BR112013024253B1

BR112013024253B1 - absorvedor de choque para veículos automotores

Info

Publication number: BR112013024253B1
Application number: BR112013024253-1A
Authority: BR
Inventors: Pasquale Impero
Original assignee: Pasquale Impero
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2020-11-03
Also published as: BR112013024253A2; ITBO20110137A1; WO2012127417A1; DK2688771T3; SI2688771T1; PL2688771T3; US9126551B2; EP2688771B1; US20140008925A1; ES2566547T3; EP2688771A1; RU2596857C2; RU2013147947A

Abstract

ABSORVEDOR DE CHOQUE PARA VEÍCULOS AUTOMOTORES Absorvedor de choque de choques para veículo automotor, compreendendo: um corpo de deformação (2) compreendendo uma primeira porção (3) e uma segunda porção (4), que são fixadas uma a outra, de modo a identificar um membro tubular (5) que tem um primeiro eixo e compreende uma primeira parede (6) e uma segunda parede (7) adjacentes uma a outra, que se intersectam para identificar uma aresta (8), cada uma das porções (3, 4) compreendendo uma meia-concha (9) e duas abas de fixação (10) dispostas, respectivamente, em extremidades opostas da miea-concha (9), pelo menos uma porção (3, 4) compreendendo peio menos um rebordo (11, 12) que se desenvolve ao longo de um desenvolvimento perpendicular em relação ao primeiro eixo. O rebordo (11, 12) se desenvolve continuamente pelo menos ao longo de uma parte da primeira parede (6) e pelo menos ao longo de uma parte da segunda parede (7) do membro tubular (5), na sequência de, pelo menos, a borda (8) identificada entre a primeira parede (6) e a segunda parede (7), o rebordo (11, 12), quando se segue à primeira parede (6), sendo orientado se projetando com respeito à zona da superfície exterior da primeira parede (6) que circunda o rebordo (11, 12), o rebordo (11, 12), quando na sequência da segunda parede (7), sendo orientado retraído com respeito à zona da superfície exterior da segunda (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção relaciona-se com o setor técnico dos absorvedores de choque de veículos automotores, conhecidos como "caixas de choque".

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

[002] Como é conhecido, caixas de choque são geralmente interpostas entre a barra dianteiro de um veículo a motor e a viga transversal dianteira relativa, e, em alguns casos, as caixas de choque são também fixadas às vigas transversais traseiras.

[003] Caixas de choque compreendem um corpo de deformação configurado de modo a se deformar quando submetido a uma tensão de compressão de uma determinada entidade, por exemplo, um impacto, a função da caixa de choque é tal que, para os chamados impactos de "baixa velocidade", a energia cinética no momento do impacto é convertida em energia de deformação da caixa de choque, a fim de salvaguardar a integridade da estrutura do veículo.

[004] O estado da técnica compreende um absorvedor de choque para veículos a motor, no qual o corpo de deformação é fornecido com duas porções opostas que também são fixadas uma a outra, identificando um membro tubular tendo um desenvolvimento alongado e apresentando uma pluralidade de paredes que se intersectam em conjunto identificando correspondentes extremidades, sendo cada porção compreendendo uma meia- concha e duas abas de montagem dispostas, respectivamente, nas extremidades da meia-concha, pelo menos pode ser proporcionada uma porção de pelo menos um rebordo que se estende ao longo de um percurso perpendicular ao eixo longitudinal do membro tubular, e o rebordo é moldado de modo a guiar a deformação plástica do corpo de deformação e para regular a quantidade de energia necessária para produzir um certo grau de deformação do corpo de deformação, como resultado de um impacto.

