ES2260644T3 - Dispositivo de proteccion de personas en caso de un choque frontal con un vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Dispositivo (1) de protección de personas en caso de un choque frontal con un vehículo automóvil que presenta un capó delantero (17) que cubre el tren delantero, se extiende hasta el parabrisas delantero, está articulado de forma giratoria en la carrocería del tren delantero por el lado del parabrisas, a ambos lados del vehículo, a través de sendas disposiciones de bisagras y está fijado de forma soltable por el lado frontal en una cerradura del capó, caracterizado porque la cerradura (5b) del capó está fijada sobre un portacerradura (5) que está sujeto en forma linealmente levantable en una carcasa (2, 3, 4) solidaria del vehículo, de tal manera que, en el estado normal, el portacerradura está retenido abajo y, en caso de colisión, puede ser liberado bajo accionamiento por sensor para realizar un movimiento de levantamiento limitado.

Description

Dispositivo de protección de personas en caso de un choque frontal con un vehículo automóvil.

La invención se refiere a un dispositivo de protección de personas en caso de un choque frontal con un vehículo automóvil que presenta un capó delantero que cubre el tren delantero, se extiende hasta el parabrisas delantero, está articulado de manera giratoria en la carrocería del tren delantero por el lado del parabrisas, a ambos lados del vehículo, a través de una respectiva disposición de bisagras y está fijado en el lado delantero en una cerradura de capó en forma soltable.

Se producen anualmente numerosos accidentes en los que peatones, sean niños o adultos, o ciclistas son alcanzados por un vehículo automóvil y lanzados sobre el capó delantero o capó del motor y contra el parabrisas, y sufren entonces al menos lesiones graves. En este caso, están especialmente amenazados la cabeza y el tronco de un peatón o ciclista adulto, ya que, al producirse un choque con un vehículo automóvil -tal como han demostrado los ensayos de choque y también las experiencias- éste choca aproximadamente en la zona trasera relativamente dura del capó delantero en su transición hacia el parabrisas y resulta entonces considerablemente lesionado.

A consecuencia de requisitos correspondientes, la industria de los vehículos trabaja intensamente en el problema de mejorar la protección de personas en este aspecto.

Se ha dado a conocer una serie de posibilidades para resolver este problema. Un principio de solución consiste en ablandar la zona de transición dura antes citada al parabrisas, es decir, hacerla más flexible.

Se conoce por el documento DE 19721565 A1 un dispositivo de seguridad en el que la cerradura del capó está montada fijamente en el tren delantero.

El documento DE 27 37 876 A muestra como protección contra choque un elemento de absorción a manera de lámina o de red que puede ser disparado bajo control de sensor y que abarca en la anchura del vehículo la zona del capó delantero situada delante del parabrisas.

El documento DE 27 11 338 A muestra una construcción comparable en la que un saco de aire inflable bajo control de sensor se coloca en caso de choque en la zona de transición entre el parabrisas y la luna delantera.

El documento DE 28 14 107 A, en combinación con el documento DE 28 41 315, muestra un dispositivo accionado por medio de un sensor de choque para desplazar el capó delantero de una posición de reposo a una posición de choque flexible elevada con respecto a la anterior, es decir, un llamado "capó delantero activo". Como quiera que, al producirse una colisión con un peatón captada por el sensor de choque, el capó delantero es desplazado de forma flexible hasta una posición de choque elevada con respecto a su posición de reposo, es decir, la posición del caso normal, se crea un recorrido de deformación de la carrocería del vehículo que, en caso de choque con el pecho o la cabeza del peatón, entra en acción en el sentido de una degradación más favorable de la energía y que proporciona deceleraciones reducidas de la cabeza y del pecho y origina así menores riesgos de lesión.

En el caso del documento DE 28 14 107 A antes citado, el capó delantero es elevado por al menos un saco de gas inflable en caso de choque. Sin embargo, la construcción representada puede aplicarse solamente para vehículos automóviles en los que el capó delantero sea basculable alrededor de un eje situado en el canto superior delantero del tren delantero. Sin embargo, la construcción conocida no puede aplicarse en vehículos automóviles en los que el capó delantero esté articulado de manera giratoria en el tren delantero por el lado del parabrisas a través de bisagras. Se aplica una consideración correspondiente para el documento DE 28 41 315 A antes citado, que muestra un dispositivo de seguridad correspondiente en el que se ha sustituido el saco de gas por una unidad de pistón alternativo-clindro que puede ser hecha funcionar por vía pirotécnica o hidráulica o neumática.

