ES2272752T3 - Carroceria de vehiculo con una cubierta frontal apoyada de forma elastica. - Google Patents
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Abstract
Carrocería de vehículo con una cubierta frontal apoyada de forma elástica, con una respectiva bisagra (1) entre la carrocería de vehículo y un borde lateral de la cubierta frontal para que esta pueda abrirse alrededor de un eje de giro definido por las bisagras (1), y con por lo menos una unidad de construcción elástica, que cede bajo carga, en cada borde lateral para apoyar la cubierta frontal en la carrocería de vehículo, estando configurada la unidad de construcción como caja (8) de choque resistente que no obstante se deforma plásticamente y cede por encima de una determinada carga bajo un efecto de una fuerza de choque, caracterizada porque la caja (8) de choque se compone de un tubo cuyo eje longitudinal está dispuesto en lo esencial en paralelo a la dirección de fuerza y presenta bordes de tubo unidos entre sí por medio de superficies laterales.
Description
Carrocería de vehículo con una cubierta frontal
apoyada de forma elástica.
La invención se refiere a una carrocería de
vehículo con una cubierta frontal apoyada de forma elástica, con
una respectiva bisagra entre la carrocería de vehículo y un borde
lateral de la cubierta frontal para que esta pueda abrirse
alrededor de un eje de giro definido por las bisagras, y con por lo
menos una unidad de construcción elástica, que cede bajo carga, en
cada borde lateral para apoyar la cubierta frontal en la carrocería
de vehículo, estando configurada la unidad de construcción como caja
de choque resistente que no obstante se deforma plásticamente y
cede por encima de una determinada carga bajo un efecto de una
fuerza de choque.
Una carrocería de vehículo de este tipo se
describe en el documento DE 27 11 339 A1. El apoyo de la cubierta
frontal, propuesto en este documento, se basa en la siguiente
consideración: siempre siguen ocurriendo accidentes en los cuales
un vehículo choca frontalmente con un peatón que atraviesa la
carretera. El cuerpo y la cabeza del peatón impactan por este
motivo contra la cubierta frontal por lo que le causan lesiones
graves. Por lo tanto, los esfuerzos de los constructores de
vehículos están dirigidos a configurar la carrocería de vehículo y
en especial la parte delantera con la cubierta frontal, de tal
manera que aún cuando no se excluyan lesiones se reduzca la
gravedad de las mismas. A fin de evitar en especial lesiones graves
de la cabeza, la cubierta frontal se apoya de forma elástica. La
desaceleración de la cabeza, que se produce durante el impacto de
una cabeza, debe tener un desarrollo en función del tiempo de tal
forma que presente un valor HIC < 1.000. El valor HIC es una
magnitud característica que describe la carga que la cabeza humana
puede aguantar como máximo. La definición exacta de este valor se
desprende de las publicaciones especializadas.
La publicación para información de solicitud de
patente anteriormente mencionada propone apoyar la cubierta frontal
en la carrocería de vehículo mediante componentes elásticos que
absorben energía y están configurados en parte en la bisagra. Del
documento no se desprende como podría estar configurado un elemento
de este tipo. Además, existe el problema de conferir al elemento
una rigidez básica suficiente para que no ceda bajo cargas
estáticas normales, sino sólo durante una carga de choque tal como
se produce durante el impacto de un cuerpo o de una cabeza.
El documento WO 00/72101 muestra un estado
genérico de la técnica. Este documento muestra una unidad de
construcción que cede bajo una carga de choque y puede denominarse
en el sentido más amplio como caja de choque. Pero en concreto se
trata de una pieza de chapa plana provista de un orificio oblongo
entre una articulación de giro en un travesaño unido con la
cubierta de motor y un travesaño fijo en la carrocería. La pieza de
chapa se compone de dos bridas que encierran lateralmente el
orificio oblongo.
La brida indicada sirve sólo de forma
insuficiente para la protección de peatones, ya que las bridas se
doblan bajo carga hacia un lado y se pliegan una vez. Las fuerzas
de doblado que actúan durante este proceso son relativamente
pequeñas o disminuyen rápidamente desde un valor inicial alto
durante el proceso del doblado, de modo que la absorción de energía
en total es relativamente reducida. Esto significa que no es posible
reducir completamente la velocidad de impacto de la cabeza a lo
largo del recorrido de deformación máximo de las bridas, por lo que
al final la cabeza se desacelera de forma repentina.