[005] Cada porção pode ser obtida por dobragem (ou também por prensagem) de uma tira de folha de metal para obter cinco paredes, das quais duas são paredes de extremidade, alinhadas uma a outra, ou seja, encontram-se num mesmo plano, conforme duas abas de fixação, enquanto as restantes três paredes internas são inclinadas uma em relação a outra, tais como a forma de uam Figura geométrica em quadrado ou hexágono, quando as porções de duas supramencionadas são fixadas uma a outra nas guias de montagem. O membro tubular que é obtido pode, por exemplo, conforme uma célula hexagonal ser formada por seis paredes interiores, ou seja, três paredes internas de cada parcela, e projeções laterais cada uma constituída por duas abas de fixação, em frente e se unindo por exemplo, no local de soldagem.

[006] As paredes são lisas. Cada porção de, em geral, pode conformar uma pluralidade de meias conchas, de modo que o membro tubular pode ser formado por uma pluralidade de células hexagonais flanqueadas, por exemplo.

[007] O rebordo é um tipo de canal, tendo uma concavidade de uma determinada profundidade, obtenível por compressão de estampagem profunda da folha.

[008] A caixa de choque é instalada no veículo a motor, de tal maneira que o eixo longitudinal do membro tubular coincida com a direção de deformação em caso de uma colisão frontal.

[009] Os rebordos podem ser fornecidos num determinado número, flanqueados e paralelos um ao outro, nas paredes do membro tubular; estes rebordos também se desenvolvem até atingir toda a largura da parede na qual estão integrados.

[010] Como é conhecido, a eficiência de uma caixa de choque depende da relação entre a força média necessária para atingir um certo grau de compressão no sentido da deformação e da força máxima absorvida durante a fase de esmagamento, quanto mais próxima esta proporção de ser unitária, mais eficiente do caixa de choque.

[011] O uso de rebordos tem sido demonstrado para processar uma melhoria na eficiência da caixa de choque.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[012] O objetivo da presente invenção consiste na elaboração de uma caixa de choque com um novo conceito de máxima eficiência.

[013] Este objetivo é atingido com a caixa de choque de acordo com a reivindicação 1.

[014] Na área do rebordo que se encontra na ponta, vantajosamente nenhuma acumulação, interferência ou co-penetração do material do corpo de deformação ocorre durante o esmagamento da caixa de choque, na verdade, o rebordo varia a sua orientação no canto, entre projetante e retrainte. Uma acumulação, interferência ou co-penetração de material do corpo de deformação ocorreria, no entanto, se o rebordo não variasse a orientação do mesmo, mantendo-se projetante ou retraído. O esmagamento da caixa de choque, portanto, prossegue com uma ordenada deformação, isto é, com uma deformação de acordo, desta forma, a caixa de choque reage ao esmagamento com uma força inferior flutuante e, portanto, mais constante, o que maximiza a eficiência da caixa de choque.

[015] Além disso, a deformação do material do corpo de deformação ocorre de uma forma previsível na seção do rebordo, que está localizada na extremidade. Isto permite um cálculo mais preciso da deformação que a caixa de choque sofreria se for submetida a um impacto, isto é, a forma em que entraria em colapso durante os instantes posteriores ao impacto, o que permite que a caixa de choque seja concebida de forma mais precisa no que diz respeito às invenções conhecidas. Portanto rebordos de maior comprimento podem ser concebidos do que aqueles presentes nas invenções da técnica anterior citados no preâmbulo. D fato, um rebordo pode envolver duas ou mais paredes de cada parte do corpo deformante ou se desenvolver ao longo de um percurso que inclui toda a largura da porção relativa na qual o rebordo é incorporado em si, isto é, ao longo das abas de fixação e as paredes da meia- concha. Desta forma, é vantajosamente possível guiar a deformação plástica do corpo de deformação mais precisamente e ajustar de forma mais precisa a quantidade de energia necessária para produzir um certo grau de deformação do corpo de deformação, como resultado de um impacto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] As concretizações específicas do invento serão descritas a seguir, de acordo com o que está definido nas reivindicações e com a ajuda dos desenhos, em que:

