ES2266397T3 - Estructura de proteccion para vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Estructura de protección para vehículos que comprende un elemento transversal frontal (17A) conectado a elementos del lado lateral (22), que comprende elementos absorbedores o amortiguadores de impactos (16) conectados externamente después del elemento transversal (17A) sobre el lado del parachoques del vehículo, colocados lateralmente con respecto al elemento transversal para que quede un espacio central para alojar un sistema de absorción adicional interpuesto entre dichos elementos absorbedores colocados lateralmente, caracterizada porque dentro de dicho elemento transversal (17A), se encuentra por lo menos un segundo elemento absorbedor (25), que incrementa la fuerza de compresión del elemento transversal y por lo tanto la energía absorbida y que, simultáneamente, limita las dimensiones generales de la estructura completa.
Description
Estructura de protección para vehículos.
La presente invención se refiere a una
estructura de protección para vehículos. La patente US nº 5.139.297
describe una estructura de protección de acuerdo con el preámbulo de
la reivindicación 1.
Actualmente, los dispositivos utilizados en
vehículos para limitar los daños en el lado frontal durante las
colisiones tipo NCAP (New Car Assessment Program o Programa de
evaluación de coches nuevos) o de aseguradoras consisten en
elementos transversales completamente metálicos, generalmente
realizados en acero, dispuestos entre el bastidor del vehículo y los
parachoques; el elemento transversal se apoya por lo general
directamente sobre los elementos laterales y está fijado a los
mismos, o consisten en dispositivos amortiguadores de metal (cajas
de absorción), con los cuales está conectado el elemento
transversal, y están fijados a los elementos laterales.
Dichas estructuras, sin embargo, no garantizan
un buen rendimiento (entendido como la relación entre energía
absorbida y compresión del sistema) y, por encima de todo, debido a
que deben deformarse para absorber energía y que están conformados
sobre la banda frontal del parachoques, los elementos fijados a los
elementos laterales tienden a transmitir unos niveles elevados de
esfuerzo (también en dirección tangencial) sobre los elementos
laterales, obligando así al usuario a adoptar dispositivos de
refuerzo, con el consecuente aumento de peso en el vehículo.
Además, para adaptar dichas estructuras con el
fin de que satisfagan los requisitos de las disposiciones legales en
caso de impacto con peatones y sustancialmente en caso de impacto
con la pierna del peatón, es necesario colocarlos aún más separados
del parachoques, colocando en este espacio elementos absorbedores
con presiones comprendidas entre 0,1 y 0,6 N/mm^{2}, que
corresponden a una compresión del 50%.
Dichos elementos absorbedores están realizados
generalmente en polipropileno expandido, poliuretano expandido o
poliestireno expandido.
En este caso, sin embargo, es necesario un
mínimo de espacio para la instalación de dichos elementos
absorbedores de aproximadamente 80 mm + 30 mm (resultando los 30 mm
el espacio residual de la densificación del material que ocurre
durante la compresión del amortiguador y más allá de la cual las
fuerzas de compresión son muy elevadas).
En resumen, las soluciones mencionadas
anteriormente resultan totalmente inadecuadas o ineficaces para
satisfacer las normativas relativas al impacto entre vehículos (en
particular, las denominadas colisiones tipo NCAP o de aseguradora) y
para satisfacer los requisitos relativos al impacto con peatones;
además, es de esperar que otros sistemas adicionales estén
dispuestos delante del parachoques para resultar capaces de absorber
energía durante el impacto, sin requerir demasiado espacio entre el
elemento transversal y el parachoques.
El objetivo de la presente invención consiste
por lo tanto, en eliminar los problemas indicados anteriormente
produciendo una estructura de protección de alto rendimiento para
vehículos, diseñada para alojar, en el caso de impacto con peatones,
amortiguadores de absorción de impactos, obteniendo al mismo tiempo
una reducción del espacio (por debajo o igual a 80 mm) entre el
parachoques y la estructura de protección; la estructura resulta
también diseñada para cumplir con los requisitos mínimos de las
normativas actuales sobre impacto con peatones, con respecto al tipo
tradicional de estructuras de protección.
El anterior y otros objetivos, según la presente
invención son alcanzados proporcionando una estructura de protección
para vehículos, diseñada para ser utilizada particularmente en el
caso de impacto con peatones, según la reivindicación 1, a la cual
se hace referencia por cuestiones de brevedad.
