ES2280415T3 - Conjunto parachoques que incluye un absorbedor de energia. - Google Patents
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Abstract
Un sistema (20) de parachoques, que comprende: un travesaño (24) configurado para fijarse a los largueros del vehículo; y un absorbedor (22) de energía acoplado a dicho travesaño, pudiendo ajustarse dicho absorbedor de energía para cumplir con criterios predeterminados tanto para baja velocidad como para impactos de peatones, comprendiendo dicho absorbedor (22) de energía una estructura (50) rebordeada para la fijación de dicho travesaño (24) y un cuerpo (58) que se extiende desde dicha estructura, comprendiendo dicho cuerpo una pluralidad de salientes (80), en los que cada saliente (80) comprende al menos una caja (66) de aplastamiento. en el que al menos uno de dichos salientes (80) comprende primeras y segundas paredes (62, 64) transversales separadas, caracterizado porque: dichas primeras y segundas paredes (62, 64) transversales separadas son onduladas, y comprendiendo dicha caja (66) de aplastamiento paredes (72, 74) laterales y externas que comprenden ventanas (71) de forma y tamañopredeterminados.
Description
Conjunto parachoques que incluye un absorbedor
de energía.
Esta invención se refiere en general a
parachoques, más particularmente, a sistemas de parachoques para
vehículos de absorción de energía.
Los sistemas de parachoques se suelen diseñar
para cumplir una norma conocida como la United States Federal Motor
Vehicle Safety Standard (FMVSS, Norma Federal Estadounidense para la
seguridad de vehículos motorizados). Por ejemplo, algunos sistemas
de parachoques de absorción de energía intentan reducir los daños al
vehículo como resultado de un impacto a baja velocidad controlando
la energía de impacto y la intrusión mientras no se excede el
límite de carga del larguero del vehículo. Además, algunos sistemas
de parachoques intentan reducir las lesiones de peatones como
resultado del impacto.
Un sistema de parachoques incluye típicamente un
travesaño que se extiende a lo ancho en la parte delantera o
trasera de un vehículo y se monta en largueros que se extienden en
una dirección longitudinal. El travesaño es típicamente de acero, y
el travesaño de acero es muy rígido y proporciona resistencia
estructural y rigidez. Para mejorar la eficiencia de la absorción
de energía de un sistema de parachoques, algunos sistemas de
parachoques incluyen también amortiguadores.
La eficiencia de un sistema, o conjunto de
parachoques de absorción de energía, se define como la cantidad de
energía absorbida respecto a la distancia, o la cantidad de energía
absorbida respecto a la carga. Un sistema de parachoques de alta
eficiencia absorbe más energía respecto a una distancia más corta
que un absorbedor de baja energía. La alta eficiencia se consigue
aumentando la carga rápidamente hasta justo por debajo del límite
de carga del larguero y manteniendo esa carga constante hasta que la
energía del impacto se haya disipado.
Para mejorar la eficiencia de absorción de
energía, los amortiguadores algunas veces se colocan, por ejemplo,
entre el travesaño del parachoques de acero y los largueros del
vehículo. El propósito de los amortiguadores es absorber al menos
algo de la energía que resulta de un impacto. La adición de
amortiguadores a un conjunto de parachoques tiene como resultado un
coste añadido y complejidad comparado con un travesaño de acero. Los
choques también añaden peso al conjunto de parachoques, lo que
tampoco es deseable ya que dicho peso añadido puede reducir el
rendimiento global del combustible del vehículo.
Otros sistemas de parachoques de absorción de
energía conocidos incluyen un absorbedor de energía de espuma. Los
absorbedores de energía basados en espuma tienen típicamente carga
lenta en el impacto, lo que tiene como resultado un gran
desplazamiento. Además, las espumas son efectivas a una compresión
del sesenta o setenta por ciento, y más allá de ese punto, las
espumas se hacen incompresibles para que la energía del impacto no
se absorba completamente. La energía de impacto restante se absorbe
a través de la deformación del travesaño y/o de la estructura del
vehículo.
El documento
US-A-5984389 describe un parachoques
y un absorbedor de energía según el preámbulo de las
reivindicaciones 1 y 5.
El documento US 3 997 207 describe una sección
celular para la absorción de choque.
El documento US 5 290 078 describe dispositivos
de sujeción incorporados para un absorbedor de energía de un
conjunto de parachoques para vehículos.
El documento DE 30 20 997 describe un conjunto
de parachoques para vehículos automóviles.
En las reivindicaciones adjuntas se definen
diversos aspectos y realizaciones de la presente invención.
La figura 1 es una vista en despiece en
perspectiva de una realización de un conjunto de parachoques que
incluye un absorbedor de energía.
La figura 2 es una vista en perspectiva de la
parte delantera del absorbedor de energía.