[017] - As Figuras 1 e 2 são duas vistas em perspectiva de uma caixa de choque da presente invenção, de acordo com uma primeira forma de realização;

[018] - Figuras 3A - 3H são vistas em perspectiva de uma caixa de choque em instantes na sequência de um impacto (tensão de compressão), agindo ao longo do eixo longitudinal da caixa de choque;

[019] - As Figuras 4A - 4H são vistas em perspectiva de uma caixa de choque de um segundo modo de realização do invento em instantes após um impacto (pressão de compressão) que atua ao longo do eixo longitudinal da caixa de choque;

[020] - A Figura 5 ilustra um gráfico mostrando a progressão ao longo do tempo da força com que a caixa de choque das Figuras 3A - 3H e caixa de choque das Figuras 4A - 4H reagem a um impacto.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERENCIAIS:

[021] Com referência às Figuras 1, 2, 4A- 4H, 1 indica, na sua totalidade, uma caixa de choque, objeto da presente invenção.

[022] A caixa de choque 1 compreende: um corpo de deformação 2 configurado de modo a deformar-se se forem submetidos a um impacto de uma determinada entidade, deformando o corpo 2 que compreende uma primeira porção 3 e uma segunda porção 4, que são opostas e fixadas uma a outra, de modo a identificar um membro tubular 5 que tem um primeiro eixo e compreende uma primeira parede 6 e uma segunda parede 7 adjacentes uma a outra, que se intersectam para identificar uma aresta 8.

[023] Cada uma das porções 3, 4 compreende uma meia-concha 9 e duas abas de fixação 10 dispostas, respectivamente, em extremidades opostas da meia-concha 9, pelo menos uma porção (3, 4) compreendendo pelo menos um rebordo (11, 12) que se desenvolve ao longo de um desenvolvimento perpendicular em relação ao primeiro eixo, o rebordo (11, 12) estando conformado de modo a guiar a deformação plástica do corpo de deformação 2 e de modo a regular uma quantidade de energia necessária para produzir um certo grau de deformação do corpo de deformação 2 após um impacto.

[024] O rebordo (11, 12) se desenvolve continuamente pelo menos ao longo de uma parte da primeira parede 6 e pelo menos ao longo de uma parte da segunda parede 7 do membro tubular 5, na sequência de, pelo menos, a borda 8 identificadas entre a primeira parede 6 e a segunda parede 7, o rebordo (11, 12), quando se segue à primeira parede 6, sendo orientado projetante com respeito à zona da superfície exterior da primeira parede 6 que circunda o rebordo 11, 12, o rebordo, quando na sequência da segunda parede 7, sendo orientado retraído com respeito à zona da superfície exterior da segunda parede 7, que circunda o rebordo (11, 12), o rebordo (11, 12), na borda 8, variando a orientação do mesmo entre projetante e retraído.

[025] Por "superfície exterior" da primeira parede 6 ou da segunda parede 7 é entendido a superfície virada para fora em relação ao membro tubular 5. Esta superfície externa é oposta à superfície interna da primeira parede 6 ou da segunda parede 7, cuja superfície interna faceia e define o volume interno, em conjunto com as superfícies internas das paredes restantes 13 do membro tubular 5.

[026] Um rebordo do tipo acima descrito é ilustrado por meio de exemplo na caixa de choque 1 das Figuras 1 e 2 e indicada pelo número de referência 12.

[027] Cada uma das porções (3, 4) pode ser obtida por dobragem (ou também por prensagem) de uma tira de folha de metal para obter cinco paredes 6, 7, 13, das quais as duas paredes de extremidade 10, alinhadas uma com a outra, ou seja, encontra-se num mesmo plano, conforme as abas de fixação 10, enquanto as restantes três paredes interiores 6, 7, 13 formam um ângulo entre si de modo a formar uma Figura geométrica, no exemplo ilustrado, um hexágono, em que as duas porções 3, 4 de cima são fixadas uma à outra nas abas de fixação 10. O membro tubular 5 que é obtido, por exemplo, pode conformar-se em uma célula hexagonal formada por seis paredes internas 6, 7, 13, ou seja, três paredes internas 6, 7, 13 para cada uma das porções (3, 4), e por projecções laterais cada uma constituída por duas abas de fixação 10 opostas uma à outra e unidas por exemplo por soldadura por pontos.

