal-plástico y un procedimiento para su fabricación. El miembro compuesto comprende dos partes moldeadas metálicas hechas de acero, nlquel, cromo, cobre, zinc, titanio, aluminio o magnesio, o de aleaciones de los metales mencionados anteriormente, conectado mediante un plástico termo plástico que se inyecta en los componentes y forma una conexión positiva con ellos. En el punto de conexión, una parte Integral saliente de una de las partes moldeadas metálicas se inserta en un agujero formado en la otra parte moldeada metálica sín contacto directo entre las partes metálicas, de manera que el plástico tuma una capa eléctricamente aislante entre las mismas.

Un inconveniente del miembro compuesto del citado documento EP-A-1163992 es que la capa aislante plástica proporciona una conexión más débil en el punto de conexión, especialmente contra esfuerzos normales a las partes metálicas en el punto de conexión, en comparación a ·conexiones en las que no hay necesidad de un aislamiento eléctrico y donde los componentes metálicos contactan directamente entre sí en el punto de conexión. Otro inconveniente referente al procedimiento de fabricación es que proporciona poca flexibilidad, debido a que cualquier pequena modificación en la geometrla o posición de las partes salient~s, por ejemplo tolerancias de ajuste, conlleva modificar los moldes de las partes metálicas con un coste económico alto, en comparación con conexiones en las que los elementos salientes están fijados, por ejemplo por soldadura, a las partes metélicas.

El documento Ep·A·1Q84816 da a conocer un COmpCHleinte eslructural compuesto que tiene un cuerpo plastico con costillas que eslá conectado a un miembro de refuerzo metélico tras la fabricaciórl . En una realización, la conexión entre el cuerpo de refuerzo y el cuerpo de plástico comprende el uso de elementos de ajuste autocortantes como tomillos autorroscantes o tomillos formadores de fileteaJo instatados a través de perforaciones previstos en la base del elemento de refuerzo, ya sea desde el interior hacia afuera o en la fonna opuesta, y unidos a unos adjuntos de anclaje moldeados en la base del cuerpo plástico. Sin embargo, un elemento roscado como un tomillo autorroscante o un tomillo fonnador de fileteados separado inicialmente de los dos cuerpos para ser unido seria muy difldl de mantener en posición dentro de un molde en caso de u!.ar los elementos roscados para realizar la unión de las dos partes cuando el cuerpo plástico es sobremolcleado en el cuerpo metálico. En CUalquier caso, el citado documento EP·A·1084816 no da a conocer cómo unir dos cuerpos metálicos utilizando un cuerpo plástico sobremoldeado en el mismo y embeber un elemenlo roscado unido a uno de E!lIos.

Exposición de la invención La presente invención contribuye a solucionar los anteñores y otros inconvenientes aportando un componente hfbrido metal·plástico aplicable a un vehículo automóvil, que comprende unos primer y segundo cuerpos base metálicos que tienen unas respectivas porciones en contac1º con al menos un punto de unión formado por respectivas configuraciones de unión alineadas, y un cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado que realiza la unión de los dos cuerpos base metálicos en dicho punto de unión. La porción del primer cuerpo base metálico en contacto con el segundo cuerpo base metálico tiene un agujero de sujeciÓn situado en dicho punto de unión, y la porción del segundo cuerpo base metálico en contacto con el primer cuerpo base metálico... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

REIVINDiCACIONES

1, -Componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehlculo automóvil, del tipo que comprende unos primer y segundo cuerpos base metallcos (1, 2) , Y un cuerpo de refuerzo de plástico (3) sobremoldeado, donde dichos primer y segundo cuerpos base melálicos (1 , 2) presentan un punto de unión (4) unas respectivas configuraciones de uniórl alineadas y unidas por dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3) , y donde dicha configuración de unIón del primer cuerpo base metálico (1) comprende un agujero de sujeción (5) y la configuración de unión del segundo cuerpo base metálico (2) comprende un elemento de sujeción metálico saliente (6) insertado a través de dicho agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálico (1) dicho cuerpo de refuerzo de pltistico (3) comprende al menos una porción de fijación (3a) sobremoldeada en el punto de unloo (4) sobre una superficie del primer cuerpo base metálico (1) opuesta al segundo cuerpo base metálico (2) y embebiendo dicho agujero de sujeción (5) y dicho elemento de sujecón metálico saliente (6) , caracterizado porque:

los primer y segundo cuerpos base metálicos (1 , 2) , tie~en porciones respectivas en contacto a dicho punto de unión (4) : y

dicho elemento de sujeción metálico salJente (6) es un v¡~stago fijado al segundo cuerpo base metálico (2) .

2. Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho vástago que tonna el elemento de sujeción metálico saliente (6) está fijado al segundo cuerpo base metálico (2) mediante soldadura.

3. Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de refuerzo de plástico (3) define al menos una costiUa de refuerzo (7) que Ctlnecta dicha porción fija (38) con una superficie del primer cuerpo base metálico (1) y/o del segundo cuerpo base metálico (2) .

4. Componente hlbrido, de acuerdo con la reivindicación 1 6 2, caracterizado porque dicho vástago que fonna el elemento de seguridad metálico saliente (6) comprende relieves superficiales embebidos en dicha porción de fijación (3a) del cuerpo de refuerzo pltit.tico (3) , estando dicho!1 relieves superficiales en la forma de un fileteado de rosca exterior fonnado en dicho vástago.

