ES2380535B1

ES2380535B1 - Componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil, y procedimiento de fabricación del mismo

Info

Publication number: ES2380535B1
Application number: ES200900806A
Authority: ES
Inventors: Rafael Ruiz Rincón
Original assignee: Barcelona Technical Center SL
Current assignee: Barcelona Technical Center SL
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: ES2380535A1; ES2472304T3; EP2233386A1; EP2233386B1; WO2010109307A1

Abstract

Componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil, y procedimiento de fabricación del mismo.#El componente comprende unos primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) que tienen unas respectivas porciones en contacto en las que hay un punto de unión (4) donde un elemento de sujeción metálico saliente (6) fijado al segundo cuerpo base metálico (2) está insertado a través de un agujero de sujeción (5) formado en el primer cuerpo base metálico (1). Un cuerpo de refuerzo de plástico (3) tiene una porción de fijación (3a) sobremoldeada en el punto de unión (4) sobre una superficie del primer cuerpo base metálico (1) opuesta al segundo cuerpo base metálico (2) y embebiendo dicho agujero de sujeción (5) y dicho elemento de sujeción metálico saliente (6). Así, los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) están unidos por cuerpo de refuerzo de plástico (3) en cooperación con el elemento de sujeción metálico saliente (6) y el agujero de sujeción (5).

Description

COMPONENTE HíBRIDO METAL-PLÁSTICO APLICABLE A UN VEHíCULO
AUTOMÓVIL, Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACiÓN DEL MISMO

Campo de la técnica

la presente invención concierne a un componente híbrido metal-plástico aplicable a un elemento estructural, opcionalmente con capacidad funcional, de un vehículo automóvil. El componente híbrido metal-plástico de la presente invención también puede encontrar aplicación en otros campos, como la industria aeronáutica y la fabricación de maquinaria, entre otros. El componente híbrido comprende al menos dos cuerpos base metálicos en contacto y un cuerpo de de refuerzo de plástico sobremoldeado que realiza la unión de los cuerpos base metálicos. la presente invención también concierne a un procedimiento de fabricación de tal componente híbrido metal-plástico.

Antecedentes de la invención

la patente US-A-5940949 describe un dispositivo para unir dos chapas metálicas mediante remaches de plástico en la cavidad de una herramienta de moldeo por inyección modificada mediante una combinación de una operación de punzonado y un proceso de moldeo por inyección convencional. El molde está modificado para incluir un punzón en cada punto de unión, de manera que una superficie del punzón, después de una operación de punzo nado para deformar las chapas alrededor de unos respectivos agujeros alineados, actúa como parte de una superficie de la cavidad del molde durante la operación de inyección. la unión de las dos chapas la realiza el material plástico pasado a través de los agujeros alineados de las dos chapas. Un inconveniente de este dispositivo es que la operación combinada de punzonado y moldeo de inyección debe repetirse consecutivamente para cada punto de unión o el molde debe incluir un dispositivo de punzonado asociado a cada punto de unión, con un considerable coste económico. Por otra parte, la superficie del material plástico en contacto con las dos chapas se reduce a las superficies interiores de los agujeros alineados y a unas pequeñas áreas alrededor de los mismos, por lo que los puntos de unión de las chapas realizados por el material plástico pueden resultar débiles.

la patente EP-A-1724185 da a conocer un conjunto estructural para un vehículo automóvil que comprende dos cuerpos base hechos de chapa metálica embutida y un cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado. Uno de los cuerpos base metálicos tiene la forma de un canal cerrado por el otro. las chapas de los dos cuerpos base metálicos tienen unas regiones en contacto con unos respectivos agujeros alineados, y el material plástico del cuerpo de refuerzo de plástico está pasado a través de dichos agujeros alineados y esparcido sobre unas superficies de las chapas alrededor de los agujeros. Esta solución permite realizar todos los puntos de unión en una sola operación de sobremoldeo colocando los dos cuerpos base en posición dentro de un molde, cerrando el molde y efectuando entonces la operación de sobremoldeo. Sin embargo, tiene el mismo inconveniente de la relativa debilidad de los puntos de unión realizados por material plástico pasado a través de los agujeros alineados de las chapas. Además no existe ningún elemento que contribuya a mantener los dos cuerpos base metálicos en una correcta posición relativa antes y durante la colocación de los mismos en el molde.

La solicitud de patente internacional WO 02/062857 describe un elemento estructural para un vehículo automóvil compuesto por un único cuerpo base metálico hecho de chapa embutida y un cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado. Para efectuar la unión entre el cuerpo metálico y el material plástico sobremoldeado, en la chapa del cuerpo metálico están formados o fijados unos elementos de sujeción salientes, los cuales están embebidos en el material plástico sobremoldeado. La solicitud de patente internacional WO 02/062857 no describe ni sugiere la posibilidad de unir dos cuerpos base metálicos mediante una porción del cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado embebiendo un elemento de sujeción metálico saliente fijado en uno de los cuerpos base metálicos y pasado a través de un agujeros formado en el otro.

