ESTRUCTURA DE SOPORTE HÍBRIDA METAL-PLÁSTICO APLICABLE A SOPORTE DE TABLERO DE INSTRUMENTOS DE UN VEHÍCULO.

Estructura de soporte híbrida metal-plástico aplicable a soporte de tablero de instrumentos de un vehículo,

comprendiendo una estructura metálica que comprende un cuerpo tubular metálico (10) alargado de perfil de sección transversal cerrado y una longitud adecuada para ser montado entre dos elementos laterales opuestos de un bastidor de un vehículo; y

un cuerpo de plástico sobremoldeado sobre dicha estructura metálica, definiendo dicho cuerpo de plástico sobremoldeado una pluralidad de elementos funcionales de plástico (11, 12) en diferentes regiones de dicho cuerpo tubular metálico (10), caracterizado porque: una pluralidad de elementos de sujeción metálicos salientes (14) están fijados a dicho cuerpo tubular metálico (10) y distribuidos a lo largo del mismo; y al menos uno de dichos elementos funcionales de plástico (11, 12) del cuerpo de plástico sobremoldeado embebe al menos uno de dichos elementos de sujeción metálicos salientes (14).

Estructura de soporte híbrida metal-plástico aplicable a soporte de tablero de instrumentos de un vehículo.

Campo de la técnica La presente invención concierne a una estructura de soporte híbrida metal-plástico, aplicable a un soporte de tablero de instrumentos de un vehículo previsto para ser montado entre dos elementos laterales de un bastidor de un vehículo automóvil. La estructura de soporte híbrida comprende un cuerpo tubular metálico y una pluralidad de elementos funcionales de material plástico sobremoldeados sobre dicho cuerpo tubular metálico.

Estado de la técnica Los vehículos automóviles llevan varias estructuras de soporte, como por ejemplo un elemento estructural en forma de una traviesa de soporte montada entre dos elementos laterales del bastidor, generalmente unos pilares laterales, junto a una parte frontal del habitáculo. Este elemento estructural proporciona rigidez al bastidor, en especial en caso de recibir un choque lateral, e integra una pluralidad elementos funcionales para soportar diferentes elementos o componentes del vehículo, incluyendo el tablero de instrumentos, la columna de dirección, uno o más airbags, caja de fusibles, conductos de ventilación, calefacción y aire acondicionado, equipo de sonido, etc. Muchos de estos componentes necesitan conexiones eléctricas de alimentación y/o señales, por lo que la estructura hace además una función de soporte de cables o mazos de cables.

Una construcción clásica para dicha estructura de soporte del tablero de instrumentos comprende un cuerpo metálico alargado que se extiende de un extremo al otro de la estructura de soporte y una pluralidad de elementos funcionales, los cuales están obtenidos, por ejemplo, por embutición de chapa metálica y unidos a dicho cuerpo metálico alargado por soldadura. Una estructura de soporte construida de este modo resulta muy pesada y además muy costosa, puesto que requiere primero la fabricación por separado de un gran número de elementos funcionales de chapa metálica diferentes, que en algunas ocasiones pueden llegar a ser más de veinte, y después la soldadura de tales elementos al cuerpo metálico alargado en las respectivas posiciones requeridas.

La solicitud de patente internacional WO 02/068257 da a conocer una estructura integral hecha de metal y plástico para un módulo frontal de un vehículo. En un ejemplo de realización, la estructura integral comprende un cuerpo obtenido por embutición de chapa metálica, con varios elementos de sujeción metálicos formados en el mismo o soldados al mismo, cada uno de los cuales define un vástago saliente y una cabeza, y un elemento funcional obtenido por sobremoldeo de un material plástico sobre parte del cuerpo metálico, embebiendo dichos elementos de sujeción. Sin embargo, el mencionado cuerpo obtenido por embutición de chapa metálica proporciona un elemento estructural de perfil abierto poco adecuado para resistir choques, en especial choques en la dirección axial y esfuerzos a torsión, y por esto el cuerpo metálico debe ser reforzado mediante un extenso entramado de nervios definidos por el elemento funcional de material plástico sobremoldeado sobre el mismo.

El documento EP-A-1842714 según las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1, da a conocer un conjunto de soporte para un tablero de instrumentos de un vehículo, que comprende una estructura de soporte metálica que incluye un travesaño tubular proporcionado en sus extremos con elementos de sujeción para sujetar el conjunto de soporte al cuerpo del vehículo, y una estructura hecha de material plástico, sobremoldeada en la estructura de soporte metálica y provista de elementos funcionales integrales para adjuntar componentes de tablero de instrumentos y/o dispositivos al conjunto de soporte. El travesaño tubular incluye áreas hundidas llenadas y cubiertas por el material plástico. Sin embargo, el adjunto entre la estructura de soporte metálica y la estructura hecha de material plástico proporcionada por dichas áreas huecas llenadas y cubiertas por el material plástico puede resultar insuficiente contra fuerzas y pares de torsión a las que un conjunto de soporte para un tablero de instrumentos de un vehículo está generalmente sometido.

