PIEZA ESTRUCTURAL PARA BLOQUE DELANTERO DE VEHÍCULO AUTOMÓVIL.

Pieza estructural (10; 26) para bloque delantero de vehículo automóvil,

que comprende mayoritariamente material de plástico y que comprende una plancha (30) configurada para extenderse de manera sensiblemente horizontal desde una bancada del motor hacia el extremo delantero del vehículo, extendiéndose dos prolongaciones (28) cada una sensiblemente en la dirección longitudinal (X) entre la bancada y la parte delantera del vehículo, caracterizada porque comprende medios de rigidización que comprenden nervaduras (43) que se extienden diagonalmente desde una prolongación hacia la otra para reforzar la plancha (30), pudiendo esta pieza transmitir esfuerzos recibidos por el extremo delantero del vehículo a la bancada del motor, sin deformarse, durante un impacto de tipo seguro, que corresponde a un impacto a una velocidad inferior o igual a 16 km/h

Campo técnico:

La presente invención se refiere a una pieza estructural para bloque delantero de vehículo automóvil.

Estado de la técnica:

Se sabe que un bloque delantero debe ser lo suficientemente rígido para transmitir los esfuerzos recibidos por el extremo delantero del vehículo, con el fin de disminuir los costes de reparación del vehículo en caso de pequeño impacto. Los esfuerzos recibidos se transmiten a la parte delantera de la carrocería en bruto del vehículo en su mayor parte por medio de una vía superior de transmisión, que comprende la viga de parachoques y la parte delantera de los largueros principales a los que está conectada. La carrocería en bruto designa la estructura del vehículo que comprende los largueros, el salpicadero, el piso, el techo y sus montantes, soportando la extensión delantera el motor y el eje de tracción, comprendiendo concretamente la bancada del motor. La bancada del motor designa una pieza estructural que soporta el motor y eventualmente otros elementos del bloque motor del vehículo.

Por ejemplo, el documento EP 1 038 732 describe una pieza estructural según el preámbulo de la reivindicación 1.

Una parte de los esfuerzos recibidos por el extremo delantero puede transmitirse además a la carrocería en bruto por medio de una vía inferior de transmisión, que comprende una pieza estructural dispuesta por debajo de los largueros. Esta pieza comprende dos prolongaciones metálicas, denominadas “prolongaciones de bancada”, que se extienden sensiblemente en la dirección longitudinal desde la bancada del motor hacia el extremo delantero del vehículo, sensiblemente en paralelo a los largueros.

Gracias a las prolongaciones de bancada, el bloque delantero dispone de una vía inferior de transmisión de esfuerzos, que se añade a la vía superior principal. Como

resultado, los esfuerzos se transmiten mejor a la carrocería en bruto y su transmisión se reparte en más puntos de la carrocería en bruto.

Puesto que estas prolongaciones de bancada se utilizan para transmitir esfuerzos a la carrocería en bruto, son rígidas. Cuando el esfuerzo es muy importante, por ejemplo, durante un impacto a alta velocidad, están diseñadas para poder flexionarse, concretamente al conferirles una forma larga y delgada e integrando zonas de debilidad.

Se entiende por impacto a baja velocidad una impacto a una velocidad inferior o igual a 16 km/h (kilómetros por hora), concretamente una impacto “reparable”, denominada también “seguro” o impacto Danner (por ejemplo, se lanza un vehículo a 15 km/h contra un muro con un 30% de recuperación), y por impacto a alta velocidad, un impacto que tiene lugar a más de 16 km/h. En particular, para un vehículo de tamaño medio (de tipo vehículo del segmento C), se considera generalmente que el impacto seguro corresponde a un esfuerzo comprendido entre 20 y 40 kN (kilonewtons). No obstante, el valor del esfuerzo o del intervalo de esfuerzo correspondiente al impacto seguro o al impacto a alta velocidad depende del tamaño del vehículo.

Problema que plantea este estado de la técnica:

El bloque delantero del estado de la técnica es suficientemente rígido para transmitir los esfuerzos recibidos.

No obstante, además de las propiedades de transmisión de esfuerzo, los fabricantes de automóviles buscan un bloque delantero que pueda deformarse para absorber la máxima energía posible y así disminuir la cantidad de energía transmitida a la carrocería en bruto, con el fin de preservar a los ocupantes del vehículo.

Solución propuesta por la invención:

La presente invención pretende responder a esta preocupación.

Para ello, la invención tiene como objetivo una pieza estructural para bloque delantero de vehículo automóvil,

caracterizada porque comprende mayoritariamente material de plástico y porque comprende una plancha configurada para extenderse de manera sensiblemente horizontal desde una bancada del motor hacia el extremo delantero del vehículo, pudiendo esta pieza transmitir esfuerzos recibidos por el extremo delantero del vehículo a la bancada del motor, sin deformarse, durante un impacto de tipo seguro. Por “mayoritariamente”, se entiende que más de la mitad del volumen de la pieza estructural está realizada en material de plástico. Se incluyen en “material de plástico” los materiales compuestos cuya matriz está realizada en material de plástico. El volumen de metal o de material de plástico se calcula dividiendo la masa de metal o de material de plástico por su densidad. Así, la pieza estructural puede comprender metal, pero este metal está presente en cantidad minoritaria. El material de plástico mayoritario se dispone en la pieza estructural con objeto de absorber la energía de un impacto a alta velocidad, deformándose. En cambio, este material de plástico no se deforma durante un impacto a baja velocidad, cumple únicamente una función de transmisión de esfuerzo. Esta función de rigidez se obtiene por la conformación de la pieza estructural, concretamente por la presencia de nervaduras. La función de absorción de energía se obtiene por la compresión de la pieza estructural sobre sí misma sensiblemente en la dirección longitudinal del vehículo, por medio de su geometría, de los materiales utilizados y de las redes de nervaduras.