La figura 3 es una vista en perspectiva de la
parte trasera del absorbedor de energía mostrado en la figura
2.
La figura 4 es una vista ampliada de una parte
del absorbedor de energía mostrado en las figuras 2 y 3.
La figura 5 es una vista superior del saliente
mostrado en la figura 4.
La figura 6 es una vista en sección transversal
a través de un centro de un saliente de absorbedor de energía
mostrado en la figura 4.
Un sistema de parachoques que incluye un
absorbedor de energía ajustable se describe en detalle seguidamente.
En un ejemplo de realización, un absorbedor de energía del tipo no
de espuma está fijado a un travesaño. El travesaño está fabricado,
por ejemplo, de acero, aluminio o termoplástico con manta de fibra
de vidrio (glass mat thermoplastic, GMT). El absorbedor de energía,
en el ejemplo de realización, está fabricado de material Xenoy® y
puede ajustarse para cumplir los criterios de impacto deseados, por
ejemplo impactos con peatones y a baja velocidad. Más
particularmente, una parte frontal del absorbedor de energía se
ajusta, y puede ajustarse, para absorber el impacto a la altura de
las piernas de un peatón, y una parte trasera del absorbedor de
energía se ajusta, y puede ajustarse para el impacto contra barrera
a baja velocidad o de péndulo. Las fuerzas de impacto durante los
tipos de impacto especificados se mantienen justo por debajo de un
nivel predeterminado deformando el absorbedor de energía y el
travesaño hasta que la energía cinética del evento de impacto se ha
absorbido. Cuando el impacto ha terminado, el absorbedor de energía
vuelve básicamente a su forma original y conserva integridad
suficiente para resistir impactos subsiguientes.
Aunque el sistema de parachoques se describe
seguidamente en referencia a materiales específicos (por ejemplo
material Xenoy® (disponible comercialmente por General Electric
Company, Pittsfield, Massachussetts) para el absorbedor de
energía), el sistema no está limitado a la práctica con materiales
de este tipo y pueden utilizarse otros materiales. Por ejemplo, el
travesaño no tiene que ser necesariamente de acero, de aluminio, o
un travesaño moldeado por compresión de GMT, y pueden utilizarse
otros materiales y técnicas de fabricación. Generalmente, el
absorbedor de energía se selecciona de materiales que dan como
resultado una absorción de energía eficiente, y los materiales del
travesaño y la técnica de fabricación se seleccionan para dar como
resultado un travesaño rígido.
La figura 1 es una vista en despiece en
perspectiva de una realización de un sistema 20 de parachoques. El
sistema 20 incluye un absorbedor 22 de energía y un travesaño 24. El
absorbedor 22 de energía se coloca entre el travesaño 24 y una
moldura 26 que, cuando se ensamblan, forman un parachoques de
vehículo. Como debería entender todo experto en la técnica, el
travesaño 24 está fijado a la estructura de largueros (no mostrada)
que se extiende en dirección longitudinal.
La moldura 26 de manera típica está formada
generalmente de un material termoplástico adaptable al acabado
utilizando técnicas de revestimiento y/o pintura convencionales para
vehículos. De manera general, la moldura 26 envuelve tanto al
absorbedor 22 de energía como al travesaño 24 de refuerzo de manera
que ninguno de los componentes es visible una vez fijado al
vehículo.
El travesaño 24, en el ejemplo de realización,
está fabricado en aluminio extrudido. En otras realizaciones, el
travesaño 24 está fabricado en acero laminado o un termoplástico con
manta de fibra de vidrio moldeado por compresión (GMT). El
travesaño 24 puede tener una de múltiples geometrías, incluyendo
estar configurado como una sección en B, sección en D, travesaño en
I o con sección transversal en forma de C o W. La geometría del
travesaño 24 se selecciona para proporcionar un módulo de sección
deseado dependiendo de la aplicación particular para la que vaya a
utilizarse el travesaño. El travesaño 24 incluye aberturas 28 de
fijación de larguero de manera que los pernos (no mostrados) pueden
pasar a través de las mismas para fijar el sistema 20 parachoques a
la estructura de largueros.
El absorbedor 22 de energía incluye una
estructura 50 que tiene un primer y segundo rebordes 52 y 54 que se
extienden longitudinalmente, respectivamente, que se superponen al
travesaño 24. El reborde 52 tiene forma de u y el reborde 54
incluye una prolongación 56 que forma un ajuste rápido con el
travesaño 24, es decir, la prolongación 56 se ajusta rápidamente en
un extremo del travesaño 24. El absorbedor 22 incluye además un
cuerpo 58 que se extiende hacia el exterior desde la estructura 50.
La configuración específica del cuerpo 58 se ilustra y describe
seguidamente en relación con las figuras 2, 3 y 4.
