Pieza de construcción ligera en construcción híbrida.

Piezas de construcción ligera de un cuerpo base en forma de concha cuyo espacio exterior y/o interior presenta estructuras de refuerzo,

que están unidas de manera fija con el cuerpo base y que están compuestas de termoplásticos inyectados y cuya unión con el cuerpo base se realiza en puntos de unión discretos, caracterizadas por que se usan masas moldeables de polímero que contienen

A) de 99,99 a 10 partes en peso, preferentemente de 99,5 a 40 partes en peso, de manera especialmente preferente de 99,0 a 55 partes en peso al menos de un polímero termoplástico parcialmente cristalino y

B) de 0,01 a 50 partes en peso, preferentemente de 0,25 a 20 partes en peso, de manera especialmente preferente de 1,0 a 15 partes en peso al menos de un copolímero de al menos una olefina, preferentemente una -olefina, con al menos un éster de ácido metacrílico o éster de ácido acrílico de un alcohol alifático, preferentemente de un alcohol alifático con 1-30 átomos de carbono, no siendo el MFI del copolímero B1) inferior a 100 g/10 min, preferentemente 150 g/10 min.

Pieza de construcción ligera en construcción híbrida

La presente invención se refiere a piezas de construcción ligera en construcción híbrida, también denominada pieza de construcción híbrida o pieza de construcción ligera de cámara hueca, compuestas de un cuerpo base en forma de concha, que se refuerza por medio de termoplásticos y es adecuado para la transmisión de cargas mecánicas altas, añadiéndose a los termoplásticos coadyuvantes de flujo especiales para mejorar sus propiedades físicas.

Las piezas de construcción ligera de este tipo se usan en correspondiente configuración para piezas de vehículo, en elementos de soporte de máquinas de oficina, máquinas domésticas u otras máquinas o en elementos de construcción para fines de decoración o similares.

Las piezas de construcción ligera en piezas de construcción híbridas, a continuación denominadas también piezas de construcción híbridas, se caracterizan por la unión en arrastre de forma de un cuerpo base o cuerpo hueco en forma de concha que está compuesto en su mayor parte de metal y una pieza de plástico insertada o agregada en éste. En el contexto de la presente invención se denominan éstas también como piezas de construcción ligera de cámara hueca.

Una unión que no puede soltarse de dos o varias piezas, preferentemente de metal, estando compuesta la unión de plástico y fabricándose en un molde que aloja las piezas que van a unirse, por ejemplo en el procedimiento de moldeo por inyección, se da a conocer en el documento DE-OS 27 5 982. Por el documento EP-A 37 342 se conoce una pieza de construcción ligera en construcción híbrida compuesta de un cuerpo base en forma de concha, cuyo espacio interior presenta nervios de refuerzo que están unidos de manera fija con el cuerpo base, estando compuestos los nervios de refuerzo de plástico inyectado y realizándose su unión con el cuerpo base en puntos de unión discretos por medio de perforaciones en el cuerpo base, a través de las cuales se extiende el plástico y por las superficies de las perforaciones y se obtiene una unión en arrastre de forma sólida. El documento EP-A 995 668 complementa este principio dotándose la pieza de construcción ligera de cámara hueca adicionalmente de una placa de cubierta o cubierta de plástico. Es concebible sin embargo también una placa de cubierta de otros materiales tal como por ejemplo metal.

El documento WO 22/68257 da a conocer las denominadas estructuras integradas de metal y plástico con la descripción de algunos medios de fijación para unir de manera fija entre sí los dos componentes. El procedimiento alternativo, concretamente en dos pasos de trabajo en primer lugar inyectar la pieza de metal en forma de concha con plástico de modo que el plástico entra a través de aberturas en la pieza metálica y en el otro lado deja crestas, que sobre todo en un paso de trabajo adicional mediante conversión conducen a una unión en arrastre de forma sólida, se da a conocer en el documento WO 24/71741. Que para la fabricación de una pieza de construcción híbrida no pueda recubrirse por extrusión el núcleo metálico completamente por el plástico sino únicamente por secciones para conseguir una unión en arrastre de forma sólida se da a conocer en el documento EP 1 294 552 B1. Otra variante, en la que la pieza metálica prevé aberturas tanto arriba como abajo para la unión en arrastre de forma sólida con el plástico recubierto por extrusión se da a conocer en el documento WO 24/11315. El documento WO 21/3863 describe una pieza de material compuesto de plástico de al menos dos piezas planas de distinto material, por ejemplo plástico y metal, distintos metales o plásticos, estando unidas entre sí las piezas en su zona de borde y estando compuesta la unión de plástico termoplástico conformado. Una pieza de construcción ligera en forma de placa en construcción híbrida se da a conocer por el documento EP 1 223 32 A2. El documento US 6.761.187 B1 da a conocer una pieza de construcción híbrida en forma de una ranura o de un tubo con cierre integrado de un termoplástico. El documento DE 195 43 324 A1 da a conocer cómo puede prepararse el componente metálico para su uso como pieza de construcción híbrida para conseguir una unión en arrastre de forma sólida con el termoplástico. La posibilidad de realizar la nervadura no sólo dentro de la pieza de metal que va a reforzarse sino también fuera de ésta se encuentra en el documento EP 1 34 668 A2 o en el documento EP 1 3 325 A2.