La invención se basa por lo tanto en el problema
de configurar el componente de tal manera que sea lo suficientemente
rígido para resistir cargas estáticas, pero lo suficientemente
elástico para ceder ante cargas de choque originadas por el impacto
de una cabeza en la cubierta de motor, para que exista un nivel de
fuerza que la cabeza puede soportar aún.
La solución de este problema consiste en una
carrocería de vehículo conforme al preámbulo de la reivindicación
1, caracterizada porque la caja de choque se compone de un tubo cuyo
eje longitudinal está dispuesto en lo esencial en paralelo a la
dirección de la fuerza y presenta bordes de tubo unidos entre sí por
medio de superficies laterales.
Cajas de choque de este tipo se conocen con
dimensiones claramente mayores como soportes de parachoques o como
largueros de vehículo. Normalmente se trata de tubos con una sección
transversal cuadrada cerrada dispuestos de tal manera que durante
un choque sufren cargas en dirección longitudinal. Cuando se supera
una determinada carga, los bordes de los tubos se doblan
alternativamente hacia dentro y hacia fuera, plegándose las
superficies laterales que unen los bordes. Se absorbe la energía
del choque, ya que estos procesos son irreversibles. Debido a que
los bordes confieren al tubo cierta rigidez, este puede aguantar
cargas estáticas sin pandear. Por lo tanto, es apropiado para
servir también como larguero o travesaño de unión en una estructura.
Del tipo de construcción tubular se desprenden otros parámetros,
por lo que la rigidez básica y la absorción de energía durante una
carga de choque pueden coordinarse aún mejor entre sí.
Especialmente crítico es el apoyo de la cubierta
frontal en la zona de las bisagras, ya que en estos puntos existe
una unión directa con la carrocería de vehículo. En la publicación
para información de solicitud de patente mencionada anteriormente
en primer lugar se propone que la bisagra comprenda como unidad
elástica por lo menos un dispositivo de biela y manivela a modo de
resorte de torsión. La realización de un dispositivo de este tipo
es relativamente complicada. Según otra configuración de la
invención se prevé por lo tanto que la caja de choque forme una
parte integral de la bisagra y esté dispuesta para este fin entre un
travesaño superior y un travesaño inferior de la bisagra, unidos
entre sí mediante por lo menos una palanca articulada. Esta
configuración tiene la ventaja de que no es preciso modificar el
tipo de construcción convencional de la bisagra. Más bien, sólo es
preciso integrar una caja de choque en el espacio entre los dos
travesaños.
Pero asimismo es concebible disponer la caja de
choque entre el travesaño inferior y la carrocería de vehículo.
También en este caso, el tipo de construcción es sencillo. La
bisagra como tal puede mantenerse de forma no modificada. Sólo su
apoyo en la carrocería de vehículo debe situarse a un punto más bajo
para crear espacio para la caja de choque.
En bisagras que presentan una palanca articulada
más corta y otra más larga, por lo que es posible levantar la
cubierta frontal durante la abertura alrededor de un eje de giro que
experimenta durante este proceso un desplazamiento, conforme a la
invención se prevé que la caja de choque esté dispuesta en el
travesaño superior cerca de las articulaciones de las palancas
articuladas, situadas una cerca de otra, de modo que se absorben de
forma óptima las fuerzas de choque transmitidas a la bisagra.
Las bisagras con un solo brazo presentan una
palanca articulada que discurre en forma de arco, estando firmemente
unido un extremo de la palanca articulada con un travesaño superior
unido con la cubierta frontal, discurriendo el segmento delantero
del arco, que sigue a continuación de este extremo, aproximadamente
de forma perpendicular a la cubierta frontal y estando el otro
extremo de la palanca articulada apoyado de forma giratoria en la
carrocería. Para este tipo de bisagras se ofrece la siguiente
solución: la caja de choque está configurada en el segmento de arco
delantero.
Esto tiene la ventaja de que no se requiere
espacio de construcción adicional, debido a que sólo una sección de
la palanca articulada, realizada hasta ahora de forma rígida, asume
una nueva función adicional. Debido a que el segmento de arco
delantero de la palanca articulada discurre en dirección de impacto,
sólo es preciso garantizar que este se recalque durante un impacto,
lo que puede conseguirse fácilmente mediante una caja de choque.
La invención se describe a continuación más
detalladamente con referencia a tres ejemplos de realización. En
las figuras se muestran:
Fig. 1 Primera forma de realización en la que
una caja de choque está dispuesta en la bisagra.