5. Componente híbrido, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende vanos de dichos puntos de unión (4) , cada uno incluyendo uno de dichos elementos de sujeción metálicos salientes (6) fijado a uno de los primer y segundo cuerpos base metálicos (1 , 2) e insertado a través de uno de dichos agujeros de suJeciOn (5) formado en el otro de los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) , existiendo una holgura entre cada agujero de sujeción (5) y su respectivo elemento de sujeción metálico saliente (6) suficiente para pennitir un movimiento relativo entre los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) cuando están mutuamente acoplados y antes de ser unidos por I~I cuerpo de refuerzo de plástico (3) sobremoldeado.

6. Componente hibrldo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el primer cuerpo base metálico (1) V'o el segundo cuerpo base meitállco (2) está hecho de chapa embutida.

7. Componente hlbrido, de acuerdo con la reivindlcaciórl 6, caracterizado porque el agujero de sujeción (5) está formado en un abollado convexo (1a) de la chapa del primer cuerpo base metálico (1) , y un espacio entre dicho abollado convexo (1 a) y el segundo cuerpo base (2) alrededor del elemento de sujeción metálico saliente (6) está relleno del material de dicha porción de fijación (3a) del cuerpo de refuerzo de pléstico (3) .

8. Componente hlbrido, de acuerdo con la reivindicaclón 7, caracterizado porque el agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálico (1) tiene formados unos lóbulos (Sa) que definen unos brazos radiales (5b) , estando un extremo distal de al menos uno de dichos brazos radlélles (Sb) en contacto con el elemento de sujeción metálico saliente (6) .

9. Componente hlbrido, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el primer cuerpo base metálico (1) está hecho a partir de un tubo de perfil de secciÓfl transversal cerrado que tiene una región aplastada, un punto de unloo (4) se encuentra en dicha reglón aplastada de dicho tubo, y dos agujeros de sujeción (S) mutuamente alineados están formados en paredes opuestas del tubo en contacto en dicha región aplastada, donde el correspondiente elemento de sujeción metálico saliente (6) está insertado a través de ambos agujeros de sujeción (5) .

10. Componente híbrido, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el segundo cuerpo base metálico (2) está hecho a partir de un tubo de perfil de sección transversal cerrado que tiene una regiOn no aplastada, ai menos uno de los puntos de unión (4) se encuentra en dicha región no aplastada de dicho tubo y el correspondiente elemento de sujeción metálico saliente (6) está fijado a una superficie exterior de la región no aplastada del tubo.

11. Componente hlbrido, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el segundo cuerpo base metálico (2) está hecho a partir de un tubo de perfil de sección transversal cerrado que tiene una región aplastada, al menos uno de los puntos de unmón (4) se encuentra en dicha región aplastada de dicho tubo y el correspondiente elemento de sujeción metálico salliente (6) está fijado a una superficie exterior de la región aplastada del tubo.

12. Componente híbrido, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el cuerpo de refuerzo de plástico (3) de material plástico define además al menos un elemento funcional (10) .

13. Procedimiento de fabricación de un componente I'líbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil, del tipo que comprende los pasos de:

disponer unos primer y segundo cuerpos base metálicos (1 , 2) en una posición relativa predeterminada en la que unas respectivas configuraciones de unión están mutuamente alineadas en un punto de unión (4) , donde dicha configuración de unión del primer cuerpo base metálico (1) comprende un agujero de sujeciÓn (5) y la configuración de unión del segundo cuerpo base metálico (2) comprende un elemento de sujeción metálico saliente (6) insertado a través de dicho agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálico (1) cuando el primer y el segundo cuerpos base metálicos (1, 2) están en dicha posición predeterminada relativa;

colocar dichos primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) en el interior de un molde manteniendo dicha posición predeterminada relativa y cerrar dicho molde; y

sobremoldear al menos una porción de fijación (3a) de dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3) en el punto de unión (4) sobre una superfiCie del primer cuerpo base metálico (1) opuesta al segundo cuerpo base metálico (2) , con lo que dicho agujero de sujeción (5) y dicho elemento de sujeción metálico saliente (6) son embebidos por dicha porción de fijación (3a) del cuerpo de refuerzo de plástico (3) , caracterizado porque comprende además los pasos de:

colocar dichos primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) con porciones respectivas en contacto con el punto de unión (4) cuando estén en una posición predeterminada relativa; y

aportar dicho elemento de sujeción metálico saliente (6) en forma de vástago fijado al segundo elemento de sujeción metálico (2) .

14. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende dimensionar el elemento de sujeción metálico saliente (6) y el agujero de sujeción (5) de manera que exista una holgura entre ambos suficiente para permitir un movimiento relativo entre los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) cuando están mutuamente acoplados y antes de ser unidos por el cuerpo de refuerzo de plástico (3) sobremoldeado.

15. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación '13, caracterizado porque comprende formar el agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálioo (1) con Url (IS lóbulos (5a) que definen unos brazos radiales (5b) que se extienden hacia fuera y hacia el elemento de sujeción metálico saliente (6) sin hacer contacto con el mismo cuando los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) esWn mutuamente acoplados y antes de estar unidos por dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3) , y deformar dichos brazos radiales (5b) hacia el segundo cuerpo base metálico (2) y contra el elemento de sujeción metálico saliente (6) por la presión del material plástico fundido fluyendo al interior del agujero de sujeción (5) dentro del molde.