Por último, el documento DE 197 12 961 A1 muestra también una protección contra choque por medio de un capó delantero que se puede levantar activamente de manera flexible en caso de colisión y que está sujeto de forma giratoria por el lado del parabrisas a través de una disposición de bisagras. Esta disposición de bisagras está fijada a la carrocería del tren delantero por medio de un portabisagras montado en posición basculable o desplazable de modo que en el caso de una colisión del vehículo automóvil con una persona el capó delantero pueda ser basculado o desplazado hacia arriba, es decir, elevado, por medio de un dispositivo acumulador de energía que ataca en el portabisagras, por ejemplo un acumulador de fuerza de muelle. Esta construcción conocida se basa en la idea de elevar la propia disposición de bisagras con el portabisagras articulado con respecto a la carrocería, de modo que no es necesario prever un complejo dispositivo de desacoplamiento entre la disposición de bisagras y el capó delantero en el caso de un choque.

La solicitud de patente alemana anterior 102 43 497.2 muestra otra solución de esta clase.

Las soluciones según el estado de la técnica para el capó delantero activo con elevación de dicho capo delantero por el lado del parabrisas a través del tope contra giro de las bisagras prevén que la cerradura del capó delantero permanezca en estado cerrado. De este modo, la zona delantera del capó delantero es relativamente rígida y dura, lo que puede conducir a lesiones directas para el primer contacto directo entre el vehículo y la persona accidentada, especialmente en la zona inferior del tronco de la persona accidentada (muslos y región abdominal).

La invención se basa en el problema de, partiendo del dispositivo descrito al principio, configurar éste de modo que se pueda aminorar el riesgo de lesiones graves en el primer contacto directo entre el vehículo y la persona accidentada.

La solución de este problema se logra según la invención con un dispositivo de protección de personas en caso de un choque frontal con un vehículo automóvil, que presenta un capó delantero que cubre el tren delantero, se extiende hasta el parabrisas delantero, está articulado de manera giratoria en la carrocería del tren delantero por el lado del parabrisas, en ambos lados del vehículo, a través de sendas disposiciones de bisagras, y está fijado de forma soltable por el lado frontal en una cerradura de capó, por el hecho de que la cerradura del capó está fijada sobre un portacerradura que está sujeto en forma linealmente levantable en una carcasa solidaria del vehículo, de tal manera que en el estado normal el portacerradura esté retenido abajo y en caso de colisión pueda ser liberado bajo accionamiento por sensor para realizar un movimiento de levantamiento limitado.

Como quiera que el portacerradura forma una especie de zona de deformación en el estado levantado y dado que entonces la zona delantera es menos dura o rígida, se puede reducir significativamente el riesgo de lesiones graves.

Perfeccionamientos y ejecuciones de la invención están caracterizados en las reivindicaciones subordinadas y se desprenden de la descripción siguiente de las figuras.

Se explica la invención con más detalle ayudándose de un ejemplo de realización representado en los dibujos.

Muestran:

La figura 1, en una representación en sección longitudinal, un dispositivo de protección para el levantamiento activo controlado por sensor del portacerradura de un capó frontal de automóvil de turismo por medio de un acumulador de muelle pirotécnicamente disparado, en estado de reposo, es decir, en estado normal,

La figura 2, una vista en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A de la figura 1,

La figura 3, en una representación isométrica, el dispositivo de protección según la figura 1,

La figura 4, en una representación en sección longitudinal, el estado levantado del dispositivo de protección según la figura 1,

La figura 5, en una representación en sección longitudinal, la reversión del dispositivo de protección levantado por medio de una palanca acodada, concretamente en la parte A de la figura al comienzo del proceso de reversión y en la parte B de la figura al final del proceso de reversión, y

La figura 6, en una vista parcial esquemática, el tren delantero de un automóvil de turismo con capó delantero levantado en la zona de la cerradura del capó por medio del dispositivo según las figuras 1 y 3.