Exposición de la invención

La presente invención contribuye a solucionar los anteriores y otros inconvenientes aportando un componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil, que comprende unos primer y segundo cuerpos base metálicos que tienen unas respectivas porciones en contacto con al menos un punto de unión formado por respectivas configuraciones de unión alineadas, y un cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado que realiza la unión de los dos cuerpos base metálicos en dicho punto de unión. La porción del primer cuerpo base metálico en contacto con el segundo cuerpo base metálico tiene un agujero de sujeción situado en dicho punto de unión, y la porción del segundo cuerpo base metálico en contacto con el primer cuerpo base metálico tiene un elemento de sujeción metálico saliente fijado al mismo en el punto de unión e insertado a través de dicho agujero de sujeción del primer cuerpo base metálico. El mencionado cuerpo de refuerzo de plástico comprende al menos una porción de fijación sobremoldeada en el punto de unión sobre una superficie del primer cuerpo base metálico opuesta al segundo cuerpo base metálico y embebiendo dicho agujero de sujeción y dicho elemento de sujeción metálico saliente.

El elemento de sujeción metálico saliente es preferiblemente un vástago provisto de unas relieves superficiales, las cuales están embebidas en dicha porción de fijación del cuerpo de refuerzo de plástico. En una realización preferida, dichas relieves superficiales del elemento de sujeción metálico saliente son en la forma de un fileteado de rosca exterior formado en dicho vástago, de manera que los elementos de sujeción metálicos salientes pueden ser tornillos, pernos o trozos de varilla roscada comercialmente disponibles a un coste relativamente bajo, los cuales pueden ser fijados al segundo cuerpo base metálico por soldadura o por atornillado en agujeros fileteados formados en el mismo. No obstante, en algunas aplicaciones, por ejemplo cuando el cuerpo de refuerzo de plástico rodea los primer y segundo cuerpos base metálicos en el punto de unión o cerca del mismo, los elementos de sujeción metálicos salientes pueden ser exteriormente lisos.

El componente híbrido metal-plástico de la presente invención puede comprender una estructura metálica compuesta por más de dos cuerpos base metálicos unidos entre sí por el cuerpo de refuerzo de plástico de la manera arriba descrita, cada dos de los cuerpos base metálicos pueden estar unidos en una o más regiones de unión, y en cada región de unión puede haber uno o más de los mencionados puntos de unión. A lo largo de esta descripción, se ha usado el término "primer cuerpo base metálico" para designar el cuerpo base metálico que tiene el agujero de sujeción en el punto de unión y "segundo cuerpo base metálico" para designar el cuerpo base metálico que tiene el elemento de sujeción metálico saliente en el punto de unión, sin embargo se comprenderá que un cuerpo base metálico puede tener un agujero en un punto de unión y un elemento de sujeción metálico saliente en otro punto de unión diferente, y viceversa.

Durante el proceso de fabricación, los cuerpos base metálicos deben ser primero dispuestos unos con otros en las posiciones relativas que van a ocupar en el componente terminado y a continuación colocados conjuntamente, conservando dichas posiciones relativas, dentro de un molde de moldeo por inyección de plástico provisto de unas correspondientes cavidades configuradas para alojar la estructura metálica compuesta por los cuerpos base metálicos, y otras cavidades configuradas para moldear el cuerpo de refuerzo de plástico. El hecho de tener unos elementos de sujeción metálicos salientes insertados en unos correspondientes agujeros en los puntos de unión es una ventaja a la hora de disponer los cuerpos base metálicos en las posiciones relativas requeridas y de trasladarlos conservando dichas posiciones relativas en comparación con los componentes del estado de la técnica provistos agujeros enfrentados en los puntos de unión.

En el componente de la presente invención, los agujeros de sujeción del primer cuerpo base metálico y los vástagos que forman los elementos de sujeción metálicos salientes del segundo cuerpo base metálico están preferiblemente dimensionados para proporcionar una holgura entre los mismos suficiente para permitir un movimiento relativo entre los primer y segundo cuerpos base metálicos cuando están mutuamente acoplados y antes de de ser unidos por el cuerpo de refuerzo de plástico sobremoldeado. Cuando en una región de unión de dos cuerpos base metálicos hay varios puntos de unión, la mencionada holgura permite pequeños movimientos relativos de traslación. Cuando en una región de unión de dos cuerpos base metálicos hay un único punto de unión, la holgura, permite además un giro relativo. Así, cuando el conjunto de cuerpos base metálicos dispuestos en las posiciones relativas predeterminadas es colocado dentro del molde, los pequeños movimientos relativos proporcionados por las holguras permite que el conjunto de los cuerpos base metálicos se acomode fácilmente en el molde absorbiendo las tolerancias de fabricación y las imprecisiones de manipulación.

Los cuerpos base metálicos pueden ser obtenidos a partir de chapa metálica embutida, a partir de un trozo de tubo metálico de perfil de sección transversal cerrado, ya sea recto o con curvaturas, y opcionalmente con regiones aplastadas, o a partir de cualquier otro elemento metálico conformado por cualquier técnica, tal como un perfil de chapa metálica doblada o un perfil metálico extrudido. Hay que tener en cuenta que algunos de estos materiales, como por ejemplo el tubo metálico, el perfil de chapa metálica doblada o el perfil metálico extrudido, pueden ser producidos o adquiridos comercialmente a un coste significativamente bajo en comparación con los elementos hechos de chapa embutida.