Exposición de la invención La presente invención aporta una estructura de soporte híbrida metal-plástico aplicable a soporte de tablero de instrumentos de un vehículo comprendiendo un cuerpo estructural metálico y un cuerpo de plástico sobremoldeado sobre el mismo definiendo una pluralidad de elementos funcionales de material plástico. Esta estructura de soporte híbrida metal-plástico es ligera, resistente, y económica de fabricar. En una realización, la estructura de soporte híbrida de la presente invención está configurada para permitir una fácil separación de las partes metálicas y partes de plástico al final de su vida útil con propósitos de reciclaje. La mencionada estructura metálica comprende un cuerpo tubular metálico alargado de perfil de sección transversal cerrado, con una pluralidad de elementos de sujeción metálicos salientes fijados al mismo. El mencionado cuerpo de plástico sobremoldeado define una pluralidad de elementos funcionales de material plástico sobremoldeados sobre diferentes regiones del cuerpo tubular metálico, donde el material plástico de al menos uno de dichos elementos funcionales embebe al menos uno de los elementos de sujeción metálicos salientes.

Así, los elementos de sujeción metálicos salientes unidos al cuerpo tubular metálico y embebidos en los elementos funcionales de material plástico sobremoldeados aseguran una unión firme entre los elementos funcionales de material plástico y el cuerpo tubular metálico.

En una realización, los elementos de sujeción metálicos salientes están distribuidos a lo largo del cuerpo tubular metálico y el material plástico de cada elemento funcional embebe uno de dichos elementos de sujeción metálicos salientes. En otra realización, el cuerpo tubular metálico presenta unos entrantes y/o salientes superficiales, obtenidos por ejemplo por moleteado o estriado de una superficie exterior del cuerpo tubular metálico en una o más regiones del mismo, y el material plástico del cuerpo de plástico, por ejemplo el material plástico de uno o más de los elementos funcionales, embebe dichos entrantes y/o salientes superficiales proporcionando una unión metal-plástico. Así, por ejemplo, el material plástico de aquellos elementos funcionales sometidos a mayores esfuerzos de torsión pueden estar sobremoldeado embebiendo preferiblemente elementos de sujeción metálicos salientes fijados al cuerpo tubular metálico, mientras que el material plástico de aquellos elementos funcionales sometidos a menores esfuerzos de torsión puede estar sobremoldeado embebiendo sólo los mencionados entrantes y/o salientes superficiales del cuerpo tubular metálico. También es posible que el material plástico de uno o más de los elementos funcionales esté sobremoldeado embebiendo tanto entrantes y/o salientes superficiales formados en el elemento tubular metálico como uno o más de los elementos de sujeción metálicos salientes fijados al elemento tubular metálico.

Opcionalmente, el cuerpo de plástico sobremoldeado define al menos una pared estructural que se extiende desde una superficie exterior del cuerpo tubular metálico hacia fuera y a lo largo de al menos una porción del mismo. Esta pared estructural está dimensionada para aumentar el momento de inercia del cuerpo tubular metálico, puesto que la pared estructural proporciona, junto con el cuerpo tubular metálico, un área de sección transversal con un momento de inercia deseado mayor que el momento de inercia del cuerpo tubular metálico solo. Preferiblemente, la pared estructural estará conectada por al menos uno de sus extremos a uno de los elementos estructurales, y más preferiblemente estará conectada por ambos extremos a dos de los elementos estructurales adyacentes. La pared estructural es en general relativamente delgada y tiene un extremo distal desde el cual pueden extenderse unas aletas en una dirección perpendicular u oblicua a la pared estructural. En algunos casos, la base de la pared estructural en contacto con el cuerpo tubular metálico presenta unos engrosamientos o salientes embebiendo un elemento de sujeción metálico saliente fijado al cuerpo tubular metálico.

En algunas aplicaciones puede ser necesario incorporar un elemento metálico de refuerzo unido al cuerpo tubular metálico para reforzar uno de los elementos funcionales de material plástico sobremoldeado al menos en parte sobre el mismo.... [Seguir leyendo]

1. Estructura de soporte híbrida metal-plástico aplicable a soporte de tablero de instrumentos de un vehículo, comprendiendo una estructura metálica que comprende un cuerpo tubular metálico (10) alargado de perfil de sección transversal cerrado y una longitud adecuada para ser montado entre dos elementos laterales opuestos de un bastidor de un vehículo; y un cuerpo de plástico sobremoldeado sobre dicha estructura metálica, definiendo dicho cuerpo de plástico sobremoldeado una pluralidad de elementos funcionales de plástico (11, 12) en diferentes regiones de dicho cuerpo tubular metálico (10) , caracterizado porque:

una pluralidad de elementos de sujeción metálicos salientes (14) están fijados a dicho cuerpo tubular metálico (10) y distribuidos a lo largo del mismo; y al menos uno de dichos elementos funcionales de plástico (11, 12) del cuerpo de plástico sobremoldeado embebe al menos uno de dichos elementos de sujeción metálicos salientes (14) .

2. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho medio de sujeción metálico saliente (14) comprende al menos una parte exterior provista con relieves superficiales en contacto con el material plástico.

3. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque dichos relieves superficiales comprenden un fileteado de rosca exterior.

4. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque dicho medio de sujeción metálico saliente (14) está fijado sustancialmente de manera perpendicular a la dirección longitudinal del cuerpo tubular metálico (10) .

5. Estructura, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el medio de sujeción metálico saliente (14) está fijado al cuerpo tubular metálico (10) mediante soldadura o adhesivado.

6. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque el medio de sujeción metálico saliente (14) está fijado al cuerpo tubular metálico (10) por atornillado de dicho fileteado de rosca exterior en un correspondiente agujero (19) formado en el cuerpo tubular metálico (10) .

7. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque el elemento de sujeción metálico saliente

(14) está pasado a través de dos agujeros (20a, 20b) alineados formados en áreas opuestas del cuerpo tubular metálico

(10) y fijado al mismo por soldadura o adhesivado, o por atornillado en al menos uno de dichos agujeros (20a, 20b) , teniendo el elemento de sujeción metálico saliente (14) dos regiones extremas sobresalientes que proporcionan dos respectivas configuraciones de sujeción en dichas áreas opuestas del cuerpo tubular metálico (10) .

8. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 5, 6 ó 7, caracterizada porque dicha unión por soldadura, adhesivado o atornillado proporciona una fuerza de unión predeterminada, y el elemento de sujeción metálico saliente (14) tiene un extremo distal provisto de una configuración de agarre (21) accesible a través de una abertura (23) formada en el material plástico, donde dicha configuración de agarre (21) está adaptada para ser agarrada mediante una herramienta giratoria (22) con la que aplicar al elemento de sujeción metálico saliente (14) un par predeterminado capaz de vencer dicha fuerza de unión predeterminada.

9. Estructura, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque todos los elementos de sujeción metálicos salientes (14) están dispuestos con sus ejes longitudinales substancialmente paralelos a una dirección de desmoldeo del material plástico.

10. Estructura, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque un primer grupo de los elementos de sujeción metálicos salientes (14) están dispuestos con sus ejes longitudinales substancialmente paralelos a una dirección de desmoldeo y un segundo grupo de los elementos de sujeción metálicos salientes (14) están dispuestos con sus ejes longitudinales substancialmente perpendiculares a dicha dirección de desmoldeo.

11. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos un cuerpo tubular metálico de refuerzo (15) está unido paralelamente al cuerpo tubular metálico (10) en una región del mismo y al menos uno de los elementos funcionales de material plástico (11, 12) está sobremoldeado en parte sobre dicho cuerpo tubular metálico de refuerzo (15) .

12. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho cuerpo de plástico sobremoldeado define uno o más cordones de material plástico sobremoldeado en contacto con el cuerpo tubular metálico (10) y conectados a los elementos funcionales de material plástico (11, 12) .

13. Estructura, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo tubular metálico (10) tiene una longitud adecuada para ser montado entre dos elementos de un bastidor de un vehículo automóvil y dicha pluralidad de elementos funcionales de material plástico (11, 12) sobremoldeado incluyen al menos un 5 soporte de columna de dirección (11) en una primera región lateral del cuerpo tubular metálico (10) y al menos una pata de apoyo (12) en una región central del cuerpo tubular metálico (10) .

14. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque un elemento metálico de refuerzo (24) está unido al cuerpo tubular metálico (10) y/o al cuerpo tubular metálico de refuerzo (15) en dicha primera región lateral del cuerpo tubular, y dicho soporte de columna de dirección (11) está sobremoldeado embebiendo al menos en parte dicho elemento metálico de refuerzo (24) .

15. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque un elemento metálico de refuerzo (24) tiene al menos un agujero (38) en una región en contacto con el cuerpo tubular metálico (10) , uno de los elementos de sujeción metálicos salientes (14) fijado al cuerpo tubular metálico (10) está pasado a través de dicho agujero (38) , y al menos una porción del cuerpo de plástico está sobremoldeada al menos en parte sobre dicho elemento metálico de refuerzo (24) embebiendo el elemento de sujeción metálico saliente (14) y el agujero (38) a través del cual está insertado.