[028] As paredes 6, 7, 13 são planas. Cada uma das porções 3, 4, em geral, pode conformar uma pluralidade de meias conchas 9 (uma forma de realização não representada nas Figuras), de modo que quando as duas porções 3, 4 são fixadas uma a outra um igual número de membros tubulares 5 são identificados, e cada um tendo, por exemplo, um perfil de célula hexagonal, quadrado ou octogonal, etc.

[029] O rebordo 11, 12 é, tal como mencionado no preâmbulo, um tipo de canal, tendo uma concavidade de uma dada profundidade, obtido por compressão da folha de estampagem.

[030] A caixa de choque 1 está instalada no veículo (não mostrado), de tal maneira que o eixo longitudinal (primeiro eixo) do membro tubular 5 coincide com a direcção de deformação em caso de uma colisão frontal.

[031] Os rebordos 11, 12 podem ser vários, lado a lado, e localizam-se paralelamente um ao outro, sobre as paredes 6, 7, 13 do membro tubular (5).

[032] A caixa de choque 1 representada nas Figuras 1 e 2 compreende, para cada porção 3, 4, dois rebordos 11 situados lado a lado e paralelos, cada um dos rebordos 11 se estendendo ao longo de um percurso que inclui a totalidade da largura da porção relativa 3, 4, sobre a qual o rebordo 11 em si é incorporado, isto é, ao longo das abas de fixação (10) e as paredes (6, 7, 13) da meia-concha 9. Desta forma, é vantajosamente possível guiar melhor a deformação plástica do corpo de deformação 2, e regular com mais precisão a quantidade de energia necessária para produzir um certo grau de deformação do corpo de deformação 2 como resultado de um impacto.

[033] Quando a primeira porção 3 é fixada à segunda porção 4, de modo a localizar o membro tubular 5, então uma aba de fixação 10 da primeira porção 3 faceia uma aba de fixação correspondente 10 da segunda porção 4.

[034] Os rebordos 11 da primeira porção 3 e d segunda porção 4 estão de preferência dispostos de tal forma a facearem uma ao outro, como mostrado nas Figuras 1, 2, 4A - 4H, em particular, estes rebordos 11 são orientados se projetando nas abas de fixação 10, de modo a identificar um canal que é fechado por cima e por baixo pelos rebordos 11.

[035] Pelo menos uma parte 3, 4 do corpo de deformação 2 pode compreender, pelo menos, um rebordo adicional 14 que se desenvolve paralelo ao primeiro eixo, a fim de aumentar a resistência à deformação do corpo de deformação 2 (Figuras 1, 2). Pelo menos uma aba de fixação 10 pode apresentar uma extremidade livre, que é dobrada, a identificando uma dobra 15 para aumentar a resistência à deformação do corpo de deformação 2 (Figuras 1,2).

[036] A dobra 15 é de preferência substancialmente perpendicular à parte restante da aba de fixação 10.

[037] As Figuras 3A- 3H são vistas em perspectiva de uma caixa de "teste" de choque em instantes sucessivos durante um impacto e, portanto, a uma tensão de compressão, atuando ao longo do eixo longitudinal (primeiro eixo) da caixa do choque. A caixa de choque ilustrada aqui não é parte da presente invenção e não é conhecido. A caixa de teste de choque foi utilizada para os fins de uma análise comparativa com a caixa de choque 1 de acordo com a segunda forma de realização, mostrada nas Figuras 4A - 4H, para destacar a maior eficiência da dita caixa de choque. Para os fins desta comparação, a magnitude do impacto e a direção na qual a tensão de compressão atua (tensão de compressão ao longo do eixo longitudinal da caixa de choque 1 são as mesmas para o teste de colisão da caixa das Figuras SASH e da caixa de choque 1 das Figuras 4A- 4H, que é o objeto da presente invenção.