Opcionalmente, cuando el primer cuerpo base metálico es de chapa embutida, el agujero de sujeción está formado en un abollado convexo, de manera que entre dicho abollado convexo y el segundo cuerpo base, alrededor del correspondiente elemento de sujeción metálico saliente, queda habilitado un espacio que es llenado por el material de dicha porción de fijación del cuerpo de refuerzo de plástico durante la operación de sobremoldeo. En una realización, el agujero de sujeción formado en el abollado convexo del primer cuerpo base metálico de chapa tiene formados en su borde perimétrico unos lóbulos que definen unos brazos radiales que se extienden hacia fuera y hacia vástago que forma el correspondiente elemento de sujeción metálico saliente. Estos brazos radiales están configurados de manera que, cuando los primer y segundo cuerpos base metálicos están mutuamente acoplados antes de la operación de sobremoldeo, tienen unos extremos distales cercanos a dicho vástago proporcionando la mencionada holgura. Durante la operación de sobremoldeo, la presión del plástico fundido fuerza los brazos radiales hacia dentro y contra el vástago de manera que los extremos distales de los brazos radiales quedan trabados contra el vástago estableciendo una unión metal-metal además de la unión metal-plástico. La trabazón de los brazos radiales en el vástago es más segura si el elemento de sujeción metálico saliente tiene los mencionados relieves superficiales, y todavía mejor si los relieves superficiales son, por ejemplo, el mencionado fileteado de rosca exterior.

Cuando el primer cuerpo base metálico está hecho a partir de un tubo de perfil de sección transversal cerrado, el punto de unión estará situado preferiblemente en una región aplastada de dicho tubo, y habrá dos agujeros de sujeción mutuamente alineados formados en paredes opuestas del tubo en dicha región aplastada. El correspondiente elemento de sujeción metálico saliente fijado al segundo cuerpo base metálico estará insertado a través de ambos agujeros de sujeción. No obstante, en algunos casos, el punto de unión podría estar situado en una región no aplastada del tubo, donde los dos agujeros de sujeción mutuamente alineados estarían formados en paredes opuestas del tubo en dicha región no aplastada y el elemento de sujeción metálico saliente fijado al segundo cuerpo base metálico estaría insertado a través de ambos agujeros de sujeción. Dado que el material plástico fundido se introduciría al interior del tubo a través de los agujeros de sujeción, sería necesario obturar dicha región no aplastada del tubo para limitar al máximo la cantidad de material plástico empleada. Cuando es el segundo cuerpo base metálico el que está hecho a partir de un tubo de perfil de sección transversal cerrado, el punto de unión puede estar dispuesto ya sea en una región aplastada o en una región no aplastada del tubo y el correspondiente elemento de sujeción metálico saliente estará fijado a una superficie exterior del tubo en dicha región aplastada o no aplastada.

Se comprenderá que la estructura metálica del componente híbrido metal-plástico de la presente invención puede estar formado por cualquier combinación de dos o más cuerpos base metálicos hechos a partir de chapa embutida, a partir de tubo de perfil de sección transversal cerrado, opcionalmente con regiones aplastadas, o a partir de otros elementos metálicos. Sea cual sea la combinación seleccionada, el cuerpo de refuerzo de plástico puede definir una o más costillas de refuerzo en contacto al menos con una superficie del primer cuerpo base metálico y opcionalmente en contacto además con una superficie del segundo cuerpo base metálico. Dada la versatilidad que proporciona la técnica de sobremoldeo, el cuerpo de refuerzo de plástico puede definir además uno o más elementos funcionales, tales como configuraciones de anclaje para la fijación del componente híbrido al cuerpo de un vehículo o a otra estructura, elementos de soporte para diferentes componentes, etc. Así, a partir del componente híbrido metal-plástico de la presente invención se puede producir por ejemplo, un elemento frontal para un vehículo automóvil, una estructura para una puerta de vehículo, un elemento de refuerzo lateral, y otros componentes que a un experto en la técnica se le ocurrirán fácilmente.

Breve descripción de los dibujos

Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 es una vista parcial en perspectiva de unos primer y segundo cuerpos base metálicos antes de ser acoplados de acuerdo con una primera realización del componente híbrido metal-plástico de la presente invención;

la Fig. 2 es una vista parcial en perspectiva de los primer y segundo cuerpos base metálicos de la Fig. 1 mutuamente acoplados;

la Fig. 3 es una vista parcial en perspectiva de los primer y segundo cuerpos base metálicos de la Fig. 1 mutuamente acoplados y unidos por un cuerpo de refuerzo de plástico para formar el componente híbrido metal-plástico;

la Fig. 4 es una vista en sección transversal tomada por el plano IV-IV de la Fig. 3·,

la Fig. 5 es una vista parcial en perspectiva de unos primer y segundo cuerpos base metálicos antes de ser acoplados de acuerdo con una segunda realización del componente híbrido metal-plástico de la presente invención;

la Fig. 6 es una vista parcial en perspectiva de los primer y segundo cuerpos base metálicos de la Fig. 5 mutuamente acoplados;

la Fig. 7 es una vista parcial en perspectiva, parcialmente seccionada, de los primer y segundo cuerpos base metálicos de la Fig. 5 mutuamente acoplados y unidos por un cuerpo de refuerzo de plástico para formar el componente híbrido metal-plástico;

la Fig. 8 es una vista parcial en perspectiva de unos primer y segundo cuerpos base metálicos antes de ser acoplados de acuerdo con una tercera realización del componente híbrido metal-plástico de la presente invención;