La figura 3 muestra en una representación isométrica la estructura exterior del dispositivo 1 según la invención para la protección de personas en caso de un choque frontal con el capó delantero de un vehículo automóvil. El dispositivo 1 presenta, en primer lugar, una carcasa cilíndrica 2 de, por ejemplo, 40 mm de diámetro, la cual está cerrada arriba con una tuerca de capuchón 3 y abajo también con una tuerca de capuchón 4. En la carcasa 2 está sujeto en forma extensible hacia fuera un soporte 5 para la fijación de la cerradura delantera 5b del capó delantero (figura 5B).

Con la carcasa 2 está unido por atornillamiento un portacartucho 6 en combinación con una tapa 7 para el alojamiento de un actuador pirotécnico en forma de cartucho (no representado), que se enciende bajo control de sensor en caso de una amenaza de colisión y pone en marcha el proceso de extensión hacia fuera.

La carcasa 2 está unida fijamente con la carrocería 18 del vehículo en la zona de la cerradura delantera 5b del capó delantero 17, tal como se representa esquemáticamente en la figura 6.

En lo que sigue, se describe la estructura interna del dispositivo 1 ayudándose de las figuras 1 y 2.

Para extender el soporte 5 hacia fuera está previsto un cilindro elevador 8 que atraviesa la tuerca de capuchón superior 3 en forma desplazable y está atornillado por dentro con una rosca interna correspondiente, por medio de un tornillo de cierre 9, a la chapa de suelo 5a del soporte 5. Este cilindro elevador 8 presenta una brida anular periférica 8a que llena el diámetro de la carcasa 2, que presenta una ranura anular 8b para el alojamiento parcial de ajuste de forma de cuatro bolas de encastre 10 (figura 2) y que forma con su flanco inferior un soporte de reacción para un muelle de compresión de accionamiento 11 de forma helicoidal que se apoya con el otro extremo en un flanco periférico 12a de un casquillo de guía 12.

En el estado representado, el muelle de compresión 11 está pretensado y forma así un acumulador de fuerza de muelle.

El casquillo de guía 12 está fijamente unido a la carcasa cilíndrica 2 con su flanco periférico 12a por medio de la tuerca de capuchón inferior 4. Una camisa de casquillo inferior 12b abraza adicionalmente y sujeta de forma deslizante al casquillo 6 del cartucho, que está atornillado con un tramo roscado estrechado delantero 6a en el flanco periférico 12a. A la altura de las bolas de encastre 10, el casquillo de guía 12 presenta unas aberturas de paso para un movimiento radial y una sujeción parcial de ajuste de forma de las bolas de encastre (figura 2). El casquillo de guía 12 presenta por el lado de la cabeza un tramo estrechado 12c que está abrazado de forma deslizante por el tornillo de cierre 9 y que posee una rosca interna.

En el hombro inferior interior de este tramo 12c se apoya un muelle de compresión 13 que se aplica con su otro extremo a un lado frontal superior de forma anular de un pistón de control 14. Este pistón de control 14 presenta una ranura anular periférica 14a adaptada al diámetro de las bolas de encastre y dotada de un flanco superior descendente en forma
plana.

En el estado representado, el estado de reposo, el cilindro elevador 8 está unido bajo ajuste de forma con el casquillo de guía 12 a través de las bolas de encastre 10. La envolvente del pistón de control impide en este caso que las bolas de encastre puedan variar su posición radial. Si se aplica ahora por breve tiempo una fuerza F desde abajo sobre el pistón de control 14, para lo cual se enciende el miembro de disparo pirotécnico en el portacartucho 6 y se establece una presión de gas correspondiente por debajo del pistón de control 14, éste es desplazado hacia arriba en contra de la fuerza del muelle de compresión 13, pretensando así a éste, hasta que las bolas de encastre 10 lleguen a la ranura anular 14a del pistón de control, puesto que el acumulador de muelle 11 intenta separar axialmente una de otra las dos posiciones mutuamente bloqueadas, el cilindro elevador 8 y el casquillo de guía 12, y ejercer así una componente de fuerza sobre las bolas de encastre 10.

(Como alternativa, en el espacio 15 puede estar dispuesto también, como se ha insinuado en la figura 4, un perno de empuje 19 a través del cual se transmita directamente al pistón de control la fuerza del disparador pirotécnico). En este caso, las bolas de encastre 10 se desplazan radialmente hacia dentro bajo la fuerza del muelle de compresión 13, se mantienen después con ajuste de forma entre la ranura anular 14a y las aberturas de paso del casquillo de guía 12 y dejan libre entonces al cilindro elevador 8, de modo que el muelle de compresión de accionamiento 11, a través de la brida anular 8a, levanta muy rápidamente al cilindro elevador 8, guiado por el casquillo de guía 12, junto con el soporte 5 y el tornillo de cierre 9. La pared interior del cilindro elevador 8 impide entonces que las bolas de encastre puedan desplazarse hacia fuera.