Las características y ventajas de una estructura
de protección para vehículos, diseñada para ser utilizada
particularmente en el caso de colisiones NCAP o de aseguradoras,
según la presente invención, serán ilustradas más claramente en la
siguiente descripción, entendida como un ejemplo no limitativo,
haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos en los
que:
- la figura 1 es una vista en
perspectiva esquemática de un elemento transversal frontal de un
vehículo utilizado en tipos conocidos de estructuras de
absorción;
- la figura 1A es una vista en
perspectiva esquemática de un elemento transversal frontal de un
vehículo utilizado en estructuras de absorción para vehículos según
la presente invención;
- la figura 2 muestra una vista en
planta del elemento transversal de la figura 1A, según la presente
invención;
- la figura 3 muestra una vista
lateral esquemática de un elemento transversal del tipo conocido, en
el que son visibles los efectos de una colisión, en particular de un
impacto de aseguradora;
- la figura 3A muestra una vista
lateral esquemática del elemento transversal de la figura 1A, de
acuerdo con la presente invención, en la que resultan visibles los
efectos de una colisión, en particular una colisión asegurada;
- las figuras 4 y 5 muestran una serie
de gráficos relacionados con la tendencia tiempo de la fuerza de
impacto y la energía absorbida por los sistemas, durante el impacto,
y producida durante un choque entre una pared y 40% de la superficie
frontal de un vehículo que se desplaza a 15 km/h y provisto de
estructuras de protección del tipo conocido y del tipo de acuerdo
con la presente invención.
Con referencia a las figuras mencionadas, la
referencia 17 designa un elemento transversal frontal para
vehículos, conformado tradicionalmente (en el caso particular de la
figura 1, el elemento transversal 17 está conformado en acordeón),
para absorber energía durante un colisión; está conectado también el
elemento transversal 17, en una forma conocida, a dos elementos
laterales o montantes 22 del
vehículo.
vehículo.
La solución relacionada con la estructura de
protección para vehículos, objeto de la presente invención, presenta
un elemento transversal frontal, indicado por el número de
referencia 17A en la figura 1A, modificado con respecto a los
elementos transversales tradicionales 17 con respecto a la
estructura física geométrica y peso.
En particular, es utilizado un elemento
transversal 17A, fabricado en metal o plástico, preferiblemente del
tipo plano, sobre el cual funciona al menos un primer elemento
absorbedor o amortiguador de impactos 16, colocado después del
elemento 17A transversal y dispuesto, en la práctica, entre el
parachoques del vehículo y el elemento transversal 17A propiamente
dicho.
Alternativamente un elemento transversal 17A
conformado puede ser producido a partir de un perfil lineal
extruido.
Alternativamente un elemento transversal 17A
conformado puede ser producido por moldeo y soldadura.
Además, el elemento transversal 17A contiene
dentro al menos un segundo elemento absorbedor o amortiguador de
impactos 25, para incrementar la resistencia a la compresión del
elemento transversal propiamente dicho, sin modificar su grosor, ya
que dicha modificación conduciría a un incremento considerable en
peso total.
La utilización del amortiguador de impactos 25
permite además la mejora consiguiente en el rendimiento desde el
punto de vista de absorción de energía durante el impacto.
La estructura resultante es ilustrada en su
totalidad en la figura 2 y dispone el uso de amortiguadores de
impactos 16 (dispuestos después y en el exterior del elemento
transversal 17A, sobre el lado de parachoques del vehículo)
fabricado de materiales que presentan valores de presión iguales a
aproximadamente 5-30 N/mm^{2} al 50% de
compresión; respecto a lo anterior, la estructura alveolar de
plástico (especialmente el material moldeado por inyección XENOY® de
General Electric) o las estructuras alveolares de aluminio o cajas
de impactos de chapa metálica son utilizadas preferiblemente, entre
otros, como materiales de absorción.
Los elementos absorbedores o amortiguadores de
impactos internos 25 pueden además presentar características como
para obtener presiones de 5-30 N/mm^{2} que
corresponden a una compresión de 50%; también en el presente caso,
la estructura alveolar de plástico, y especialmente el material
moldeado por inyección XENOY® de General Electric, o estructuras
alveolares de aluminio o cajas de choque de chapa metálica son
utilizadas preferiblemente, entre otros, como materiales
absorbentes.
Los elementos absorbentes 16 están por lo
general colocados lateralmente con respecto al elemento transversal
17A para dejar un espacio central para alojar posibles sistemas
amortiguadores adicionales tales como amortiguadores de impactos
para impacto con peatones.
Además, la posición particular de los
amortiguadores de impactos 16 significa que, especialmente durante
un choque a velocidad moderada, son los únicos que van a resultar
dañados, con consecuencias positivas en términos de ahorro en piezas
de repuesto y mano de obra especializada.
La solución descrita anteriormente proporciona
excelente rendimiento en el vehículo completo; en particular, se
obtuvieron resultados de pruebas extremadamente buenos, en términos
de parámetros sensibles, en el caso de un choque con seguro.
Los gráficos de las figuras 4 y 5 destacan
primeramente que, mientras la solución descrita proporciona una
reducción en valores promedio de fuerza con respecto a los elementos
transversales tradicionales (lo que crea menos tensión en la
estructura del vehículo), se obtiene mayor absorción de energía por
el sistema descrito, con respecto a los sistemas conocidos, durante
el impacto, utilizando un elemento transversal modificado 17A, de
acuerdo con la invención (curvas NT y ENT), en lugar del elemento
transversal tradicional 17 (curvas T y ET).
Las figuras 3 y 3A ilustran una ventaja
adicional de la estructura de absorción objeto de la invención.