las Figs. 9 y 10 son vistas parciales en perspectiva delantera y trasera de los primer y segundo cuerpos base metálicos de la Fig. 8 mutuamente acoplados y unidos por un cuerpo de refuerzo de plástico para formar el componente híbrido metal-plástico;

la Fig. 11 es una vista en sección transversal tomada por el plano XI-XI de la Fig.9;

la Fig. 12 es una vista parcial en perspectiva de unos primer y segundo cuerpos base metálicos antes de ser acoplados de acuerdo con una cuarta realización del componente híbrido metal-plástico de la presente invención;

la Fig. 13 es una vista parcial en perspectiva de los primer y segundo cuerpos base metálicos de la Fig. 12 mutuamente acoplados y unidos por un cuerpo de refuerzo de plástico para formar el componente híbrido metal-plástico;

la Fig. 14 es una vista en sección transversal tomada por el plano XIV-XIV de la Fig. 13;

la Fig. 15 es una vista parcial en perspectiva de unos primer y segundo cuerpos base metálicos antes de ser acoplados de acuerdo con una quinta realización del componente híbrido metal-plástico de la presente invención; y

la Fig. 16 es una vista parcial en perspectiva de unos primer y segundo cuerpos base metálicos antes de ser acoplados de acuerdo con una sexta realización del componente híbrido metal-plástico de la presente invención.

Descripción detallada de unos ejemplos de realización

Haciendo referencia en primer lugar a las Figs. 1 a 4 se describe a continuación una primera realización de un punto de unión 4 que pertenece al componente híbrido metal-plástico de la presente invención, el cual comprende un primer cuerpo base metálico 1 y un segundo cuerpo base metálico 2 unidos en dicho punto de unión 4 por un cuerpo de refuerzo de plástico 3 sobremoldeado en cooperación con unas respectivas configuraciones de unión mutuamente alineadas (Figs. 3 y 4). En esta primera realización, los mencionados primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están formados a partir chapa metálica, por ejemplo chapa metálica doblada o embutida, y el punto de unión 4 se encuentra en unas respectivas porciones planas de ambos. En el punto de unión 4, la configuración de unión del primer cuerpo base metálico 1 es en la forma de un agujero de sujeción 5, mientras que la configuración de unión del segundo cuerpo base metálico 2 comprende un elemento de sujeción metálico saliente 6 fijado al mismo. La chapa que forma el primer cuerpo base metálico 1 tiene un abollado convexo 1 a formado alrededor del agujero de sujeción 5, y el elemento de sujeción metálico saliente 6 es un vástago provisto de unas relieves superficiales, tales como, por ejemplo, un fileteado de rosca exterior formado en dicho vástago. El vástago que forma el elemento de sujeción metálico saliente 6 está fijado perpendicularmente a una superficie del segundo cuerpo base metálico 2, por ejemplo, por soldadura.

En la Fig. 1, los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están separados y dispuestos con los respectivos agujero de sujeción 5 y elemento de sujeción metálico saliente 6 mutuamente alineados, antes de ser mutuamente acoplados y unidos mediante una operación de sobremoldeo de material plástico.

En la Fig. 2, los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están mutuamente acoplados, con unas respectivas porciones donde se encuentra el punto de unión 4 en contacto mutuo, y con el vástago que forma el elemento de sujeción metálico saliente 6 del segundo cuerpo base metálico 2 insertado a través del agujero de sujeción 5 del primer cuerpo base metálico 1. Los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 mutuamente acoplados de la manera mostrada en la Fig. 2 pueden ser colocados dentro de un molde de inyección de plástico convenientemente configurado para recibir los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 Y para realizar una operación de sobremoldeo de material plástico sobre los mismos.

En las Figs. 3 y 4, los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están mutuamente acoplados y unidos por una porción de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3 después de la mencionada operación de sobremoldeo, formado conjuntamente el componente híbrido metal-plástico de la presente invención. La mencionada porción de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3 está sobremoldeada en el punto de unión 4 sobre una superficie del primer cuerpo base metálico 1 opuesta al segundo cuerpo base metálico 2, de manera que el agujero de sujeción 5 del primer cuerpo base metálico 1 y el elemento de sujeción metálico saliente 6 del segundo cuerpo base metálico 2 están embebidos en la porción de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3. Además, dicho abollado convexo 1 a del primer cuerpo base metálico 1 proporciona un espacio entre el abollado convexo 1 a y el segundo cuerpo base 2 alrededor del elemento de sujeción metálico saliente 6, y dicho espacio está relleno del material de dicha porción de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3 introducido a través de una holgura existente entre el agujero de sujeción 5 y el elemento de sujeción metálico saliente 6 durante la operación de sobremoldeo. Se observará que los relieves superficiales proporcionados por el fileteado de rosca exterior del vástago que forma el elemento de sujeción metálico saliente 6 están asimismo embebidos en el material de la porción de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3 impidiendo toda posibilidad de desplazamiento axial del cuerpo de refuerzo de plástico 3 o separación de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1,

2. Si los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 estuvieran hechos de chapas planas, la provisión de varios de tales puntos de unión 4 permitiría impedir giros relativos entre los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 Y con ello conseguir un componente híbrido metal-plástico extraordinariamente robusto. Alternativamente, los giros relativos entre los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 en el componente híbrido metal-plástico pueden ser impedidos por encajes de forma entre los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 aunque haya un único punto de unión

4.

