Estructura de carrocería, especialmente estructura de suelo, para un vehículo automóvil.

Estructura de carrocería, especialmente estructura de suelo, para un vehículo, que comprende piezas estructurales de soporte que forman vías de carga definidas para situaciones de impacto, en donde las piezas estructurales de soporte situadas en la zona de una vía de carga por impacto frontal están formadas al menos en parte por piezas estructurales de soporte de alta resistencia hechas de una chapa de acero conformada en caliente o endurecida por conformación, que están directa o indirectamente unidas una con otra, caracterizada por que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia situadas en la zona de la vía de carga por impacto frontal están formadas al menos por una respectiva pieza estructural de larguero

(5) situada en lados opuestos del vehículo con referencia al eje transversal de dicho vehículo, la cual está formada por una prolongación de larguero que se une a un larguero delantero (3) hecho de un material de acero de baja resistencia en comparación con dicha prolongación y la cual está unida indirecta o directamente con una pieza estructural (7) de montante A de alta resistencia y/o con una pieza estructural (17) de umbral de puerta de alta resistencia y/o con un travesaño (14) del espacio para los pies.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/002292.

Solicitante: VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 38436 WOLFSBURG ALEMANIA.

Inventor/es: HILLMANN, JURGEN, KRAUTH,WERNER, BÖSCHE,THORBEN, SCHIFFERLI,GWENDOLIN, STEINRÜCKEN,MARTIN, THIELE,STEFAN.

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)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO... > VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado... > Subconjuntos de carrocería; Elementos o detalles... > B62D25/20 (Suelos o subconjuntos del fondo)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO... > VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado... > Chasis, es decir, infraestructura sobre la cual la... > B62D21/10 (en los que la armadura principal es de tipo plano)

PDF original: ES-2526778_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Estructura de carrocería, especialmente estructura de suelo, para un vehículo automóvil.

La invención concierne a una estructura de carrocería, especialmente una estructura de suelo, para un vehículo automóvil según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el sector de la construcción de automóviles existe una aspiración permanente orientada a reducir el peso total del vehículo o a hacer que no aumente el peso total del vehículo al dotarlo de equipamientos mejorados. Sin embargo, esto se puede materializar solamente cuando se reduce el peso de determinados componentes del vehículo. En particular, se intenta a este respecto reducir netamente el peso de la carrocería bruta del vehículo frente a configuraciones de carrocería anteriores. Sin embargo, se incrementan al mismo tiempo también los requisitos impuestos a la seguridad en el vehículo automóvil, especialmente la seguridad de las personas, y al comportamiento de una estructura de carrocería en una situación de impacto. Se requiere así especialmente que, al mismo tiempo que se aminora el peso, la carrocería bruta siga mostrando una resistencia y rigidez altas o elevadas junto con un comportamiento de deformación definido. Para satisfacer estos requisitos se utilizan en la construcción moderna de vehículos unas carrocerías en las que se emplean tanto piezas estructurales de metal ligero como piezas estructurales de carrocería fabricadas de chapa de acero.

En este contexto, se conoce también en general el recurso de configurar diferentes piezas estructurales de carrocería de chapa de acero a base de unas chapas conformadas en callente que presentan una mayor resistencia en comparación con piezas estructurales de chapa conformadas en frío. Con la utilización de tales piezas estructurales altamente resistentes o muy resistentes, conformadas en callente, se puede proporcionar una mayor resistencia para determinadas zonas de la carrocería. En la construcción de automóviles tales chapas conformadas en callente se denominan también piezas estructurales endurecidas por conformación. Por tanto, los términos "endurecimiento por conformación" y "conformación en callente" se emplean seguidamente como sinónimos y se entienden por ellos en un sentido amplio aquellas piezas estructurales de chapa que presentan una mayor resistencia en comparación con chapas conformadas en frío.