Más en particular, la configuración plana o
ligeramente conformada del elemento transversal 17A de acuerdo con
la invención (instalado también con parachoques conformados en los
que las curvas, conformadas como los amortiguadores de impactos
externos, resultan muy evidentes) permiten la minimización del
empuje tangencial producido sobre los elementos laterales 22 durante
el impacto.
La figura 3, que es un ejemplo de deformación de
un tipo tradicional de elemento transversal 17 durante el impacto,
muestra cómo el elemento transversal conformado actual, se deforma
durante el impacto, aunque sin modificar su longitud inicial la
cual, debido a su forma, es mayor que la distancia entre los dos
elementos laterales.
Esto produce un empuje lateral sobre los
elementos laterales 22, forzándolos a abrir completamente
correspondiendo a la zona 18; por otra parte, la figura 3A la cual
se refiere a la misma prueba que la figura 3 y utiliza un elemento
transversal 17A de acuerdo con la invención, muestra la deformación
completa del elemento transversal 17A y la absorción de energía de
impacto por los elementos 16 y 25, sin que produzca un esfuerzo que
no puede ser resistido por los montantes 22.
Se ha demostrado por lo tanto que, modificando
el elemento transversal frontal 17 utilizado actualmente del
vehículo e instalando uno diferente con respecto a la forma
geométrica, la estructura y peso total, la prueba resulta
extremadamente positiva para los parámetros que conciernen a los
choques tipo NCAP o de aseguradoras; además, existe una ganancia en
términos de dimensiones totales de la estructura completa, ya que se
obtienen unos buenos valores de absorción de energía con un sistema
que, según la invención, ocupa una longitud, delante de los
elementos laterales 22, de 1 cm menos que el tipo de sistema
conocido.
conocido.
Por lo tanto la instalación del elemento
transversal frontal 17A permite la inserción de dispositivos
amortiguadores extremadamente eficaces, en particular para impacto
con peatones, y no requiere que el parachoques se mueva
excesivamente hacia delante, con respecto a las estructuras
tradicionales, puesto que la zona completa frente del elemento
transversal fuera de la zona de los amortiguadores de impactos 16
permite el alojamiento de dichos dispositivos amortiguadores;
además, el peso de los amortiguadores de impactos 16 es aprovechado
para compactación de los mismos con el fin de obtener también buenos
resultados en el caso de impacto con peatones.
De la descripción facilitada, las
características de la estructura de protección para vehículos,
diseñadas para ser utilizadas particularmente en el caso de
colisiones NCAP o de aseguradoras (que utiliza amortiguadores de
impactos específicos) e impacto con peatones, según la presente
invención se presentan claras y resultan evidentes.
En particular están representadas por:
- -
- fácil de satisfacer simultáneamente las diversas normativas que conciernen al impacto a diversas velocidades (con respecto a lo anterior, se han obtenido resultados excelentes en el caso de impacto con peatones, choques del tipo NCAP o de aseguradoras a alta velocidad);
- -
- elevada capacidad de absorción en el caso de un choque de aseguradoras, en velocidades bajas promedio, para un impacto en cualquier dirección;
- -
- peso limitado y dimensiones totales de toda la estructura de absorción;
- -
- costos limitados debido a las ventajas logradas.
Finalmente, es evidente que pueden ser
realizadas modificaciones adicionales y variaciones a la estructura
de protección para los vehículos en cuestión, todas contempladas
dentro del contexto de la idea de la invención, y asimismo es
evidente también que los materiales y dimensiones que se ilustran
pueden ser variados según los requisitos técnicos.
Claims (4)
1. Estructura de protección para vehículos
que comprende un elemento transversal frontal (17A) conectado a
elementos del lado lateral (22), que comprende elementos
absorbedores o amortiguadores de impactos (16) conectados
externamente después del elemento transversal (17A) sobre el lado
del parachoques del vehículo, colocados lateralmente con respecto al
elemento transversal para que quede un espacio central para alojar
un sistema de absorción adicional interpuesto entre dichos elementos
absorbedores colocados lateralmente, caracterizada porque
dentro de dicho elemento transversal (17A), se encuentra por lo
menos un segundo elemento absorbedor (25), que incrementa la fuerza
de compresión del elemento transversal y por lo tanto la energía
absorbida y que, simultáneamente, limita las dimensiones generales
de la estructura completa.
2. Estructura de protección para vehículos
según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos primer
(16) y segundo (25) amortiguadores de impactos comprenden materiales
absorbentes tales como estructuras alveolares de termoplástico
extruido, estructuras alveolares de aluminio, espuma de poliuretano,
polipropileno expandido, poliuretano rígido o
semi-rígido o poliuretano extruido.
3. Estructura de protección para vehículos
según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho
elemento transversal (17A) está fabricado en metal o plástico y es
plano o conformado, siendo producido a partir de un perfil lineal
extruido.
4. Estructura de protección para vehículos
según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho
elemento transversal (17A) está fabricado en metal o plástico y es
plano o conformado, siendo producido por moldeado y soldadura.
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