Preferiblemente, el componente híbrido metal-plástico incluye varios puntos de unión 4 incluyendo unos correspondientes agujeros de sujeción 5 en el primer cuerpo base metálico 1 y unos correspondientes elementos de sujeción metálicos salientes 6 fijados al segundo cuerpo base metálico 2. Cuando los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están mutuamente acoplados antes de de ser unidos por el cuerpo de refuerzo de plástico 3 sobremoldeado, tal como se muestra en la Fig. 2, los elementos de sujeción metálicos salientes 6 del segundo cuerpo base metálico 2 insertados en los agujeros de sujeción 5 del primer cuerpo base metálico 1 aseguran una correcta posición relativa entre ambos primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 Y facilitan el manejo del conjunto cuando es introducido en el molde conservando dicha posición relativa, y al mismo tiempo la mencionada holgura existente entre los agujeros de sujeción 5 y los respectivos elementos de sujeción metálicos salientes 6 permite un pequeño movimiento relativo entre los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 suficiente para absorber tolerancias de fabricación e imprecisiones de manipulación y permitir que el conjunto de los cuerpos base metálicos mutuamente acoplados se acomode fácilmente en el molde.

Hay que señalar que, en un ejemplo de realización más simple (no mostrado), el agujero de sujeción 5 puede estar formado en la chapa del primer cuerpo base metálico 1 sin que exista el abollado convexo 1 a alrededor del mismo.

En relación ahora con las Figs. 5 a 7 se describe una segunda realización del punto de unión 4 entre los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 del componente híbrido metal-plástico de la presente invención. De manera análoga a la primera realización, en esta segunda realización el punto de unión 4 se encuentra en unas porciones planas de unas chapas que forman los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2. El primer cuerpo base metálico 1 comprende un agujero de sujeción 5 y un abollado convexo 1 a formado alrededor de dicho agujero de sujeción 5, mientras que el segundo cuerpo base metálico 2 tiene un elemento de sujeción metálico saliente 6 fijado al mismo (Figs. 5 y 6). El elemento de sujeción metálico saliente 6 está formado por un vástago exteriormente fileteado de rosca. En el componente híbrido metalplástico (Fig. 7), los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están mutuamente acoplados, con las respectivas porciones donde se encuentra el punto de unión 4 en contacto, con el vástago que forma el elemento de sujeción metálico saliente 6 del segundo cuerpo base metálico 2 insertado a través del agujero de sujeción 5 del primer cuerpo base metálico 1, Y con una porción de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3 sobremoldeada en el punto de unión 4 sobre una superficie del primer cuerpo base metálico 1 opuesta al segundo cuerpo base metálico 2 embebiendo el agujero de sujeción 5 y el elemento de sujeción metálico saliente 6.

La diferencia principal de esta segunda realización respecto a la primera reside en que aquí, el borde perimétrico del agujero de sujeción 5 del primer cuerpo base metálico 1 tiene formados unos lóbulos 5a (mejor mostrados en la Fig. 5), los cuales definen unos brazos radiales 5b que se extienden hacia fuera, es decir, hacia un lado opuesto al segundo cuerpo base metálico 2, y hacia el vástago que forma el elemento de sujeción metálico saliente 6 cuando ambos primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están mutuamente acoplados, tal como se muestra en la Fig. 6. Los brazos radiales 5b están dimensionados de manera que, cuando los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están mutuamente acoplados y antes de ser unidos por el cuerpo de refuerzo de plástico 3 (Fig. 6), existe una holgura entre las porciones del agujero de sujeción 5 definidas en los extremos distales de los brazos radiales 5b y el elemento de sujeción metálico saliente 6, cuya finalidad es la misma explicada más arriba en relación con la primera realización. No obstante, cuando los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están mutuamente acoplados y unidos por la porción de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3 (Fig. 7), los extremos distales de los brazos radiales 5b están en contacto y trabados con el elemento de sujeción metálico saliente 6 proporcionando una sujeción positiva metal-metal además de la sujeción metal-plástico.

Esto es así porque, durante la operación de sobremoldeo, la presión del material plástico fundido fluyendo al interior del espacio entre el abollado convexo 1 a y el segundo cuerpo base 2 alrededor del elemento de sujeción metálico saliente 6 dentro del molde es capaz de deformar los brazos radiales hacia dentro, es decir, hacia el segundo cuerpo base metálico 2, y contra el elemento de sujeción metálico saliente 6. Así, el mencionado espacio queda relleno del material plástico del cuerpo de refuerzo de plástico 3, los brazos radiales quedan trabados en el elemento de sujeción metálico saliente 6, y el agujero de sujeción 5 y el elemento de sujeción metálico saliente 6 incluyendo los relieves superficiales quedan embebidos en el material plástico.

Otra diferencia de la segunda realización respecto a la primera reside en que el cuerpo de refuerzo de plástico 3 forma además una capa 3b que recubre una superficie del primer cuerpo base metálico 1 y parte de una superficie del segundo cuerpo base metálico 2. El cuerpo de refuerzo de plástico 3 forma además unas costillas de refuerzo 7 que conectan la porción de fijación 3a con la capa 3b en contacto con las superficies de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2.

