ES2220751T3 - Panel interior para vehiculos, geometricamente modificado, susceptible de deformacion al impacto. - Google Patents

Abstract

Se trata de un panel interior para vehículos dotado de zonas sobreslientes (2) hacia el habitáculo interior del vehículo, el cual está dotado de unas entallas (6) practicadas en la cara trasera del panel en las zonas adyacentes a las prociones sobresalientes, que logran amortiguar la incidencia de éstas últimas sobre los ocupantes.

Description

Panel interior para vehículos, geométricamente modificado, susceptible de deformación al impacto.

Esta invención hace referencia a un panel interior para vehículos, geométricamente modificado, susceptible de deformación al impacto de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1.

Los paneles de este tipo suelen tener normalmente al menos una proyección hacia el habitáculo para pasajeros del vehículo, que consta del reposabrazos, que es la pieza más cercana al abdomen del conductor, siendo lo normal que haya una distancia de entre 7 y 10 mm entre el reposabrazos y el tórax. En la mayoría de los casos, estas piezas están fabricadas a modo de insertos del panel, conectados con éste, aunque no se descarta la posibilidad de que el panel sea una pieza única equipada con dichas proyecciones.

El contexto de la invención hace referencia a la aportación de medidas protectoras para los ocupantes del vehículo en el caso de producirse un impacto lateral, y, más concretamente, para proteger la región abdominal del ocupante.

A lo largo de esta descripción haremos referencia mediante ejemplos, a un panel que consta de un inserto de panel, entendiendo que éste no excluye la posibilidad de que el panel pudiera ser una parte única que no tuviera el mencionado inserto del panel.

Como ya se sabe, una vez que el ocupante está colocado en el habitáculo para pasajeros del vehículo, a un lado se encuentra el panel de la puerta con su inserto de panel, en el cual se alojan diferentes piezas. El reposabrazos suele estar normalmente situado a la altura del abdomen y va integrado en el inserto de panel, dentro de éste. Por la finalidad para la que ha sido pensado y por las piezas integradas en el mismo, el reposabrazos sobresale aproximadamente unos 60 mm en relación con el panel en sí, terminando a una distancia entre 7 y 10 mm del tórax del usuario, tal y como se indica más arriba.

En el caso de producirse un impacto lateral, una vez que se haya producido el colapso de la puerta, y la deformación y la fuerza del impacto lleguen al panel interior, este panel se desplazará hacia el ocupante, y el ocupante se moverá, a su vez, hacia él, resultando ser la zona del reposabrazos que llega primero a dicho ocupante a la altura del abdomen.

La geometría del reposabrazos, con una serie de concavidades y convexidades, tiene un alto grado de rigidez en relación con el resto de panel, con lo que una vez que entra en contacto con el ocupante, el impacto no absorbe los niveles deseados de energía, transmitiendo al ocupante niveles de fuerza superiores a los admisibles.

Por los anteriores motivos, el problema que ha de solucionarse, es el de la penetración del reposabrazos en la región torácica-abdominal del ocupante en caso de impacto lateral, con lo que los niveles de fuerza e intrusión que alcanzan al ocupante no superan determinados límites umbrales.

En la medida de la información con la que se cuenta, ya existen diversas soluciones dirigidas hacia la protección del ocupante en caso de producirse un impacto lateral.

La finalidad de algunas de estas soluciones es incrementar la capacidad de la puerta de absorción de la energía del impacto, en vistas a reducir la aceleración relativa entre el ocupante y el panel lateral, y de esta forma reducir la fuerza del impacto ejercido en el tórax.

En una solución, dentro de la línea marcada por esta tendencia, al menos se incluye una pieza adicional en el panel de la puerta, entre el lado invisible del panel y la chapa metálica interior de la puerta, contando estas piezas adicionales con una serie de paredes, nervaduras y células que se deforman de modo plástico a la compresión y flexión durante el impacto, absorbiendo, de esta forma, energía.

En el diseño de estas piezas o partes adicionales se debe tener en cuenta que la energía debe ser absorbida a unos niveles de fuerza, y con deformaciones que no superen los umbrales permitidos.

Esta forma de proceder está sujeta a limitaciones, especialmente desde el punto de vista de la necesidad de fabricación de piezas adicionales, y de componer subconjuntos. Todo esto no sólo aumenta el coste y el peso de la unidad resultante, sino que también aumenta el tiempo de eliminación, si es que ésta fuera posible, reduciendo su capacidad de reciclaje.

Además de esto, la altura de las nervaduras y de las regiones en las que pueden ir situadas se ve limitada por el espacio disponible entre el panel de la puerta y la estructura metálica de dicha puerta.