En referencia ahora a las figuras 2, 3 y 4, el
absorbedor 58 de energía, al que algunas veces se hace referencia
en el presente documento como parte delantera, incluye una primera
pared 62 transversal y una segunda pared 64 transversal que tiene
una pluralidad de cajas 66 de aplastamiento que se extienden entre
las mismas. Las paredes 62, 64 transversales son onduladas e
incluyen áreas 68 levantadas y áreas 70 deprimidas alternativamente
que proporcionan a las paredes transversales un grado de rigidez
añadido para resistir la deformación en el impacto. Las paredes 62
y 64 transversales incluyen además una pluralidad de ventanas o
aberturas 71. Las dimensiones de anchura y profundidad de las
ondas, así como las dimensiones de las aberturas 71, pueden
modificarse para conseguir diferentes características de rigidez
según se desee. Las cajas 66 de aplastamiento incluyen paredes 72
laterales, una pared 74 externa, y áreas 76 abiertas que se
extienden a la estructura 50 interna.
La figura 4 es una vista en perspectiva de una
parte del absorbedor 22 de energía. El absorbedor 22 incluye una
pluralidad de salientes 80 (se muestran tres salientes y medio en la
figura 4). En el ejemplo de realización, el absorbedor 22 de
energía tiene siete salientes 80. Por supuesto, en otras
realizaciones, pueden incorporarse más o menos salientes al
absorbedor de energía.
En el ejemplo de realización, las paredes 72
laterales y las paredes 62 y 64 transversales varían linealmente en
espesor desde una primera parte 82 más delantera a una parte 86 más
trasera. En una realización, el espesor de pared varía desde
aproximadamente 1 milímetro (mm) a aproximadamente 7 mm, en otra
realización, desde aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 5 mm, y
en otra realización más, desde aproximadamente 2,5 mm a
aproximadamente 3,5 mm. En otras realizaciones, el espesor de las
paredes es constante desde la parte 82 más delantera a la parte 86
más trasera y está entre aproximadamente 1mm hasta aproximadamente 7
mm. En otras realizaciones más, los espesores de las paredes están
escalonados. Particularmente, el espesor de las paredes de la parte
82 más delantera es constante y el espesor de las paredes de la
parte 86 más trasera es constante con las paredes de la parte 86
más trasera de mayor espesor que las paredes de la parte 82 más
delantera.
El absorbedor 22 de energía puede ajustarse
seleccionando un espesor de cada parte 82 y 86, la respuesta del
absorbedor 22 de energía puede alterarse dependiendo de la
aplicación en la que se utilice el absorbedor 22. Por ejemplo, la
parte 82 delantera del absorbedor 22 de energía está ajustada, y
puede ajustarse, para absorber el impacto a la altura de las
piernas de un peatón, y la parte 86 trasera se ajusta, y puede
ajustarse para impactos a baja velocidad o de péndulo.
En referencia a las figuras 5 y 6, que son
vistas superiores y en sección transversal del saliente 80, se
ilustran varias dimensiones con las letras A, B, C, D, E, y F. Cada
una de estas dimensiones puede seleccionarse para que el absorbedor
22 pueda ajustarse a una aplicación particular. Se exponen
seguidamente ejemplos de intervalos de las dimensiones ilustradas
en las figuras 5 y 6.
A oscila desde aproximadamente 91 grados a
aproximadamente 98 grados.
B oscila desde aproximadamente 91 grados a
aproximadamente 98 grados.
C oscila desde aproximadamente 30 grados a
aproximadamente 90 grados.
D oscila desde aproximadamente 20 mm a
aproximadamente 90 mm.
E oscila desde aproximadamente 10 mm a
aproximadamente 40 mm.
D oscila desde aproximadamente 50 mm a
aproximadamente 120 mm.
Cada saliente 80 puede, por supuesto, tener
cualquier otra geometría según los requisitos de energía de impacto
del vehículo. Cada saliente 80 tiene un modo de aplastamiento axial
en impactos contra barrera y de péndulo según la norma Federal
Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS, Norma Federal Estadounidense
para la seguridad de vehículos motorizados) y tiene también una
capacidad de ajuste de rigidez para cumplir con los criterios de
deformación por carga de impacto deseados. Es decir, los espesores
de las paredes según se ilustran en la figura 4 y las dimensiones
ilustradas en las figuras 5 y 6 pueden seleccionarse para cualquier
aplicación dada en un esfuerzo para cumplir los criterios
perseguidos.
Por ejemplo, las paredes pueden tener un espesor
que oscila ampliamente desde aproximadamente 1,0 mm a
aproximadamente 7,0 mm. Más específicamente, para determinadas
aplicaciones de impacto a baja velocidad o con peatones los
espesores de pared nominales pueden oscilar generalmente desde
aproximadamente 1,0 mm a aproximadamente 5 mm y para otras
aplicaciones, particularmente aquellas para un sistema FMVSS de
aproximadamente 8 km/h, el espesor de pared nominal para las
paredes laterales y traseras estaría con mayor probabilidad en el
intervalo de aproximadamente 2,5 mm a 7 mm.