Haciendo ahora referencia a las Figs. 8 a 11, en ellas se muestra una tercera realización del componente híbrido metal-plástico de la presente invención, donde el primer cuerpo base metálico 1 está hecho de chapa metálica embutida y el segundo cuerpo base metálico 2 está hecho a partir de un trozo de tubo de perfil de sección transversal cerrado, y más particularmente, de perfil de sección transversal circular, tal como se muestra en la Fig. 8. Los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están en contacto mutuo en una región de unión en la que se encuentran dos puntos de unión

4. Cada uno de dichos puntos de unión 4 comprende un agujero de sujeción 5 formado en la chapa del primer cuerpo base metálico 1 y un elemento de sujeción metálico saliente 6 fijado, por ejemplo por soldadura, a una superficie exterior del tubo que forma el segundo cuerpo base metálico 2, estando el elemento de sujeción metálico saliente 6 insertado a través del agujero de sujeción 5. Sobre los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 mutuamente acoplados está sobremoldeado un cuerpo de refuerzo de plástico 3 (Figs. 9, 10 Y 11) que tiene un par de porciones de fijación 3a que recubren los puntos de unión embebiendo los agujeros de sujeción 5 y los elementos de sujeción metálicos salientes 6, tal como se muestra mejor en el detalle ampliado de la Fig. 11.

El primer cuerpo base metálico 1 de chapa embutida define en general una forma de canal flanqueado por unas aletas extendidas hacia fuera y en la región de unión define una forma de cuna adaptada para acoplarse con el tubo cilíndrico que forma el segundo cuerpo base metálico 2. El cuerpo de refuerzo de plástico 3 define un bordón 3c que resigue y cubre un borde periférico de la chapa del primer cuerpo base metálico 1 y unas configuraciones anulares 3d que rodean completamente el tubo que forma el segundo cuerpo base metálico 2. Además, el cuerpo de refuerzo de plástico 3 define una pluralidad de costillas de refuerzo 7 que conectan dicho bordón 3c con una superficie del primer cuerpo base metálico 1 y en algunos sitios conectan también con dichas configuraciones anulares 3d y con una superficie del segundo cuerpo base metálico 2. En la mencionada forma de canal del primer cuerpo base metálico 1 las costillas de refuerzo 7 están entrecruzadas formando una estructura reticulada. El cuerpo de refuerzo de plástico 3 de material plástico define además un elemento funcional 8 útil para fijar el componente híbrido metal-plástico al cuerpo de un vehículo u otra estructura.

En esta tercera realización, los elementos de sujeción metálicos salientes 6 están formados por unos vástagos provistos de relieves superficiales, y más específicamente por unos vástagos fileteados de rosca exterior. Sin embargo, aquí los elementos de sujeción metálicos salientes 6 podrían ser lisos puesto que las configuraciones anulares 3d del cuerpo de refuerzo de plástico 3 rodean por completo al tubo que forma el segundo cuerpo base metálico 2 e impiden la separación del cuerpo de refuerzo de plástico 3 de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2.

En relación con las Figs. 12 a 14 se describe a continuación una cuarta realización en la que los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están ambos hechos a partir de chapa metálica embutida, y están configurados en general en forma de canal. El segundo cuerpo base metálico 2 tiene en un extremo una configuración adaptada para recibir el primer cuerpo base metálico 1 de manera que las respectivas formas de canal forman un ángulo. La región de unión se encuentra en la esquina de dicho ángulo y en ella las chapas de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están contacto mutuo. En la región de unión hay cuatro puntos de unión, cada uno de los cuales incluye un agujero de sujeción 5 formado en la chapa del primer cuerpo base metálico 1 y un elemento de sujeción metálico saliente 6 fijado, por ejemplo por soldadura, a una superficie de la chapa del segundo cuerpo base metálico 2, estando el elemento de sujeción metálico saliente 6 insertado a través del agujero de sujeción 5. Sobre los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 mutuamente acoplados está sobremoldeado un cuerpo de refuerzo de plástico 3 (Figs. 13 y 14) que define cuatro porciones de fijación 3a que recubren los cuatro puntos de unión embebiendo los correspondientes agujeros de sujeción 5 y los elementos de sujeción metálicos salientes 6, tal como se muestra mejor en el detalle ampliado de la Fig. 14.

Las formas de canal de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 están flanqueadas en general por unas aletas extendidas hacia fuera, y el cuerpo de refuerzo de plástico 3 define unos bordones 3c que resiguen y cubren dichas aletas (Figs. 13 y 14). Además, el cuerpo de refuerzo de plástico 3 define una pluralidad de costillas de refuerzo 7 que conectan dichos bordones 3c con unas superficies de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2. En las mencionadas formas de canal de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 las costillas de refuerzo 7 están entrecruzadas formando una estructura reticulada, y los puntos de unión 4, y en consecuencia las porciones de fijación 3a del cuerpo de refuerzo de plástico 3, están situadas en unos sitios donde se cruzan algunas de dichas costillas de refuerzo 7.

En las Figs. 15 y 16 se muestran respectivamente unas quinta y sexta realizaciones que tienen en común que en ellas tanto el primer cuerpo base metálico 1 como el segundo cuerpo base metálico 2 están hechos a partir de trozos de tubo de perfil de sección transversal cerrado, y más específicamente, en los ejemplos ilustrados, tubos de perfil de sección transversal circular.