Otra de las soluciones conocidas consiste en utilizar materiales con la capacidad de absorción de energía por medio de la deformación plástica a unos niveles de fuerza y deformación, lo cual hace que resulten ideales para esta aplicación.

Entre estos materiales se encuentran las espumas de poliuretano a diferentes densidades. El material, en bloques, también está colocado entre el panel interior y la chapa metálica interna de la puerta, formando una estructura tipo sándwich, y su efectividad dependerá de la densidad de las células abiertas en el material añadido.

Las limitaciones de esta forma de proceder coinciden con las del caso anterior.

Otra solución conocida evita las operaciones de fabricación y montaje que se mencionan anteriormente mediante la fabricación del panel interior de la puerta con la pieza de disipación de energía ya incorporada y que forma una pieza única. En este caso, la parte no visible del panel está equipada de una serie de nervaduras en celosía, que pueden ir conectadas entre sí o no, dando lugar a una configuración en celdas, que se ve deformada plásticamente en caso de impacto.

Aunque esta solución no tiene las desventajas de tener piezas adicionales, subconjuntos, aumento en los costes ni dificultades de reciclaje, se ve, no obstante, limitada por el espacio que existe entre el panel de la puerta y la estructura de metal de la puerta, y por el incremento de peso de la pieza resultante.

En el caso concreto de los pilares del habitáculo para pasajeros del vehículo, también se utilizan otros materiales, como el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y mezclas de poli carbonato/PBT, cuyo comportamiento ante variaciones de temperatura resulta más estable.

El objetivo principal del empleo de estos materiales es que en el caso de impacto, no sufran una fractura por fragilidad, con lo que no se crearían bordes afilados que podrían provocar laceraciones al ocupante del vehículo.

No obstante, cuentan con la desventaja de que los materiales desarrollados para este fin tienen un coste superior que los que se utilizan normalmente.

Otro tipo de soluciones protegen al ocupante del vehículo amortiguando el impacto contra el panel de la puerta. Por ejemplo, utilizando unidades de airbag laterales o unidades de airbag hinchables laterales.

Obviamente, la principal desventaja de estos sistemas se encuentra en su complejidad, ya que para entrar en acción deben ir equipados con sensores de aceleración cuyo tiempo de respuesta, unido a su tiempo de hinchado, resulte ser muy breve. Es más, el panel lateral y toda la puerta en general, deben estar preparados para albergar el sistema, con las consiguientes limitaciones de espacio y la complejidad de diseño que ello implica, arrojando todo ello un resultado de costes superiores que en soluciones anteriores.

(US-A-3 989 275 se corresponde con el preámbulo de la reivindicación 1.

La finalidad de la invención es proporcionar un panel de puerta que, a la vez que amortigüe el impacto repercutido sobre el ocupante, no precise la introducción de ningún artículo adicional en dicho panel y, por tanto, no esté limitado por el espacio que existe en la cámara que se forma entre el panel y la chapa metálica interna de la puerta.

Otra finalidad de la invención es proporcionar un panel para la puerta que no implique aumento de coste o de peso alguno.

Otra de las finalidades de la invención es proporcionar un panel de puerta que pueda reciclarse sin la menor dificultad, exactamente igual que un panel convencional.

Al objeto de conseguir estos objetivos, la invención presenta un panel que, en caso de impacto, actuará como un muelle o resorte, de forma que amortigüe o absorba el impacto que repercute sobre el ocupante, comenzando a partir de una fuerza dentro del umbral permitido, de conformidad con la reivindicación 1.

En concreto, la solución se aplica en la zona del reposabrazos montado sobre el inserto del panel, que, por regla general, es la parte que más sobresale hacia el interior del habitáculo para pasajeros del vehículo y la más próxima al ocupante aunque no se excluye su aplicación al resto de secciones sobresalientes del panel que pudieran dar lugar a problemas.

A partir de dicho inserto de panel y con una geometría y material específicos, se han ubicado las regiones más decisivas del panel en el momento del impacto lateral, regiones cuya rigidez estructural evita la deformación del reposabrazos, por ejemplo, así como su desplazamiento hacia atrás al entrar en contacto con el ocupante, ya que si no se amortigua este impacto, el ocupante sufre en la parte inferior del tórax una fuerza mayor de lo que permite el reglamento en vigor.

Esta rigidez estructural de la parte situada en las zonas próximas al reposabrazos tiene origen en su mismo diseño, en las secciones con un elevado módulo de inercia, dependiendo del espesor de la pared y del tipo de material empleado.

De ello se desprende que es muy grande la fuerza de impacto requerida para que dichas zonas criticas comiencen a deformarse, mientras que los niveles de deformación alcanzados son bajos.