Ya pronto se reconoció la excelente idoneidad de piezas de construcción ligera de cámara hueca en construcción híbrida sobre todo allí donde se presta atención a la alta estabilidad, alto consumo de energía en el caso de una colisión así como en reducción de peso, o sea por ejemplo en la construcción de vehículos. El documento EP 679 565 B1 da a conocer la parte delantera de un vehículo con al menos un travesaño rígido que se extiende por la parte principal de la longitud de la pieza de la parte delantera con al menos una pieza de apoyo de plástico, que se junta o se juntan por fundición en la zona de extremo del travesaño rígido. El documento EP 1 32 526 B1 da a conocer una estructura de soporte para el módulo frontal de un vehículo compuesta de un cuerpo base de chapa de acero, un material de plástico termoplástico amorfo no reforzado, un plástico termoplástico reforzado con fibra de vidrio así como una estructura de nervios compuesta de por ejemplo poliamida. El documento DE 1 53 84 A1 da a conocer un sistema de parachoques o elemento absorbedor de energía de chapas metálicas dispuestas de manera opuesta y nervios de unión de plástico termoplástico o duroplástico. El documento WO 21/49 da a conocer el uso de la tecnología híbrida en pedales de freno, de embrague o de acelerador de vehículos. El documento EP 1 211 164 B1 describe a su vez la estructura de soporte para una disposición de radiador de vehículo en estructura híbrida. El documento DE 11 5 61 A1 da a conocer el travesaño de cierre en el módulo frontal del vehículo en construcción

híbrida. El documento US 6.688.68 B1 describe un travesaño de vehículo en construcción híbrida. Otro ejemplo de un panel de parte delantera de un vehículo se encuentra en el documento EP 1 38 493 A2, abrazándose en este caso sin embargo la pieza metálica en forma de correa y no recubriéndose por extrusión completamente. No sólo para partes delanteras o pedales pueden usarse piezas de construcción ligera en construcción híbrida, sino en toda la zona de una carrocería de vehículo. Ciertos ejemplos de esto los proporcionan el documento DE 1 18 186 B4 para una puerta de vehículo con caja de puerta, el documento EP 1 232 935 A1 para la propia carrocería de vehículo y el documento DE 12 21 79 A1 para los elementos de soporte de vehículos. Finalmente, el documento EP 1 34 668 A2 da a conocer una pieza de construcción ligera compuesta de un cuerpo base en forma de concha, en particular de metal, que presenta nervios de refuerzo de plástico, en particular de plástico termoplástico, que están unidos de manera fija con el cuerpo base, estando colocados los nervios de refuerzo en el lado exterior del cuerpo base y estando anclados con el cuerpo base en puntos de unión discretos directa o indirectamente.

Las composiciones termoplásticas con alta capacidad de flujo son interesantes para una pluralidad de procedimientos de conformación, por ejemplo aplicaciones de moldeo por inyección. Por ejemplo las piezas de construcción de pared delgada requieren en la industria eléctrica, electrónica y del automóvil bajas viscosidades de la composición termoplástica, para que sea posible un llenado del molde con presiones de llenado o fuerzas de cierre a ser posible bajas de las correspondientes máquinas de moldeo por inyección. Esto se aplica también al llenado simultáneo de varias piezas de construcción de moldeo por inyección a través de un sistema de mazarotas común en los denominados moldes de cavidades múltiples. Además pueden realizarse con frecuencia con composiciones termoplásticas de baja viscosidad también tiempos de ciclo más cortos. Además son muy importantes buenas capacidades de flujo justamente también en caso de composiciones termoplásticas de alta carga, por ejemplo con contenidos en fibra de vidrio y/o contenidos en minerales de más del 4 % en peso.

A pesar de la alta capacidad de flujo de las composiciones termoplásticas se plantean sin embargo altos requerimientos mecánicos en las propias piezas de construcción que van a fabricarse a partir de las mismas y en particular en piezas de construcción híbridas que van a fabricarse a partir de las mismas, de modo que mediante la reducción de la viscosidad no deba originarse ninguna alteración... [Seguir leyendo]

1. Piezas de construcción ligera de un cuerpo base en forma de concha cuyo espacio exterior y/o interior presenta estructuras de refuerzo, que están unidas de manera fija con el cuerpo base y que están compuestas de termoplásticos inyectados y cuya unión con el cuerpo base se realiza en puntos de unión discretos, caracterizadas por que se usan masas moldeables de polímero que contienen

A)

de 99,99 a 1 partes en peso, preferentemente de 99,5 a 4 partes en peso, de manera especialmente preferente de 99, a 55 partes en peso al menos de un polímero termoplástico parcialmente cristalino y

B) de ,1 a 5 partes en peso, preferentemente de ,25 a 2 partes en peso, de manera especialmente preferente de 1, a 15 partes en peso al menos de un copolímero de al menos una olefina, preferentemente una a-olefina, con al menos un áster de ácido metacrílico o áster de ácido acrílico de un alcohol alifático, preferentemente de un alcohol alifático con 1-3 átomos de carbono, no siendo el MFI del copolímero B1) inferior a 1 g/1 min, preferentemente 15 g/1 min.