Este estado levantado está representado en la figura 4 y en la vista general de la figura 6. La carrera de trabajo "A" es en este caso de, por ejemplo, 25 mm.

El cilindro elevador 8 puede deslizarse entonces en el casquillo de guía 12 hacia arriba bajo accionamiento del muelle y hacia abajo con flexibilidad elástica. Esta flexibilidad elástica durante el choque aminora significativamente el riesgo de lesiones que pongan en peligro la vida.

Dado que puede ocurrir que se dispare el dispositivo 1 sin que se produzca un choque, y para no tener que seguir circulando entonces con el capó delantero 17 levantado por delante, si bien sólo ligeramente, y situado todavía en la cerradura del capó, se ha previsto que el conductor del vehículo pueda revertir el dispositivo, es decir que pueda presionar el cilindro elevador 8 junto con el tornillo de cierre 9 y el soporte 5 de la cerradura del capó en contra de la fuerza de los muelles de accionamiento 11 para llevarlos a la posición según la figura 1.

Dado que esto prácticamente no es posible en forma puramente manual a causa de la gran fuerza de los muelles de accionamiento, se ha previsto que en el estado levantado del sistema según la figura 4 se pueda atornillar en la rosca interna del tramo superior 12c, como se representa en la figura 5A, un tramo roscado estrechado 16a de una palanca acodada 16 a través de la abertura central del tornillo de cierre 9 y a través de la cerradura del capó. El hombro 16b de la palanca acodada 16 en la transición al tramo roscado 16a, que es de diámetro menor que el diámetro de la abertura central del tornillo de cierre 9, descansa entonces sobre éste, con lo que, al atornillar hacia dentro la palanca acodada, el tornillo de cierre 9 junto con el soporte 5 y el cilindro elevador 8 es presionado hacia abajo bajo pretensado de los muelles de accionamiento 11 por medio del hombro anular 8a. Cuando, como muestra la figura 5B, la estría 8b del cilindro elevador 8 alcanza la altura de la estría 14a del pistón de control, se tiene entonces que, debido a la fuerza de pretensado del muelle 13, guiado por medio del chaflán o el flanco de la estría 14a, las bolas 10 son introducidas a presión en la estría 14a a través de este chaflán y se encastran en ella. El sistema ha alcanzado entonces nuevamente la posición de partida según la figura 1.

En un perfeccionamiento de la invención la cerradura de bolas 10 puede estar configurada también de modo que el cilindro elevador 8 esté enclavado en su posición levantada, pudiendo estar configuradas las bolas de encastre 10 de modo que puedan deformarse al sobrepasarse una fuerza determinada con anulación del enclavamiento y, por tanto, actúen como sitios de deformación nominal.

Como ampliación del sistema es posible que el dispositivo 1 de la figura 1 sea provisto, además, de un levantamiento preventivo, por ejemplo por medio de un motor reductor de husillo. Mediante una denominada sensórica de campo cercano se reconoce un peatón en el campo anterior al vehículo y se levanta el capó del motor en un momento predeterminado. Si no se consigue la altura de levantamiento en el tiempo predeterminado y se produce un contacto con un peatón, se pide ayuda también, adicionalmente, a la pirotécnica representada para conseguir lo más rápidamente posible la altura de levantamiento predeterminada.

La figura 6 muestra la realización de un vehículo automóvil con capó delantero activamente levantable 17, en la que sólo se puede levantar bajo control de sensor la cerradura 5b del capó.

Sin embargo, es posible también una realización en la que, además, se puedan levantar las bisagras del capó frontal no representadas en la figura 6, por ejemplo por medio de un dispositivo según la solicitud de patente alemana anterior 102 43 497.2 citada al principio, constituido por un portabisagras para la conexión articulada indirecta por el lado de la carrocería, que está montado en la carrocería del tren delantero de manera que puede ser levantado, y por un equipo acumulador de energía que ataca en el portabisagras, en forma de una disposición de acumulador de muelle, así como por un dispositivo de retención controlado por sensor para un acoplamiento operativo con el portabisagras.