Tal y como se ha indicado previamente, la región que más sobresale del inserto del panel, normalmente el reposabrazos, está rodeada por áreas que son rígidas y que están sometidas a unas fuerzas de compresión y de flexión durante el impacto, lo cual significa que su robustez no permite que estas zonas se comben.

Desde el punto de vista de la invención, si estas zonas rígidas adyacentes al reposabrazos se fabrican de tal forma que se flexionen ante el combado originado durante el impacto, se va a permitir el movimiento elástico del reposabrazos, absorbiendo así parte de la energía de dicho impacto.

Se probó esta circunstancia eventualmente con excelentes resultados, de tal forma que reduciendo la sección o espesor del panel en zonas aproximadamente paralelas a la trayectoria del reposabrazos, se ve reducida la resistencia de estas áreas críticas rígidas de la pieza, y esto favorece la producción de flexión y combado.

De la misma manera, se ve modificada la geometría del inserto de panel, de tal forma que es posible reducir la fuerza del impacto en el ocupante con esta reducción de la rigidez en las zonas cercanas al reposabrazos, reduciendo igualmente la rigidez del inserto de panel hasta un límite que viene establecido por la rigidez mínima que debe tener la pieza para resistir otros requisitos que se plantean con ella en su curso de empleo normal.

El material tiene que permanecer dentro de la zona de resultados elásticos durante el impacto, lo cual quiere decir que la geometría de la pieza volverá a su estado inicial una vez se hayan detenido las fuerzas que actúan sobre la misma.

La recuperación de la deformación comienza a tener lugar después de que el ocupante ha recibido el impacto, el cual se ha visto reducido, y cuando el ocupante haya comenzado a retirarse del inserto de panel.

Se practica una serie de surcos en las zonas críticas próximas al reposabrazos, establecidos estos surcos en dirección perpendicular a la dirección de la aplicación de los ensayos de impacto más exigentes, la cual por su parte va en dirección perpendicular al plano vertical de la puerta.

Dado que en estos ensayos, el más exigente es el ensayo de impacto frontal en una dirección perpendicular al plano de la pieza, en cada posición, los surcos mencionados se precisan en una dirección perpendicular a la dirección anteriormente mencionada, y, en cualquier caso, siguiendo la trayectoria del reposabrazos o pieza sobresaliente en cuestión.

Los surcos se practican únicamente en la parte interna, hacia la puerta, conservando la parte visible su aspecto original y sin marca o señal alguna visible que pudieran indicar su existencia.

Como es habitual, cuando un reposabrazos tiene una línea de trayectoria determinada con cambios en esta trayectoria, se ajustan los surcos practicados en las zonas criticas adyacentes a esta línea, de manera que se encuentren en una dirección paralela a la misma.

El número y profundidad de los surcos es variable en términos del material, de su espesor y del panel en el que van practicados.

Los surcos pueden ser continuos o discontinuos en su trayectoria a lo largo del panel, utilizando la solución más recomendable en cada caso.

Todos estos datos y otros de la invención pueden observarse en el cuaderno adjunto de planos, en el cual vienen representados los siguientes gráficos:

La Figura 1 es una vista en planta de un panel de puerta, en el cual, se aplica la técnica de la invención.

La Figura 2 es el resultado de la vista de toda la sección transversal I-1 que se muestra en la Figura 1.

Las Figuras 3 y 4 son dos representaciones del lateral del inserto de panel hacia la puerta.

La Figura 5 es un detalle de los surcos en las zonas críticas, de conformidad con la invención.

De conformidad con la Fig. 1, el inserto de panel (1) del panel, que se ve desde el lado (8) de cara al habitáculo para pasajeros, tiene unas medidas de aproximadamente 630 mm de longitud por 340 mm de altura. Sobre éste viene representado un reposabrazos (2), siguiendo una línea específica en el panel, junto con las zonas rígidas críticas (3, 4, 5) adyacentes al reposabrazos.

Tal y como se muestra en la Figura 2, el reposabrazos (2) sobresale por encima del lado visible (8) del inserto de panel. También puede apreciarse la parte posterior (7) del inserto de panel, en la que se practican los surcos.

De conformidad con las Figuras 3 y 4, pueden observarse los surcos (6) practicados en la parte posterior (7) del inserto de panel (1) de cara al panel de puerta, y se puede ver que estos paneles discurren prácticamente paralelos a la trayectoria del reposabrazos, ejerciendo la función de un resorte o muelle frente a un impacto, por el cual se ve reducida la fuerza del impacto en el ocupante por la deformación y recuperación de esta deformación cuando el ocupante comienza a desplazarse del inserto de panel que va sobre el panel de la puerta.

