Viga (1; 80) del tipo de larguero o travesaño en un vehículo automóvil,

especialmente en forma de un umbral de puerta, con al menos dos componentes (2, 3; 2, 3''; 82, 83) que están unidos uno con otro formando una cavidad (4; 84), caracterizada porque al menos uno de los componentes (2, 3; 2, 3''; 82, 83) presenta elementos de rigidización (12; 13; 14) que penetran en la cavidad (4, 84) y que llevan sendas superficies (87) que están concebidas para apoyarse contra el otro componente (2; 2; 82), estando formada la superficie de apoyo (87) por un extremo acodado (88) de uno de los elementos de rigidización (12; 13)

Viga del tipo de larguero o travesaño en un vehículo automóvil.

La invención concierne a una viga del tipo de larguero o travesaño en un vehículo automóvil, especialmente en forma de un umbral de puerta, con al menos dos componentes que están unidos uno con otro formando una cavidad, presentando al menos uno de los componentes unos elementos de rigidización que penetran en la cavidad.

Antecedentes tecnológicos

Las vigas a la manera de un larguero o un travesaño constituyen hoy en día una parte habitual de la carrocería autoportante de un automóvil. Las vigas pueden formar, por ejemplo, el llamado umbral de puerta. Éste se encuentra por debajo de la entrada de la puerta, a lo largo de ambos lados del vehículo automóvil y entre las cajas de rueda delanteras y traseras. Las vigas deberán presentar, por un lado, una rigidez relativamente alta para mantener pequeñas las deformaciones plásticas, precisamente en las junturas con las partes añadidas de la carrocería, y evitar ruidos de chirridos durante la marcha. Asimismo, debido a la rigidez relativamente alta, las fuerzas que se presenten en caso de un choque pueden ser retransmitidas deliberadamente a través de la viga a la zona deformable de la carrocería. Al mismo tiempo, la propia viga deberá poder absorber ella misma en cierto grado, por deformación elástica, la energía de impacto que se presente en caso de un choque. Además, la viga deberá estar construida, naturalmente, de modo que sea lo más ligera posible en materia de peso. Para satisfacer estos requisitos se forman usualmente hoy en día las vigas a base de componentes multicasco que están unidos uno con otro formando al menos una cavidad. Estas vigas están configuradas hoy en día en una forma cada vez más compleja a fin de que se satisfagan también los requisitos para el caso de un choque.

Estado de la técnica

Una viga de la clase aquí comentada es conocida por el documento FR 2 799 717 A. Ésta sirve como larguero o como travesaño en un vehículo automóvil. La viga conocida presenta dos piezas perfiladas que están unidas una con otra formando una cavidad. La viga conocida presenta también elementos de rigidización que están dispuestos transversalmente a la dirección longitudinal de las piezas perfiladas y que están concebidos para apoyarse contra dichas piezas perfiladas.

Vigas para uso en vehículos automóviles, que presentan elementos de rigidización, son conocidas también por los documentos WO 02/11261 A y DE 100 65 219 C1, así como por el documento de carácter genérico WO 2005/108193 A.

Otras vigas son ya conocidas por los documentos DE 10 2004 044 054 A1, DE 10 2004 044 037 A1 o DE 10 2004 033 971 A1. Cada viga está sólidamente unida, a lo largo de su extensión longitudinal, con la chapa del suelo de la carrocería, el llamado suelo principal. A este fin, en un casco que forma la viga se han previsto al menos dos zonas de unión para el amarre del suelo principal. Esas zonas de unión están dispuestas aquí en el tramo del material del casco de la viga que forma al mismo tiempo con el otro casco de la viga la al menos una cavidad de dicha viga. Se ha comprobado que el amarre del suelo principal de la carrocería a las zonas de unión previstas allí en la viga puede conducir, en caso de choque, a una deformación plástica tan fuerte de la viga que se pueda producir en esta zona un fallo involuntario de los componentes.

Para evitar, en caso de choque, una deformación plástica demasiado fuerte de la viga son conocidos también por el documento DE 10 2004 044 054 A1 unos elementos de rigidización que están previstos en uno de los elementos de construcción de forma de casco de la viga y que sirven especialmente para fines de rigidización en la extensión longitudinal de dicha viga.

En las vigas conocidas se puede materializar solamente con un coste de construcción y de fabricación relativamente alto un amarre al suelo principal de la carrocería cuando dicho suelo principal no presenta una forma constante en la dirección de la extensión longitudinal de la viga. En efecto, el casco de la viga provisto de las zonas de unión para la carrocería tiene que recibir para ello una forma correspondientemente adaptada, lo que en la práctica se puede materializar frecuentemente tan sólo con un coste de fabricación relativamente alto. El elemento de construcción de la viga ha de configurarse de una manera correspondiente para que las zonas de unión estén adaptadas justamente a esta forma de la parte de la carrocería.