En resumen, las características esenciales de la realización descrita de la invención pueden presentarse como sigue:

Se describe una protección de peatones, aquí especialmente por elevación del capó del motor en la zona delantera (levantamiento por actuador en caso de choque).

A través de un acumulador de muelle se logra el recorrido de levantamiento necesario teniendo en cuenta el tiempo de levantamiento.

El disparo se efectúa por medio de un disparador pirotécnico que dispara el actuador mediante una aplicación directa de fuerza a un perno de empuje o mediante liberación de una presión de gas. La liberación del acumulador de muelle se efectúa elevando un cono y así se liberan bolas de encastre.

El sistema se desplaza hacia arriba y eleva al mismo tiempo el capó del motor a lo largo del recorrido de levantamiento necesario.

La reversión (reposición) del sistema se efectúa por medio de una palanca acodada que está provista de una rosca en el extremo. Esta palanca es introducida en el sistema actuador a través de la cerradura del capó y el sistema actuador es revertido (repuesto) por giro de atornillamiento de la palanca acodada. Esta actividad puede ser realizada espontáneamente por el conductor del vehículo.

Claims (9)

1. Dispositivo (1) de protección de personas en caso de un choque frontal con un vehículo automóvil que presenta un capó delantero (17) que cubre el tren delantero, se extiende hasta el parabrisas delantero, está articulado de forma giratoria en la carrocería del tren delantero por el lado del parabrisas, a ambos lados del vehículo, a través de sendas disposiciones de bisagras y está fijado de forma soltable por el lado frontal en una cerradura del capó, caracterizado porque la cerradura (5b) del capó está fijada sobre un portacerradura (5) que está sujeto en forma linealmente levantable en una carcasa (2, 3, 4) solidaria del vehículo, de tal manera que, en el estado normal, el portacerradura está retenido abajo y, en caso de colisión, puede ser liberado bajo accionamiento por sensor para realizar un movimiento de levantamiento limitado.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el portacerradura (5) está montado sobre un elemento de ajuste alargado (8) que está acoplado con la disposición de muelle de accionamiento (11) y que lleva asociado un miembro de bloqueo (8b, 10, 12, 14) que mantiene pretensada a la disposición de muelle de accionamiento (11) en el estado normal y que puede ser disparado bajo accionamiento por sensor en caso de riesgo de choque.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el miembro de bloqueo está formado por bolas (10) que pueden enclavarse con ajuste de forma.

4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la disposición de muelle de accionamiento está formada por un muelle helicoidal (11).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el miembro de bloqueo está en contacto operativo con un miembro de disparo accionado por sensor, preferiblemente un miembro de disparo pirotécnico.

6. Dispositivo según las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el elemento de ajuste alargado está formado por un cilindro elevador (8) que está sujeto en la carcasa (2, 3, 4) solidaria del vehículo con posibilidad de ser desplazado axialmente por medio de una brida anular periférica (8a) y que está rodeado concéntricamente en su exterior por el muelle helicoidal (11) en la zona comprendida entre la brida anular y el fondo de la carcasa.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque en el interior del cilindro elevador (8) está dispuesto en contacto deslizante con él un casquillo de guía (12) solidario del vehículo que presenta periféricamente unas aberturas de paso y de retención para bolas de encastre (10), porque la brida anular (8a) posee una ranura anular (8b) para un alojamiento de ajuste de forma parcial de las bolas de encastre (10) en caso de bloqueo, y porque el muelle helicoidal (11) está sujeto entre la brida anular (8a) y un extremo sobresaliente (12b) del casquillo de guía (12) que se encuentra por el lado del fondo de la carcasa.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque en el interior del casquillo de guía (12) está sujeto de forma deslizable bajo precarga de muelle un pistón de control (14) con una ranura anular periférica (14a) para alojar parcialmente las bolas de encastre (10) en caso de disparo, cuyo pistón de control está en contacto operativo directo con el miembro de disparo accionado por sensor.

9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el casquillo de guía (12) presenta por el lado de la cabeza un tramo estrechado (12c) con una rosca interna en la que puede atornillarse un tramo roscado estrechado (16a) de una palanca acodada (16) para revertir el cilindro elevador levantado (8), y porque está previsto un tope (9) que está unido con el cilindro elevador (8) y que está previsto para establecer un acoplamiento operativo con un hombro (16b) de la palanca acodada (16).