Los inventores creadores de esta invención han tenido la idea de utilizar una pieza cuya función tradicional es estructural para realizar a partir de ésta una pieza capaz de absorber energía. Esta pieza presenta las mismas propiedades de transmisión de esfuerzo que las prolongaciones de bancada del estado de la técnica, al tiempo que ofrece propiedades suplementarias de absorción de energía, generándose estas propiedades por la presencia mayoritaria de material de plástico en la pieza estructural.

En efecto, la pieza estructural puede transmitir esfuerzos a la bancada del vehículo, es decir, que es particularmente rígida, lo suficiente para no deformarse a baja velocidad, por

tanto, concretamente durante un impacto de tipo seguro. Así, puede servir de célula rígida para ahorrarse ciertas piezas, lo que es particularmente interesante desde el punto de vista de los costes de reparación en caso de un impacto a baja velocidad. Esta rigidez de la pieza aumenta por la presencia de la plancha, que además puede transmitir los esfuerzos recibidos durante un impacto por la parte delantera del vehículo hacia toda la parte transversal de la bancada y no únicamente hacia dos puntos laterales de la bancada.

Además, la plancha puede servir de cierre del bloque motor, de tal modo que se agrupa en una sola pieza una función estructural para el tratamiento de impactos y una función de protección del bloque motor.

Entre las ventajas de la invención, se observará además que la pieza estructural permite aligerar el bloque delantero del vehículo, puesto que la utilización de material de plástico permite utilizar menos metal.

Por otro lado, la utilización de material de plástico permite una fabricación más sencilla y menos costosa de la pieza estructural.

Modos de realización particulares ventajosos:

La invención puede comprender además una o varias de las características siguientes:

- La pieza estructural puede transmitir a la bancada del motor, sin deformarse, un esfuerzo superior o igual a un valor umbral predefinido, pudiendo estar comprendido este valor umbral entre 20 y 40 kN, por ejemplo 30 ó 33 kN.

- La pieza estructural está configurada para deformarse cuando experimenta un impacto a alta velocidad. Esta deformación de la pieza, concretamente por flexión o por compresión sobre sí misma (o aplastamiento) permite absorber energía.

- La pieza estructural comprende dos prolongaciones que se extienden cada una sensiblemente en la dirección longitudinal entre la bancada y la parte delantera del vehículo. Estas prolongaciones constituyen una vía de transmisión suplementaria de los esfuerzos recibidos por la parte delantera del vehículo

hacia la bancada.

- La plancha está configurada para extenderse transversalmente al menos entre la vertical de un primer larguero superior y la vertical de un segundo larguero superior del vehículo, es decir, sobre casi toda la dirección transversal del bloque delantero del vehículo....

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Pieza estructural (10; 26) para bloque delantero de vehículo automóvil, que comprende mayoritariamente material de plástico y que comprende una plancha (30) configurada para extenderse de manera sensiblemente horizontal desde una bancada del motor hacia el extremo delantero del vehículo, extendiéndose dos prolongaciones

(28) cada una sensiblemente en la dirección longitudinal

(X) entre la bancada y la parte delantera del vehículo, caracterizada porque comprende medios de rigidización que comprenden nervaduras (43) que se extienden diagonalmente desde una prolongación hacia la otra para reforzar la plancha (30), pudiendo esta pieza transmitir esfuerzos recibidos por el extremo delantero del vehículo a la bancada del motor, sin deformarse, durante un impacto de tipo seguro, que corresponde a un impacto a una velocidad inferior o igual a 16 km/h. Pieza estructural según la reivindicación 1, que puede transmitir a la bancada del motor, sin deformarse, un esfuerzo superior o igual a un valor umbral (S) predefinido, pudiendo estar comprendido este valor umbral entre 20 y 40 kN, por ejemplo 30 ó 33 kN. Pieza estructural según la reivindicación 1 ó 2, adecuada para deformarse cuando experimenta un impacto a alta velocidad. Pieza estructural (10; 26) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que una nervadura (43) se extiende directamente desde una zona trasera de una de las prolongaciones hacia una zona media de la otra prolongación. Pieza estructural (26) según la reivindicación 4, en la que las prolongaciones (28) y la plancha (30) se realizan en una sola pieza. Pieza estructural (26) según la reivindicación 5, en la que la conexión entre las prolongaciones (28) y la plancha

(30) comprende medios de refuerzo, concretamente nervaduras (32).

7. Pieza estructural según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, obtenida por moldeo.

8. Pieza estructural (10; 26) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende medios de rigidización tales como nervaduras (20) o una pieza de inserción metálica (22).

9. Pieza estructural según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende medios de fijación

(14) a la bancada del motor.

10. Pieza estructural según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, adecuada para servir de apoyo para un parachoques inferior, destinado a tratar impactos con peatones y/o impactos de tipo seguro, comprendiendo en particular una pletina de apoyo de un parachoques.

11. Pieza estructural según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que integra elementos funcionales elegidos entre medios de aislamiento térmico, acústico o químico, medios antigravilla, una trampilla de acceso al motor, un conducto de aire, un alerón inferior del vehículo, un alojamiento de recepción de cableado de freno.

12. Conjunto de una pieza estructural según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, un parachoques inferior que comprende dos cajas deformables (34), apoyadas contra pletinas (18) a las que se fijan mediante medios de fijación, y una viga transversal de absorción (33), apoyada en cada una de las cajas deformables (33), sirviendo la pieza estructural de apoyo para el parachoques inferior.