Fig. 2 Segunda forma de realización en la que
una caja de choque se encuentra debajo de una bisagra.
Fig. 3 Tercera forma de realización en la que
una caja de choque forma parte de una palanca articulada de la
bisagra.
Fig. 4 Una variante que no forma parte de la
invención en la que la caja de choque está realizada mediante
debilitamiento de la palanca articulada.
En ambas figuras se muestra una bisagra 1 para
una cubierta frontal no representada con más detalle. La bisagra 1
se compone de un travesaño superior 2 soldado o atornillado con la
cubierta frontal y de un travesaño inferior 3 atornillado con la
carrocería de vehículo. Entre los dos travesaños 2, 3 se extienden
dos palancas 4, 5 articuladas apoyadas de forma giratoria en
articulaciones 6, 6' 7, 7' en los travesaños 2, 3. Para que la
cubierta frontal se mueva hacia arriba y hacia delante al levantar
la misma para evitar una colisión de su borde posterior con un
marco que encierra la cubierta frontal, una de las palancas
articuladas 4 es más larga que la otra palanca articulada 5, y las
articulaciones 6, 6' en el travesaño superior 2 están dispuestas a
menor distancia entre sí que las articulaciones 7, 7' en el
travesaño inferior 3. De esta manera, el eje de giro de la cubierta
frontal experimenta un desplazamiento hacia delante al levantar la
misma.
De acuerdo con la forma de realización según la
figura 1, entre los dos travesaños 2, 3 en la zona de las
articulaciones 6, 6' situadas una cerca de otra se encuentra en el
travesaño superior 2 una caja 8 de choque. Esta se compone de una
placa superior 9 y de una placa inferior 10 en contacto plano con
los travesaños 2, 3. Entre las placas 9, 10 se extienden en
paralelo y distanciadas entre sí dos paredes 11, 12 de apoyo
orientadas perpendicularmente a los travesaños 2, 3. La placa
inferior 10 está soldada con el travesaño inferior 3. La placa
superior 9 forma un tope para el travesaño superior 2, por lo que
está definida la posición de cierre de la bisagra 1.
Según la forma de realización en la figura 2, la
caja 8 de choque se encuentra entre el travesaño inferior 3 y la
carrocería de vehículo, esta presenta para este fin un escalón no
representado con más detalle. La posición de cierre de la cubierta
frontal, y de esta manera la posición de cierre de la bisagra 1, se
garantiza mediante topes. Un tope 13 se muestra esquemáticamente en
la figura 2.
La configuración de la caja 8 de choque es
idéntica en ambos casos. Las dos paredes 11, 12 de apoyo pueden
complementarse en ambos casos con otras paredes de apoyo. Estas
pueden discurrir en paralelo a las representadas o también de forma
perpendicular, formando con las mismas un tubo con una sección
transversal cuadrada.
Durante el impacto de un cuerpo en la cubierta
frontal se ejerce una fuerza de choque en la bisagra 1 conforme a
la flecha 14. Las fuerzas se transmiten a través del travesaño
superior 2 a la caja 8 de choque, por lo que las paredes 11, 12 de
apoyo se deforman irreversiblemente hacia fuera o hacia dentro
absorbiendo energía de deformación. El grosor y la extensión
lateral de las paredes 11, 12 de apoyo determinan el desarrollo de
la desaceleración durante este proceso y es posible conseguir que
coincida con el valor HIC requerido.
En la forma de realización según la figura 2, en
primer lugar cede el tope 13 bajo el efecto del impacto de una
cabeza. Los dos travesaños 2, 3 entran en contacto entre sí
doblándose las palancas articuladas 4, 5, de modo que la bisagra 1
comprimida presiona contra la caja 8 de choque que, tal como se ha
descrito anteriormente, cede con un desarrollo definido de la
desaceleración.
En la figura 3 se muestra una forma de
realización de la invención para una bisagra 1 con una palanca
articulada 15. Esta presenta típicamente una forma de arco, de modo
que la articulación 16 de bisagra puede disponerse debajo de una
chapa de carrocería en prolongación de la cubierta frontal. Al
levantar la cubierta frontal, la palanca 15 se sitúa con su forma
de arco alrededor del borde de la sección de carrocería dirigido
hacia la cubierta frontal.