2. Piezas de construcción ligera de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas por que la unión del termoplástico inyectado con el cuerpo base se realiza en puntos de unión discretos por medio de perforaciones en el cuerpo base, a través de las cuales se extiende el termoplástico y se extiende por la superficie de las perforaciones.

3. Piezas de construcción ligera de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizadas por que se usaron termoplásticos seleccionados del grupo de las poliamidas, polímeros aromáticos vinílicos, polímeros de ASA, ABS, SAN, POM, PPE, polipropileno o poliarilenétersulfonas o sus combinaciones, preferentemente poliamidas, poliésteres, polipropileno, policarbonatos o sus combinaciones, en particular preferentemente poliamidas o las combinaciones de los materiales mencionados anteriormente con poliamida.

4. Piezas de construcción ligera de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas por que para su fabricación se usan masas moldeables que contienen adicionalmente a los componentes A) y B) aún

C) de ,1 a 75 partes en peso, preferentemente de 1 a 7 partes en peso, de manera especialmente preferente de 2 a 65 partes en peso, en particular preferentemente 3-65 partes en peso de una carga o sustancia de refuerzo.

5. Piezas de construcción ligera de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizadas por que como carga o sustancia de refuerzo se usan fibras de vidrio.

6. Procedimiento para la fabricación de una pieza de construcción ligera en forma híbrida, cuyo espacio exterior y/o interior presenta estructuras de refuerzo, que están unidas de manera fija con el cuerpo base y que están compuestas de termoplásticos inyectados y cuya unión con el cuerpo base se realiza en puntos de unión discretos, caracterizado por que se procesan masas moldeables de polímero que contienen

A) de 99,99 a 1 partes en peso, preferentemente de 99,5 a 4 partes en peso, de manera especialmente preferente de 99, a 55 partes en peso al menos de un polímero termoplástico parcialmente cristalino y

B) de ,1 a 5 partes en peso, preferentemente de ,25 a 2 partes en peso, de manera especialmente preferente de 1, a 15 partes en peso al menos de un copolímero de al menos una olefina, preferentemente una a-olefina, con al menos un áster de ácido metacrílico o un áster de ácido acrílico de un alcohol alifático, preferentemente de un alcohol alifático con 3-5 átomos de carbono, no siendo el MFI del copolímero B1) inferior a 1 g/1 min, preferentemente 15 g/1 min

mediante procedimientos de conformación en un molde de conformación.

7. Uso de las piezas de construcción ligera de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5 en el sector automovilístico y en el sector no-automovilístico, preferentemente en vehículos, vehículos sobre railes, aviones, barcos, trineos u otros medios de locomoción, en aparatos eléctricos/electrónicos, electrodomésticos, muebles, calentadores, escúteres, carritos de la compra, estanterías, peldaños, peldaños de escalera mecánica, tapas de alcantarillado.

8. Uso de las piezas de construcción ligera de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que en vehículos estas se usan para partes delanteras completas, bastidores para faros, viga de protección a peatones, puentes de cierre de fin específico para capós o cubierta de maletero, cercha del techo delantera, cercha del techo trasera, bastidores del techo, módulos del techo (techo completo), piezas de soporte de techo corredizo, piezas de soporte de cuadro de distribución (Cross Car Beam), conmutador colocado en la columna de dirección, pared cortafuego, pedales, bloques de pedal, bloques de cambio de engranajes, montantes A, B, C, módulos de montantes B, largueros, elementos de nudo para la conexión de largueros y montantes B, travesaños, bancos de guardabarros, módulos de guardabarros, cajas de colisión, partes traseras, cavidades para ruedas de repuesto, capós, cubiertas

de motor, cárteres de aceite del motor, cárteres de aceite para engranajes, módulos de aceite, banco de depósito de agua, refuerzos del motor (refuerzo de parte delantera del coche), componentes del chasis, suelos de vehículo, apoyapiés, refuerzos para el apoyapié, refuerzos para el suelo, refuerzo para asiento, travesaños para asiento, portones traseros, bastidores, estructuras de asiento, respaldos, recubrimientos de asiento, respaldos de asientos 5 traseros con y sin integración de cinturón, bandejas traseras, estructura de puerta de vehículo completa, elementos de nudo para la conexión de montante A y travesaños, elementos de nudo para la conexión de montante A, travesaños y largueros, refuerzos para el suelo, travesaños de asiento, tapas de válvula, placas de cojinete para dinamos o motores eléctricos.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que como procedimientos de conformación

se usan moldeo por inyección, extrusión en masa fundida, prensado, estampación o moldeo por soplado.