[038] As Figuras 3A, 4A ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 0,5 milissegundos.

[039] As Figuras 3B, 4B ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 1,5 milissegundos.

[040] As Figuras 3C, 4C ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 2 milissegundos.

[041] As Figuras 3D, 4D ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 2,5 milissegundos.

[042] As Figuras 3E, 4E ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 3 milissegundos.

[043] As Figuras 3F, 4F ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 3,5 milissegundos.

[044] As Figuras 3G, 4G ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 4 milissegundos.

[045] As Figuras 3H, 4H ilustram a caixa de choque no instante de tempo: cerca de 4,5 milissegundos.

[046] A Figura 5 mostra, em linha tracejada, o curso de tempo da força com a qual a caixa de choque das Figuras 3A- 3H reage a um choque e reporta, numa linha contínua, o curso de tempo da força com a qual a caixa de choque 1 das Figuras 4A -4h reage a um choque.

[047] Como pode ser visto na Figura 5, a caixa de choque 1 da presente invenção reage ao esmagamento com uma força menos flutuante e, portanto, mais constante, o que maximiza a eficiência da caixa de choque 1 propriamente dita.

[048] Entende-se que o acima descrito foi descrito por meio de exemplo não limitativo, e que, portanto, possíveis variantes construcionais estão dentro do âmbito de proteção da presente solução técnica, tal como reivindicado a seguir.

Claims

1. Absorvedor de choque para veículos automotores, compreendendo corpo de deformação (2) configurado de modo a deformar-se se submetido a um impacto de uma determinada entidade, o corpo de deformação (2) compreendendo uma primeira porção (3) e uma segunda porção (4), que são opostas e fixadas uma a outra, de modo a identificar um membro tubular (5) que tem um primeiro eixo; a primeira porção (3) compreendendo uma meia-concha (9) e duas abas de fixação (10) dispostas, respectivamente, em extremidades opostas da meia-concha (9), a meia-concha (9) e as abas de fixação (10), por sua vez compreendendo uma pluralidade de paredes (6, 7, 10, 13) que são adjacentes uma a outra e se cruzam, identificando bordas correspondentes (8); a primeira porção (3) compreendendo um primeiro rebordo (11) que se estende ao longo de um percurso perpendicular em relação ao primeiro eixo, o rebordo (11) sendo conformado de modo a guiar uma deformação plástica do corpo de deformação (2) e para regular uma quantidade de energia necessária para produzir um certo grau de deformação do corpo de deformação 2 após um impacto; o primeiro rebordo (11), quando se estende ao longo de uma primeira parede relativa (6), sendo orientado se projetando com respeito à zona da superfície externa da primeira parede (6) circundando o primeiro rebordo (11), o primeiro rebordo (11), quando se estende ao longo de uma segunda parede relativa (7), que é adjacente à primeira parede (6), sendo orientado detraindo com respeito à zona da superfície externa da segunda parede (7) que circunda o primeiro rebordo (11), o primeiro rebordo (11), na borda (8), definido pela interseção mútua da primeira parede (6) e da segunda parede (7), variando a orientação do mesmo entre projetante e retraído, caracterizado pelo fato de que: a primeira porção (3) se desenvolve ao longo de um percurso que compreende toda a largura da primeira porção relativa (3), na qual o primeiro rebordo está incorporado, isto é, ao longo das abas de fixação (10) e as paredes (6, 7, 13) da meia-concha; a segunda porção (4) compreende uma meia-concha (9), cujas duas abas de fixação (10) estão dispostas, respectivamente, em extremidades opostas da meia-concha (9), a meia-concha (9) e as abas de fixação (10) compreendendo, por sua vez, uma pluralidade de paredes (6, 7, 10, 13) que são adjacentes uma a outra e se cruzam, identificando as bordas correspondentes (8); a segunda porção (4) compreendendo um segundo rebordo (11) que se desenvolve ao longo de um percurso que é perpendicular em relação ao primeiro eixo, o rebordo (11) sendo conformado de modo a guiar a deformação plástica do corpo de deformação (2) e para regular a quantidade de energia necessária para produzir um certo grau de deformação do corpo de deformação 2 após um impacto; a segunda porção (11), ao se estender ao longo de um percurso, compreendendo toda a largura da segunda porção relativa (4), na qual o segundo rebordo (11) é incorporado, isto é, ao longo das abas de fixação (10) e as paredes (6, 7, 13) da meia-concha; a segunda porção (11), quando se estende ao longo de uma terceira parede relativa (6), sendo orientada se projetando com respeito à zona da superfície exterior da terceira parede (6) que circunda o segundo rebordo (11), o segundo rebordo (11), quando se estende ao longo de uma quarta parede relativa (7), que é adjacente à terceira parede (6), sendo orientado se retraindo em relação à zona da superfície externa da quarta parede (7) que circunda o segundo rebordo (11), o segundo rebordo (11), na borda (8) definida pela interseção da terceira parede (6) e da quarta parede (7) uma para a outra, variando a orientação do mesmo entre projetante e retrainte; quando a primeira porção (3) é fixada à segunda parte (4), de modo a identificar o membro tubular (5), uma aba de fixação (10) da primeira porção (3), faceia uma aba de fixação correspondente (10) da segunda porção (4); o primeiro rebordo (11) da primeira porção (3) e o segundo rebordo (11) da segunda porção 4 estão mutuamente dispostos, de modo a facear um ao outro.