Debido a que el segmento 17 de arco delantero
discurre en la posición cerrada de la cubierta frontal
aproximadamente de forma perpendicular, es decir en la dirección
del impacto de una cabeza, esta es apropiada para alojar un
dispositivo que absorbe energía o una caja 8 de choque. Una solución
en la que la caja 8 de choque presenta paredes 11 de apoyo se
representa en la figura 3. Para este fin, la palanca articulada 15
está bifurcada en el segmento 17 de arco delantero y está insertada
una caja 8 de choque con varias paredes 11 de apoyo que discurren
en paralelo entre sí y están dispuestas entre dos placas 9, 10 en
cuyos lados exteriores están unidos con la caja 8 de choque los dos
extremos de las partes separadas.
Otra variante de una caja de choque, que no
forma parte de la invención, se muestra en la figura 4. La caja 8
de choque se compone de una sola pared 11 de apoyo que forma parte
de la palanca articulada 15. A fin de conseguir la elasticidad
deseada, la pared 11 de apoyo, es decir, una sección correspondiente
en el segmento 17 de arco delantero de la palanca articulada 15
está provista a ambos lados con acanaladuras 18 que discurren de
forma transversal y tienen como consecuencia que la palanca
articulada 15 se comprime de forma similar a un fuelle durante una
carga de choque.
- 1
- Bisagra
- 2
- Travesaño inferior
- 3
- Travesaño superior
- 4
- Palanca articulada
- 5
- Palanca articulada
- 6, 6'
- Articulación
- 7, 7'
- Articulación
- 8
- Caja de choque
- 9
- Placa
- 10
- Placa
- 11
- Pared de apoyo
- 12
- Pared de apoyo
- 13
- Tope
- 14
- Flecha
- 15
- Palanca articulada
- 16
- Articulación de bisagra
- 17
- Segmento de arco delantero
- 18
- Acanaladuras
Claims (6)
1. Carrocería de vehículo con una cubierta
frontal apoyada de forma elástica, con una respectiva bisagra (1)
entre la carrocería de vehículo y un borde lateral de la cubierta
frontal para que esta pueda abrirse alrededor de un eje de giro
definido por las bisagras (1), y con por lo menos una unidad de
construcción elástica, que cede bajo carga, en cada borde lateral
para apoyar la cubierta frontal en la carrocería de vehículo,
estando configurada la unidad de construcción como caja (8) de
choque resistente que no obstante se deforma plásticamente y cede
por encima de una determinada carga bajo un efecto de una fuerza de
choque, caracterizada porque la caja (8) de choque se
compone de un tubo cuyo eje longitudinal está dispuesto en lo
esencial en paralelo a la dirección de fuerza y presenta bordes de
tubo unidos entre sí por medio de superficies laterales.
2. Carrocería de vehículo de acuerdo con la
reivindicación 1 caracterizada porque la caja (8) de choque
se compone de un tubo con una sección transversal cuadrada.
3. Carrocería de vehículo de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores caracterizada porque la caja
(8) de choque es un componente integral de la bisagra (1) y está
dispuesta para este fin entre un travesaño (2) superior y un
travesaño (3) inferior de la bisagra (1) unidos entre sí por medio
de por lo menos una palanca (4, 5) articulada.
4. Carrocería de vehículo de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2 caracterizada porque la caja (8) de
choque está dispuesta entre un travesaño (3) inferior de la bisagra
(1) y la carrocería de vehículo.
5. Carrocería de vehículo de acuerdo con la
reivindicación 3 caracterizada porque entre el travesaño (2,
3) superior e inferior están dispuestas una palanca (4, 5)
articulada más corta y una más larga, estando fijadas las palancas
(4, 5) articuladas una relativamente próxima a otra en el travesaño
superior por medio de articulaciones (6, 6'), y porque la caja (8)
de choque está dispuesta próxima a las articulaciones (6, 6')
situadas una cerca de otra.
6. Carrocería de vehículo de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2 caracterizada porque la bisagra (1)
presenta una palanca (15) articulada que discurre en forma de arco,
estando firmemente unido un extremo de la palanca (15) articulada
con un travesaño superior (2), discurriendo el segmento (17) de arco
delantero, que sigue a continuación de aquel, aproximadamente
perpendicular a la cubierta frontal y estando el otro extremo de la
palanca (15) articulada apoyado de forma giratoria en la carrocería
y estando configurada la caja (8) de choque en el segmento (17) de
arco delantero.
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