En la quinta realización mostrada en la Fig. 15, el tubo que forma el primer cuerpo base metálico 1 tiene en un extremo una región aplastada y configurada en forma de cuna para acoplarse con una región no aplastada del tubo que forma el segundo cuerpo base metálico 2. El punto de unión 4 está situado en la mencionada región aplastada del tubo que forma el primer cuerpo base metálico 1, donde unas paredes opuestas del tubo están en contacto mutuo, y la configuración de unión comprende dos agujeros de sujeción 5 mutuamente alineados formados en dichas paredes opuestas del tubo en contacto en la región aplastada. El correspondiente elemento de sujeción metálico saliente 6 está formado por un vástago opcionalmente provisto de relieves superficiales, tales como un fileteado de rosca exterior, fijado a una superficie exterior de la región no aplastada del tubo que forma el segundo cuerpo base metálico 2 en el punto de unión 4. Para realizar el componente híbrido metal-plástico, las regiones de unión de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 serán puestas en mutuo contacto con el elemento de sujeción metálico saliente 6 insertado a través de ambos agujeros de sujeción 5 y un cuerpo de refuerzo de plástico 3 (no mostrado) será sobremoldeado embebiendo el agujero de sujeción 5 y el elemento de sujeción metálico saliente 6.

En la sexta realización mostrada en la Fig. 16, el tubo que forma el primer cuerpo base metálico 1 tiene en un extremo una región aplastada plana donde unas paredes opuestas del tubo están en contacto mutuo, y, de manera análoga, el tubo que forma el segundo cuerpo base metálico 2 tiene en un extremo una región aplastada plana donde unas paredes opuestas del tubo están en contacto mutuo. El punto de unión 4 está situado en ambas regiones aplastadas de los tubos que forman los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2. Aquí, la configuración de unión del primer cuerpo base metálico 1 comprende dos agujeros de sujeción 5 mutuamente alineados formados en dichas paredes opuestas del tubo que forma el primer cuerpo base metálico 1, las cuales están en contacto en la región aplastada, y la configuración de unión del segundo cuerpo base metálico 2 comprende un elemento de sujeción metálico saliente 6, tal como un vástago opcionalmente provisto de relieves superficiales, por ejemplo, un fileteado de rosca exterior, fijado a una superficie exterior de la región aplastada del tubo que forma el segundo cuerpo base metálico 2. Para realizar el componente híbrido metal-plástico, las regiones de unión de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 serán puestas en mutuo contacto con el elemento de sujeción metálico saliente 6 insertado a través de ambos agujeros de sujeción 5 y un cuerpo de refuerzo de plástico 3 (no mostrado) será sobremoldeado embebiendo el

5 agujero de sujeción 5 y el elemento de sujeción metálico saliente 6.

Un experto en la técnica comprenderá que las configuraciones de los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2 Y las características de los puntos de unión 4 descritos en relación con las primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y sexta realizaciones pueden ser combinadas entre sí de múltiples maneras para formar un

10 componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil o a otros campos. El componente híbrido metal-plástico de la presente invención es un elemento estructural sumamente robusto que ofrece una gran libertar de diseño para proporcionar formas complejas y para incorporar múltiples elementos funcionales. Además, las configuraciones complejas y robustas pueden ser obtenidas a partir elementos

15 metálicos producidos o adquiridos a un bajo coste, tales como tubos metálicos, perfiles metálicos extrudidos, o perfiles hechos de chapa metálica doblada, para hacer los primer y segundo cuerpos base metálicos 1, 2, Y tornillos, pernos o varillas roscadas para hacer los elementos de sujeción metálicos salientes 6.

Además, un experto en la técnica será capaz de efectuar modificaciones y 20 variaciones a partir de los ejemplos de realización mostrados y descritos sin salirse del alcance de la presente invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil, del tipo que comprende unos primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) que tienen unas respectivas porciones en contacto, y un cuerpo de refuerzo de plástico (3) sobremoldeado, donde dichas porciones en contacto de dichos primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) presentan en al menos un punto de unión (4) unas respectivas configuraciones de unión alineadas y unidas por dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3), y donde dicha configuración de unión del primer cuerpo base metálico

(1) comprende un agujero de sujeción (5), caracterizado porque:

la configuración de unión del segundo cuerpo base metálico (2) comprende un elemento de sujeción metálico saliente (6) fijado al mismo e insertado a través de dicho agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálico (1), donde dicho elemento de sujeción metálico saliente (6) es un vástago provisto de unos relieves superficiales; y

dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3) comprende al menos una porción de fijación (3a) sobremoldeada en el punto de unión (4) sobre una superficie del primer cuerpo base metálico (1) opuesta al segundo cuerpo base metálico (2) y embebiendo dicho agujero de sujeción (5) y dicho elemento de sujeción metálico saliente (6) incluyendo dichos relieves superficiales del mismo.
2.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichas relieves superficiales son en la forma de un fileteado de rosca exterior formado en dicho vástago.
3.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende varios de dichos puntos de unión (4), cada uno incluyendo uno de dichos elementos de sujeción metálicos salientes (6) fijado a uno de los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) e insertado a través de uno de dichos agujeros de sujeción (5) formado en el otros de los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2), existiendo una holgura entre cada agujero de sujeción (5) y su respectivo elemento de sujeción metálico saliente (6) suficiente para permitir un movimiento relativo entre los primer y segundo cuerpos base metálicos (1,2) cuando están mutuamente acoplados y antes de de ser unidos por el cuerpo de refuerzo de plástico (3) sobremoldeado.
4.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación1 o 2, caracterizado porque el primer cuerpo base metálico (1) está hecho de chapa embutida.
5.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el agujero de sujeción (5) está formado en un abollado convexo (1a) de la chapa del primer cuerpo base metálico (1), y un espacio entre dicho abollado convexo (1a) y el segundo cuerpo base (2) alrededor del elemento de sujeción metálico saliente