Por ejemplo, la utilización de tales piezas estructurales de chapa conformadas en caliente o endurecidas por conformación es ya conocida por el documento DE 1 24 37 789 B3, en el que un grupo de suelo para la carrocería de un vehículo automóvil presenta una placa de suelo con un espacio para los pies, un túnel que discurre en la dirección longitudinal del vehículo y unas secciones de amarre para los largueros delanteros y traseros. La placa de suelo se fabrica aquí a base de una pletina de chapa conformada monobloque, estando previstas para el ajuste del comportamiento de deformación unas zonas determinadas que presentan una rigidez mayor en comparación con otra zona de la placa de suelo. A este fin, la zona de mayor rigidez se ha conformado parcialmente en caliente y se ha recocido. Las zonas de mayor resistencia pueden estar situadas entonces en el espacio para los pies o pueden estar dispuestas en el túnel. En el caso de umbrales de puerta laterales conformados en la placa de suelo, estos pueden estar también conformados en callente y recocidos. Lo mismo rige para travesaños de asiento conformados en la placa de suelo. Las zonas de la pletina de chapa monobloque a las que deben amarrarse largueros delanteros o traseros pueden conformarse también en caliente con una mayor resistencia mediante técnicas de laminación. Una carrocería similar a la del documento DE 1 24 37 789 B3 es conocida también por el documento DE 1 24 44 925 B3.

La utilización de chapas conformadas en callente es conocida también por el documento DE 1 24 21 553 A1, en el que un larguero hueco está compuesto de dos perfiles individuales, presentando los perfiles individuales unas resistencias diferentes.

Asimismo, se conoce por el documento EP 1 382 514 A1 una estructura de suelo para vehículos automóviles en la que cada travesaño de asiento de la estructura de suelo está constituido por un perfil de soporte central dispuesto transversalmente al eje longitudinal del vehículo y dotado de alojamientos de asiento extremos de forma de sombrerete y realizados a manera de perfiles huecos que miran en la dirección longitudinal del vehículo, estando configurado el respectivo alojamiento de asiento dispuesto por el lado del túnel como un elemento de refuerzo para el túnel central y extendiéndose dicho alojamiento hacia dentro el contorno exterior del túnel central.

Además, se conoce por el documento DE 1 26 52 992 A1 una estructura de bastidor para los bajos de una carrocería autoportante de vehículo automóvil que presenta un túnel alargado con dos umbrales de puerta rectos y paralelos al mismo. Un travesaño de pared frontal con su chapa de cierre está soldado, por un lado, directamente con el túnel y, por otro lado, con los dos umbrales de puerta. El túnel está soldado adicionalmente con una chapa de talón que discurre paralelamente al travesaño de la pared frontal. La estructura de bastidor está constituida por un acero altamente resistente con un límite de alargamiento de 85 MPa. La estructura de bastidor sirve para recibir el revestimiento del suelo y también para recibir el suelo delantero. El revestimiento del suelo o el suelo delantero puede estar fabricado de una chapa o de un plástico.

Frente a esto, el problema de la presente invención consiste en proporcionar una estructura de carrocería, especialmente una estructura de suelo, para un vehículo automóvil, que, en combinación con la utilización de piezas

estructurales de carrocería configuradas con un peso favorable, presente un excelente comportamiento de formación, especialmente en combinación con situaciones de impacto frontal.

Este problema se resuelve con las características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones subordinadas referidas a ella.

Según la reivindicación 1, se propone una estructura de carrocería, especialmente una estructura de suelo, para un vehículo automóvil con piezas estructurales de soporte que forman vías de carga definidas para situaciones de impacto, en donde las piezas estructurales de soporte situadas en la zona de una vía de carga por impacto frontal está formada al menos en parte por piezas estructurales de soporte de alta resistencia, de preferencia por piezas estructurales de soporte de alta resistencia completamente endurecidas o parcial o localmente endurecidas, hechas de chapa de acero conformada en callente o endurecida por conformación, las cuales están unidas una con otra de manera directa o Indirecta, preferiblemente directa, estando en particular unidas una con otra por medio de un acoplamiento de conjunción de fuerza y/o de conjunción de forma y/o un acoplamiento mediado por material ligante. Según la invención, se ha previsto que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia situadas en la zona de una vía de carga por Impacto frontal estén formadas al menos por una respectiva pieza estructural de larguero situada en lados opuestos del vehículo, referido al eje transversal del vehículo, la cual está constituida por una prolongación del larguero que se une a un larguero delantero hecho de un material de acero de baja resistencia en comparación con el mismo y la cual está unida directa o Indirectamente con una pieza estructural de montante A de alta resistencia y/o con una pieza estructural de umbral de puerta de alta resistencia y/o con un travesaño de alta resistencia del espacio para los pies.