Se conoce por el documento US 5 829 824 A el recurso de que, para reforzar la chapa de suelo de un vehículo, se fijen desde abajo y desde arriba sendas partes de viga de forma de casco a la chapa de suelo por medio de soldadura. La respectiva parte de la viga está unida entonces con la chapa de suelo de tal manera que se forma una respectiva cavidad.

Se conoce por el documento DE 196 13 219 A1 una viga perfilada hueca para un vehículo automóvil que está compuesta de dos piezas perfiladas de forma de artesa. Entre las piezas perfiladas se encuentra una pieza de refuerzo que discurre en la dirección longitudinal de la viga perfilada hueca. En la pieza de refuerzo están formadas unas acanaladuras.

Planteamiento del problema

La invención se basa en el problema de proponer una viga con las características citadas al principio, en la que se mejore, con poco coste de fabricación, la acción de apoyo de los elementos de rigidización.

Invención y efectos ventajosos

Para solucionar el problema se propone una viga que presenta las características citadas en la reivindicación 1. La viga contiene al menos dos componentes que están unidos uno con otro formando una cavidad, presentando al menos uno de los componentes unos elementos de rigidización. La viga se caracteriza, entre otras cosas, porque los elementos de rigidización del al menos un componente presentan sendas superficies que están concebidas para apoyarse contra el otro componente.

Gracias a esta medida se adjudica una doble función a los elementos de rigidización. Por un lado, éstos rigidizan, en su extensión longitudinal, al componente en el que están dispuestos. Además, se puede evitar gracias a ellos una deformación plástica involuntaria de los componentes, ya que éstos, en caso de choque, sirven como apoyo para el otro componente. Por tanto, es posible que, por medio de los elementos de rigidización, la energía de impacto que se presenta en caso de choque sea retransmitida deliberadamente a través de la viga, por ejemplo, a una zona deformable de la carrocería.

Según la invención, se ha previsto que la superficie de apoyo de los elementos de rigidización esté formada por un extremo acodado. Se hace posible con poco coste de fabricación una acción de apoyo especialmente buena con respecto al otro componente a través de los elementos de rigidización.

Para resolver el problema se propone también una viga con las características de la reivindicación 24.

Según una ejecución de la invención, se ha previsto que los elementos de rigidización se apoyen con su superficie de apoyo contra el otro componente. De este modo, se puede reducir aún más una eventual deformación del otro componente, ya que los componentes de la viga se apoyan ya de fábrica uno contra otro por medio de los elementos de rigidización.

Es ventajoso que los elementos de rigidización del al menos un componente estén fijados al otro componente. Preferiblemente, esta fijación puede estar materializada por medio de un procedimiento de ensamble térmico o por pegadura. De este modo, se fabrica con los dos componentes una estructura compuesta especialmente rígida a la flexión.

Según otra ejecución de la invención, se ha previsto que los elementos de rigidización estén formados por el al menos un componente. Los elementos de rigidización no tienen así que fabricarse por separado ni fijarse de manera costosa al componente.

Según una ejecución ventajosa de la invención, se ha previsto también que los elementos de rigidización se obtengan a partir del al menos un componente por reformación, por ejemplo por conformación en estampa, rehundido/repulsado, embutición profunda. De esta manera, es posible sin problemas una fabricación especialmente sencilla de incluso un gran número de elementos de rigidización incorporados en el componente. Un gran número de componentes pueden ser provistos así también de elementos de rigidización sin un gran coste.

Según una ejecución alternativa de la invención, se ha previsto...

1. Viga (1; 80) del tipo de larguero o travesaño en un vehículo automóvil, especialmente en forma de un umbral de puerta, con al menos dos componentes (2, 3; 2, 3'; 82, 83) que están unidos uno con otro formando una cavidad (4; 84), caracterizada porque al menos uno de los componentes (2, 3; 2, 3'; 82, 83) presenta elementos de rigidización (12; 13; 14) que penetran en la cavidad (4, 84) y que llevan sendas superficies (87) que están concebidas para apoyarse contra el otro componente (2; 2; 82), estando formada la superficie de apoyo (87) por un extremo acodado (88) de uno de los elementos de rigidización (12; 13).

2. Viga según la reivindicación 1, caracterizada porque los elementos de rigidización (12, 13) se apoyan con su superficie de apoyo (87) contra el otro componente (2; 2; 82).

3. Viga según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los elementos de rigidización (12; 13) del al menos un componente (3; 83) están fijados preferiblemente con su superficie de apoyo (87) al otro componente (2; 82), preferiblemente por medio de un procedimiento de ensamble térmico.

4. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de rigidización (12; 13; 14) están conformados en el al menos un componente (3; 3'; 83).

5. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de rigidización (14) se han formado en el al menos un componente (3') por reformación, por ejemplo por conformación en estampa, rehundido/repulsado, embutición profunda.

6. Viga según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los elementos de rigidización (12; 13) se han obtenido en el al menos un componente (3; 83) por corte y reformación subsiguiente.

7. Viga según la reivindicación 6, caracterizada porque los elementos de rigidización (12; 13) se han obtenido por troquelado y curvado subsiguiente del tramo troquelado.

8. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de rigidización (12; 13; 14) están situados sustancialmente en posición transversal a la dirección longitudinal del al menos un componente (3; 3'; 83).

9. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de rigidización están previstos en los al menos dos componentes.

10. Viga según la reivindicación 9, caracterizada porque los elementos de rigidización están dispuestos en los componentes a cierta distancia uno de otro de tal manera que se alternen dichos elementos de rigidización de los componentes.

11. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los al menos dos componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73) se pueden fijar a la carrocería (7) del vehículo a través de al menos dos zonas de unión (5, 6; 55, 56; 65, 66; 75, 76) y cada uno de los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73) forma al menos una de las zonas de unión (5, 6; 55, 56; 65, 66; 75, 76), formando al menos uno de los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73) con su un extremo (85) una de las zonas de unión (5, 6; 55, 56; 65, 66; 75, 76) y apoyándose con su otro extremo (86) contra el otro componente (3, 2; 53, 52; 63, 62; 73) fuera de la zona de unión (6, 5; 56, 55; 66, 65; 76) de este último.

12. Viga según la reivindicación 11, caracterizada porque cada uno de los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63) forma con su extremo (85) una de las zonas de unión (5, 6; 55, 56; 65, 66) y se apoya con su otro extremo (86) contra el respectivo otro de los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63) fuera de la zona de unión (6, 5; 56, 55; 66, 65) de este último.

13. Viga según la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque los al menos dos componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73; 82, 83) presentan en toda su longitud una sección transversal sustancialmente constante.

14. Viga según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizada porque en el caso de componentes (52, 53) con sección transversal sustancialmente constante en toda la longitud, los componentes (52, 53) son piezas iguales.

15. Viga según la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque cada uno de los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73) forma al menos una de las zonas de unión (5, 6; 55, 56; 65, 66; 75, 76) y al menos uno de los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73) está concebido para fijarse con su al menos una zona de unión (6; 56; 66; 76) a un contorno de la carrocería (7) que varía en el sentido de la extensión longitudinal de la viga (1; 50; 60; 70).

16. Viga según la reivindicación 15, caracterizada porque el otro componente (2; 52; 62; 72) presenta en toda su longitud una sección transversal sustancialmente constante y es preferiblemente una pieza conformada por laminación.

17. Viga según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizada porque las zonas de unión (5, 6; 55, 56; 65, 66; 75, 76) están dispuestas en tramos (8, 9; 58, 59; 68, 69; 78, 79) de la viga (1; 50; 60; 70) que sobresalen de la cavidad (4; 54; 64; 74).

18. Viga según la reivindicación 17, caracterizada porque los tramos (8, 9; 58, 59; 68, 69; 78, 79) se extienden en la dirección longitudinal de la cavidad (4; 54; 64; 74), preferiblemente a todo lo largo de su longitud.

19. Viga según la reivindicación 17 ó 18, caracterizada porque los tramos (8, 9; 58, 59; 68, 69; 78, 79) están formados por extremos de los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73).

20. Viga según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, caracterizada porque están previstos tres componentes (72, 73, 10) que están ensamblados formando una cavidad (74) que encierra dos cámaras (11, 11').

21. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73; 82, 83) están configurados en forma de casco y preferiblemente los componentes (2; 52, 53; 62; 72) se han fabricado con sección transversal constante en toda la longitud mediante conformación por laminación y/o extrusión.

22. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73; 82, 83) se han fabricado a base de un material de construcción ligero, tal como, por ejemplo, un metal de aluminio, un metal de magnesio o un acero de resistencia ultraalta.

23. Viga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los componentes (2, 3; 52, 53; 62, 63; 72, 73; 82, 83) se han fabricado de metal igual o diferente, especialmente metal no férreo/metal férreo.

24. Viga del tipo de larguero o travesaño en un vehículo automóvil, especialmente en forma de un umbral de puerta, con al menos dos componentes (2, 3') que están unidos uno con otro formando una cavidad (84), caracterizada porque al menos uno de los componentes (2, 3') presenta unos elementos de rigidización (14) que penetran en la cavidad (4; 84) y que llevan cada uno de ellos una superficie (87) que está concebida para apoyarse contra el otro componente (2), estando los elementos de rigidización (14) configurados en forma de cubeta.

25. Vehículo automóvil con al menos una viga (1; 50; 60; 70; 80) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.