(6) está relleno del material de dicha porción de fijación (3a) del cuerpo de refuerzo de plástico (3).
6.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálico (1) tiene formados unos lóbulos (5a) que definen unos brazos radiales (5b), estando un extremo distal de al menos uno de dichos brazos radiales (5b) en contacto con el elemento de sujeción metálico saliente (6).
7.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el primer cuerpo base metálico (1) está hecho a partir de un tubo de perfil de sección transversal cerrado.
8.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque al menos un punto de unión (4) se encuentra en una región aplastada de dicho tubo, dos agujeros de sujeción (5) mutuamente alineados están formados en paredes opuestas del tubo en contacto en dicha región aplastada, y el correspondiente elemento de sujeción metálico saliente (6) está insertado a través de ambos agujeros de sujeción (5).
9.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el segundo cuerpo base metálico (2) está hecho de chapa embutida.
10.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el segundo cuerpo base metálico (2) está hecho a partir de un tubo de perfil de sección transversal cerrado.
11.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación10, caracterizado porque al menos uno de los puntos de unión (4) se encuentra en una región no aplastada de dicho tubo y el correspondiente elemento de sujeción metálico saliente (6) está fijado a una superficie exterior de dicha región no aplastada del tubo.
12.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque al menos uno de los puntos de unión (4) se encuentra en una región aplastada de dicho tubo y el correspondiente elemento de sujeción metálico saliente (6) está fijado a una superficie exterior de dicha región aplastada del tubo.
13.-Componente híbrido, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo de refuerzo de plástico (3) define al menos una costilla de refuerzo (7) en contacto con una superficie del primer cuerpo base metálico (1) y/o del segundo cuerpo base metálico (2).
14.-Componente híbrido, de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el cuerpo de refuerzo de plástico (3) de material plástico define además al menos un elemento funcional (8).
15.-Procedimiento de fabricación de un componente híbrido metal-plástico aplicable a un vehículo automóvil, del tipo que comprende los pasos de:

disponer unos primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) en una posición relativa predeterminada, con unas respectivas porciones en contacto y unas respectivas configuraciones de unión existentes en al menos un punto de unión (4) de dichas porciones en contacto mutuamente alineadas, donde dicha configuración de unión del primer cuerpo base metálico (1) comprende un agujero de sujeción (5);

colocar dichos primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) en el interior de un molde manteniendo dicha posición relativa predeterminada y cerrar dicho molde; y

sobremoldear un cuerpo de refuerzo de plástico (3) al menos sobre dicho punto de unión (4) de las porciones en contacto de los primer y segundo cuerpos base metálicos (1,2) con lo que las configuraciones de unión son unidas por dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3), caracterizado porque comprende además:

aportar la configuración de unión del segundo cuerpo base metálico (2) como un elemento de sujeción metálico saliente (6) en la forma de un vástago provisto de unos relieves superficiales fijado al mismo, e insertar dicho elemento de sujeción metálico saliente (6) a través de dicho agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálico

(1) cuando los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) son dispuestos en la posición relativa predeterminada; y

sobremoldear al menos una porción de fijación (3a) de dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3) en el punto de unión (4) sobre una superficie del primer cuerpo base metálico (1) opuesta al segundo cuerpo base metálico (2), con lo que dicho agujero de sujeción (5) y dicho elemento de sujeción metálico saliente (6) incluyendo dichos relieves superficiles del mismo son embebidos por dicha porción de fijación (3a) del cuerpo de refuerzo de plástico (3).
16.-Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación15, caracterizado porque comprende dimensionar el elemento de sujeción metálico saliente (6) y el agujero de sujeción (5) de manera que exista una holgura entre ambos suficiente para permitir un movimiento relativo entre los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) cuando están mutuamente acoplados y antes de ser unidos por el cuerpo de refuerzo de plástico (3) sobremoldeado.
17.-Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque comprende formar el agujero de sujeción (5) del primer cuerpo base metálico (1) con unos lóbulos (5a) que definen unos brazos radiales (5b) que se extienden hacia fuera y hacia el elemento de sujeción metálico saliente (6) sin hacer contacto con el mismo cuando los primer y segundo cuerpos base metálicos (1, 2) están mutuamente acoplados y antes de estar unidos por dicho cuerpo de refuerzo de plástico (3), y

5 deformar dichos brazos radiales (5b) hacia el segundo cuerpo base metálico (2) y contra el elemento de sujeción metálico saliente (6) por la presión del material plástico fundido fluyendo al interior del agujero de sujeción (5) dentro del molde.

10

Fig.4

5

Fig.5

5b

5a

Fig. 6

5b

10 Fig.7

Fig.8

L-.~

XI

Fig.10

Fig.11

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XIV

Fig.15

Fig.16