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Reivindicaciones:

1. Estructura de carrocería, especialmente estructura de suelo, para un vehículo, que comprende piezas estructurales de soporte que forman vías de carga definidas para situaciones de impacto, en donde las piezas estructurales de soporte situadas en la zona de una vía de carga por impacto frontal están formadas al menos en parte por piezas estructurales de soporte de alta resistencia hechas de una chapa de acero conformada en caliente o endurecida por conformación, que están directa o indirectamente unidas una con otra, caracterizada por que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia situadas en la zona de la vía de carga por impacto frontal están formadas al menos por una respectiva pieza estructural de larguero (5) situada en lados opuestos del vehículo con referencia al eje transversal de dicho vehículo, la cual está formada por una prolongación de larguero que se une a un larguero delantero (3) hecho de un material de acero de baja resistencia en comparación con dicha prolongación y la cual está unida Indirecta o directamente con una pieza estructural (7) de montante A de alta resistencia y/o con una pieza estructural (17) de umbral de puerta de alta resistencia y/o con un travesaño (14) del espacio para los pies.

2. Estructura de carrocería según la reivindicación 1, caracterizada por que las piezas estructurales de carrocería o los revestimientos no situados en la zona de la al menos una vía de carga definida están fabricadas al menos en parte a base de un material de acero de baja resistencia en comparación con las piezas estructurales de soporte de alta resistencia y/o a base de un metal ligero y/o a base de un plástico.

3. Estructura de carrocería según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia situadas en la zona de una vía de carga definida por impacto frontal están formadas también por una pieza estructural (19) de túnel central que discurre en la dirección longitudinal del vehículo.

4. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la pieza estructural (17) de umbral de puerta de alta resistencia está unida de manera directa o indirecta, de preferencia directamente, con la pieza estructural (7) de montante A de alta resistencia y/o con el travesaño (14) del espacio para los pies.

5. Estructura de carrocería según la reivindicación 3 o 4, caracterizada por que la pieza estructural (19) de túnel central de alta resistencia está unida de manera directa o indirecta, de preferencia directamente, con el travesaño (14) del espacio para los pies y/o está realizada formando un solo bloque con éste.

6. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que en lados opuestos del vehículo en la dirección transversal del mismo está dispuesto un respectivo primer larguero delantero (3) hecho de un material de acero de baja resistencia, al que se une una respectiva prolongación de acero (5) de alta resistencia que está amarrada a una zona - inferior en la dirección del eje vertical del vehículo - de la pieza estructural (7) de montante A de alta resistencia que se extiende aproximadamente por toda la altura de la puerta, y por que en una zona superior opuesta de la pieza estructural (7) de montante A de alta resistencia está amarrado un segundo larguero delantero (8) que se extiende aproximadamente en la dirección longitudinal del vehículo y que preferiblemente está situado por encima del respectivo primer larguero asociado (3) en la dirección del eje vertical del vehículo y/o más fuera que estos largueros en la dirección del eje transversal del vehículo.

7. Estructura de carrocería según la reivindicación 7, caracterizada por que las piezas estructurales o los revestimientos que discurren en la zona comprendida entre las dos piezas estructurales opuestas (7) de columna A, preferiblemente una pared frontal (9), preferiblemente una pared frontal (9) amarrada al travesaño (14) de alta resistencia del espacio para los pies y/o un travesaño (1) próximo al parabrisas, preferiblemente un travesaño (1) amarrado a una pared frontal (9), están fabricados de un material de acero de baja resistencia y/o de metal ligero y/o un plástico y están unidos directa o indirectamente con las piezas estructurales (7) de montante A de alta resistencia y/o las prolongaciones de larguero (5) de alta resistencia y/o los segundos largueros (8) y/o el travesaño (14) de alta resistencia del espacio para los pies.

8. Estructura de carrocería según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, caracterizada por que las piezas estructurales o los revestimientos previstos o amarrados en la zona comprendida entre los dos largueros (3, 8) o entre los largueros (3, 8) y la prolongación de larguero (5), preferiblemente una pieza estructural (11) de caja de rueda y/o una pieza estructural de domo de puntal de suspensión, están construidos a base de un material de acero de baja resistencia y/o de un metal ligero y/o de un material plástico.

9. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la prolongación de larguero (5) de alta resistencia lleva unida una zona de larguero (6) que se extiende, en el estado montado, hacia dentro de la zona (4) del habitáculo de pasajeros y que discurre en dirección aproximadamente paralela a la pieza estructural (19) de túnel central de alta resistencia y/o a las piezas estructurales (17) de umbral de puerta de alta resistencia y/o que está construida a base de un material de acero de baja resistencia o de un metal ligero o de un material plástico y/o que se extiende aproximadamente hasta una pieza de chapa de talón (2) del lado trasero y/o una pieza estructural (24) de travesaño del lado trasero del habitáculo de pasajeros y/o que

atraviesa el travesaño (14) del espacio para los pies o se aplica a éste por debajo, especialmente aplicándose al mismo por debajo y soportándolo.

1. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el travesaño (14) de alta resistencia del espacio para los pies está construido en dos piezas consistentes en unas piezas de travesaño monobloque (15, 16) que se extienden entre los lados opuestos del vehículo y/o que están unidas una con otra.

11. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la pieza estructural (7) de montante A de alta resistencia está formada por una pieza estructural monobloque que es interior con referencia a la posición en el vehículo y que discurre por debajo de la línea del cinturón.

12. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia situadas en la zona de una vía de carga definida por impacto lateral están formadas al menos por una respectiva pieza estructural (17) de umbral de puerta preferiblemente interior, situada en lados opuestos del vehículo con referencia al eje transversal del mismo, y/o un travesaño (14) del espacio para los pies que discurre en la dirección transversal del vehículo y está situado en posición delantera con referencia a la dirección longitudinal de dicho vehículo, y/o al menos un soporte, especialmente una chapa de talón (2), que discurre en la dirección transversal del vehículo y está situado en posición trasera con referencia a la dirección longitudinal del mismo, y/o un travesaño de asiento (22) que discurre en la dirección transversal del vehículo.

13. Estructura de carrocería según la reivindicación 12, caracterizada por que el travesaño delantero (14) de alta resistencia del espacio para los pies y/o el travesaño de asiento (22) de alta resistencia y/o la chapa de talón (2) de alta resistencia están unidos de manera directa o indirecta, de preferencia directamente, con la pieza estructural (17) de umbral de puerta de alta resistencia.

14. Estructura de carrocería según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, caracterizada porque el travesaño de asiento (22) está unido directa o indirectamente con una pieza estructural (19) de túnel central de alta resistencia que, visto en la dirección longitudinal del vehículo, se extiende entre el travesaño (14) del espacio para los pies y la chapa de talón (2) y que está unida directa o indirectamente con el travesaño (14) del espacio para los pies y/o con la chapa de talón (2).

15. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada por que el travesaño (14) del espacio para los pies y/o la pieza estructural (17) de umbral de puerta están unidos de manera directa o indirecta, de preferencia directamente, con una pieza estructural (7) de montante A que se extiende preferiblemente desde la zona del umbral de puerta hasta la línea del cinturón.

16. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada por que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia situadas en la zona de una vía de carga definida por impacto lateral forman un bastidor aproximadamente anular o rectangular que discurre por el lado del suelo y/o por el lado del habitáculo de pasajeros y que está constituido por piezas estructurales de soporte de alta resistencia, estando previsto preferiblemente que, para formar una construcción reticular o de forma de rejilla, eventualmente al menos otra pieza estructural de soporte de alta resistencia que discurre preferiblemente en la dirección transversal del vehículo o en la dirección longitudinal del mismo, preferiblemente una pieza estructural (19) de túnel central de alta resistencia y/o al menos un travesaño de asiento (22), discurra a manera de puntal en el bastidor y/o esté indirecta o directamente unida con éste.

17. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizada por que las piezas estructurales o los revestimientos, especialmente una pared de suelo (21), situados en la zona comprendida entre las piezas estructurales opuestas (17) de umbral de puerta y/o entre la pieza estructural (19) de túnel central y las piezas estructurales (17) de umbral de puerta y/o entre el travesaño (14) del espacio para los pies y el soporte trasero, especialmente la chapa de talón (2), estén fabricados de un material de acero de baja resistencia y/o de un metal ligero y/o de un plástico.

18. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia situadas en la zona de una vía de carga definida por impacto trasero están formadas por un respectivo larguero (25) trasero o del lado de popa, situado en lados opuestos del vehículo con referencia al eje transversal del mismo, y/o por un travesaño (24) preferiblemente monobloque que discurre en la dirección del eje transversal del vehículo y está en una posición trasera con referencia a la dirección longitudinal de dicho vehículo, y/o por una chapa de talón (2) preferiblemente monobloque que discurre en la dirección del eje transversal del vehículo y/o por una respectiva pieza estructural (17) de umbral de puerta preferiblemente interior situada en lados opuestos del vehículo con referencia al eje transversal del mismo.

19. Estructura de carrocería según la reivindicación 18, caracterizada por que los largueros traseros (25) de alta resistencia están unidos de manera directa o Indirecta, de preferencia directamente, con la pieza estructural asociada (17) de umbral de puerta de alta resistencia y/o con el travesaño trasero (24) de alta resistencia y/o con la

chapa de talón (2) de alta resistencia y/o con una zona de larguero (6) del lado del habitáculo de pasajeros.

2. Estructura de carrocería según la reivindicación 18 o la reivindicación 19, caracterizada por que la chapa de talón (2) está unida de manera directa o indirecta, de preferencia directamente, con la respectiva pieza estructural asociada (17) de umbral de puerta de alta resistencia y/o con el travesaño trasero (24) de alta resistencia y/o con una zona de túnel central (19) preferiblemente de alta resistencia y/o con una zona de larguero (6) del lado del habitáculo de pasajeros.

21. Estructura de carrocería según la reivindicación 19 o la reivindicación 2, caracterizada por que la zona de larguero (6) del lado del habitáculo de pasajeros está formada por una prolongación de una pieza estructural de larguero delantera (5) y especialmente está formada por una zona de larguero (6) adyacente a una pieza estructural de larguero (5) de alta resistencia dispuesta por el lado del tren delantero, estando previsto preferiblemente que la zona de larguero (6) del lado del habitáculo de pasajeros esté fabricada de un material de acero de baja resistencia y/o de un metal ligero y/o de un plástico.

22. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizada por que la pieza estructural (17) de umbral de puerta de alta resistencia está unida de manera directa o indirecta, de preferencia directamente, con el travesaño trasero (24) de alta resistencia.

23. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizada por que la pieza estructural (17) de umbral de puerta de alta resistencia está prolongada más allá de la chapa de talón (2), visto en la dirección longitudinal del vehículo y hacia atrás en dirección al lado trasero, con una prolongación correspondiente (18) de la pieza de umbral de puerta fabricada a base de un material de acero de baja resistencia y/o de un metal ligero y/o de un plástico y está unida mediante esta prolongación (18) de la pieza de umbral de puerta de manera directa o indirecta, de preferencia directamente, con el respectivo larguero trasero asociado (25) de alta resistencia y/o con el travesaño trasero (24) de alta resistencia.

24. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizada porque los largueros traseros (25) de alta resistencia que forman la vía de carga por impacto trasero forman, juntamente con, por un lado, las piezas estructurales (17) de umbral de puerta de alta resistencia del lado del habitáculo de pasajeros y, por otro lado, el travesaño trasero (24) de alta resistencia y/o la chapa de talón (2) de alta resistencia, una estructura en H situada por el lado del suelo y dotada de alta resistencia.

25. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, caracterizada por que las piezas estructurales y/o los revestimientos, especialmente una pared de suelo (27) y/o un travesaño de asiento posterior, situados en la zona comprendida entre los largueros traseros opuestos (25) de alta resistencia y/o la chapa de talón (2) de alta resistencia o el travesaño trasero (24) y/o dispuestos o amarrados allí directa o indirectamente, están fabricados de un material de acero de baja resistencia en comparación con éstos y/o de un metal ligero y/o un plástico.

26. Estructura de carrocería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 y cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17 y cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, caracterizada por que las piezas estructurales de soporte de alta resistencia que forman la vía de carga de impacto frontal, la vía de carga de impacto lateral y la vía de carga de impacto trasero son parte integrante de una estructura de carrocería de un vehículo, especialmente de una estructura de suelo (11) del mismo.