Otro aspecto al ajustar apropiadamente el
absorbedor 22 de energía es la selección de la resina termoplástica
que va a emplearse. La resina empleada puede ser un material de
módulo bajo, módulo medio o módulo alto según se necesite.
Considerando con cuidado cada una de estas variables, pueden
fabricarse absorbedores de energía que cumplen los objetivos
deseados de energía de impacto.
Las características del material utilizado para
formar el absorbedor 22 de energía incluyen alta dureza/ductilidad,
térmicamente estable, alta capacidad de absorción de energía, una
buena relación módulo a elongación y ser reciclable. Aunque que el
absorbedor de energía puede moldearse en segmentos, el absorbedor
puede ser también de construcción unitaria fabricado de un material
plástico duro. Un material de ejemplo para el absorbedor es el
Xenoy, al que se ha hecho referencia anteriormente. Por supuesto,
pueden utilizarse otras resinas termoplásticas tecnológicas. Las
resinas termoplásticas tecnológicas convencionales incluyen, pero no
están limitadas a,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS), policarbonato, mezcla policarbonato/ABS,
copolicarbonato-poliéster,
acrilo-estireno-acrilonitrilo (ASA),
acrilonitrilo-(etileno-polipropileno diamina
modificada) - estireno (AES), resinas éter de fenileno, mezclas de
polifenileno éter/poliamida (NORYL GTX® de General Electric
Company), mezclas de policarbonato/PET/PBT, polibutileno
tereftalato y modificador de impacto (resina XENOY® de General
Electric Company), poliamidas, resinas sulfuro de fenileno,
poli(cloruro de vinilo) (PVC), poliestireno de alto impacto
(HIPS), polietileno de baja/alta densidad (1/hdpe), polipropileno
(pp) y olefinas termoplásticas (tpo).
Aunque la invención se ha descrito en términos
de diversas realizaciones específicas, aquellos expertos en la
técnica reconocerán que la invención puede modificarse dentro del
espíritu y alcance de las reivindicaciones.
Claims (5)
1. Un sistema (20) de parachoques, que
comprende:
- un travesaño (24) configurado para fijarse a los largueros del vehículo; y
- un absorbedor (22) de energía acoplado a dicho travesaño, pudiendo ajustarse dicho absorbedor de energía para cumplir con criterios predeterminados tanto para baja velocidad como para impactos de peatones,
- comprendiendo dicho absorbedor (22) de energía una estructura (50) rebordeada para la fijación de dicho travesaño (24) y un cuerpo (58) que se extiende desde dicha estructura, comprendiendo dicho cuerpo una pluralidad de salientes (80), en los que cada saliente (80) comprende al menos una caja (66) de aplastamiento.
en el que al menos uno de dichos salientes (80)
comprende primeras y segundas paredes (62, 64) transversales
separadas, caracterizado porque:
- dichas primeras y segundas paredes (62, 64) transversales separadas son onduladas, y
- comprendiendo dicha caja (66) de aplastamiento paredes (72, 74) laterales y externas que comprenden ventanas (71) de forma y tamaño predeterminados.
2. Sistema (20) de parachoques según la
reivindicación1, en el que dicho absorbedor (22) de energía está
moldeado por inyección.
3. Sistema (20) parachoques según la
reivindicación 1 en el que dicho travesaño (24) es al menos uno de
acero, aluminio, termoplástico, y termoplástico con manta de fibra
de vidrio.
4. Un conjunto de (20) parachoques para un
vehículo automóvil que comprende el sistema de parachoques según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; y
una moldura (26) que puede fijarse a dicho
absorbedor de energía para envolver básicamente dicho travesaño y
dicho absorbedor de energía.
5. Absorbedor (22) de energía para un sistema
(20) de parachoques para vehículos, pudiendo ajustarse dicho
absorbedor de energía para cumplir con criterios predeterminados
tanto para baja velocidad como para impactos de peatones
en el que dicho absorbedor (22) de energía
comprende una estructura (50) rebordeada para la fijación de dicho
travesaño (24) y un cuerpo (58) que se extiende desde dicha
estructura, comprendiendo dicho cuerpo una pluralidad de salientes
(80), en los que cada dicho saliente (80) comprende al menos una
caja (66) de aplastamiento, en el que al menos uno de dichos
salientes (80) comprende primeras y segundas paredes (62, 64)
transversales separadas, caracterizado porque:
- dichas primeras y segundas paredes (62, 64) transversales separadas son onduladas, y
- comprendiendo dicha caja (66) de aplastamiento paredes (72, 74) laterales y externas que comprenden ventanas (71) de forma y tamaño predeterminados.
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