2. Absorvedor de choque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro rebordo (11) e o segundo rebordo (11) são orientados se projetando para as abas de fixação (10), de modo a identificar um canal que é fechado superiormente e inferiormente pelo primeiro rebordo (11) e o segundo rebordo (11).

3. Absorvedor de choque, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que uma porção (3, 4) do corpo de deformação (2) é provida com pelo menos um rebordo adicional (14) que se desenvolve paralelamente ao primeiro eixo, de modo a aumentar a resistência à deformação do corpo de deformação (2).

4. Absorvedor de choque, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma aba de fixação (10) apresenta uma extremidade livre dobrada, identificando, assim, uma dobra (15) para o aumento da resistência à deformação do corpo de deformação 2.

5. Absorvedor de choque, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que a dobra (15) é substancialmente perpendicular à parte restante da aba de fixação (10).

6. Absorvedor de choque, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma primeira aba de fixação (10) da primeira porção (3) é oposta a uma segunda aba de fixação (10) da segunda porção (4), em que a primeira porção (3) compreende um primeiro rebordo (11, 12), pelo menos uma primeira área de desenvolvimento do primeiro rebordo (11, 12) estando na primeira aba de fixação (10), em que a segunda porção (4) compreende um segundo rebordo (11, 12), pelo menos uma segunda zona de desenvolvimento do segundo rebordo (11, 12), estando na segunda aba de fixação (10), o primeiro rebordo (11, 12) e o segundo rebordo (11, 12) estando mutuamente dispostos de tal que a primeira área de desenvolvimento do primeiro rebordo (11, 12) faceia a segunda área de desenvolvimento do segundo rebordo (11, 12), o primeiro rebordo (11, 12) estando orientado se projetando na primeira área de desenvolvimento e o segundo rebordo (11, 12) estando orientado se projetando na segunda área de desenvolvimento.

7. Absorvedor de choque, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as porções (3, 4) são conformadas de tal modo que, quando fixadas uma a outra, elas definem uma ou mais células hexagonais.

8. Absorvedor de choque, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada uma das porções (3, 4) é uma folha de metal.