Mirando ahora a la Figura 5, podemos señalar los surcos (6) practicados en la parte posterior (7) del inserto de panel (1), con su lado visible (8) perfectamente terminado, en el cual puede apreciarse el reposabrazos (2).

Se puede hacer un ensayo en la parte que se muestra en la Fig. 1, en la cual esta parte se fabricó con polipropileno inyectado, con un 20% de talco y con un espesor de pared de 2,5 mm.

Esta pieza, con el detalle que se muestra en la Fig. 3, por ejemplo, se suministra con cinco surcos o ranuras en la sección situada por encima del reposabrazos sobresaliente (2), otros cinco surcos en la sección situada bajo el reposabrazos y dos surcos en una posición lateral por encima de dicho reposabrazos.

La profundidad de estos surcos era de aproximadamente unos 2 mm, y la distancia entre los fondos o partes inferiores de dos surcos consecutivos era de unos 6,5 mm.

El ensayo de impacto del péndulo deformable llevado a cabo en este inserto de panel, sin surcos, arrojó una fuerza pico de 1660 N en el abdomen.

El mismo ensayo realizado sobre el mismo inserto de panel con surcos en las zonas rígidas, arrojó un resultado de una fuerza pico de 1100 N, reduciéndola sustancialmente en un tercio aproximadamente con respecto al inserto de panel sin los surcos, que es el objetivo de la presente invención.

Como ya se ha mencionado anteriormente, la invención se aplica a paneles interiores bien con un inserto de panel o sin inserto de panel. En la primera de estas hipótesis, los surcos se practican en el mismo inserto de panel que lleva el panel, mientras que en el segundo caso, se encuentran en el cuerpo del mismo panel.

De la misma forma, siempre para los fines previstos, se especifica que la invención es aplicable a cualquier tipo de panel interior para vehículo que tenga zonas que sobresalen hacia el interior del habitáculo para pasajeros de dicho vehículo, lo cual podría suponer un peligro par la integridad de los ocupantes.

Claims (8)

1. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente (Fig. 1, 2) capaz de deformarse al impacto, fabricado de material plástico inyectado, que consta al menos de una zona sobresaliente (2), concretamente, un reposabrazos que sobresale hacia el interior del habitáculo para pasajeros del vehículo, estando formada íntegramente dicha zona sobresaliente (2) por el resto del panel o formando una parte conectada con el resto del panel, formando dicho resto del panel un inserto de panel (1), contando dicha zona sobresaliente (2) con una serie de concavidades y convexidades que le dan un elevado nivel de rigidez en relación con el resto del panel (1), estando rodeada dicha zona sobresaliente (2) por zonas rígidas (3, 4, 5) adyacentes al curso de la base de dicha zona sobresaliente (2), que se caracteriza en que el lateral no visible (7) del panel que va dirigido hacia la puerta, tiene unos surcos (6) practicados en él, en el cual dichos surcos (6) ocupan dichas zonas rígidas (3, 4, 5), está ubicado en las proximidades de dicha zona sobresaliente (2) y sigue el citado curso de la base mencionada de dicha zona sobresaliente (2), y por que dichos surcos (6) reducen el espesor del espesor de otro modo constante de dichas zonas rígidas (3, 4, 5) del panel.

2. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente, susceptible de deformación al impacto, de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que los surcos (6) van practicados directamente en el mismo panel.

3. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente, susceptible de deformación al impacto, de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que los surcos (6) van practicados directamente en el mismo panel (1) conectados al resto del panel en el que van situadas las zonas sobresalientes (2).

4. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente, susceptible de deformación al impacto, de conformidad con las reivindicaciones 1 y 3, que se caracteriza por el hecho de que los surcos están situados en dirección perpendicular a la dirección del ensayo de impacto más exigente.

5. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente, susceptible de deformación al impacto, de conformidad con las reivindicaciones 1 y 3, que se caracteriza por el hecho de que los surcos (6) se realizan en grupos dispuestos paralelamente los unos con respecto a los otros.

6. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente, susceptible de deformación al impacto, de conformidad con las reivindicaciones 1 y 3, que se caracteriza por el hecho de que los surcos (6) son continuos en todo el recorrido.

7. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente, susceptible de deformación al impacto, de conformidad con las reivindicaciones 1 y 3, que se caracteriza por el hecho de que los surcos (6) son discontinuos.

8. Panel interior para vehículos, modificado geométricamente, susceptible de deformación al impacto, de conformidad con las reivindicaciones 1 y 3, que se caracteriza por el hecho de que los surcos (6) están agrupados en series de varios surcos paralelos, los cuales tienen una separación entre sí.