ES2300829T3 - Sistema de proteccion de impacto integrado. - Google Patents
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Abstract
Sistema (10) de gestión de un amplio ámbito de energías de impacto ejercidas en caso de impacto de un vehículo (23) sobre un objeto, que comprende: una estructura de recubrimiento (30) adaptada para fijarse a un vehículo (23), la estructura de recubrimiento (30) esta diseñada para ser deformada elásticamente cuando se ejerce sobre ella una energía de impacto y tiene una superficie interior (38) diseñada para hacer frente al vehículo, en el que la superficie interior tiene un posicionador preconstituido (42); y un mecanismo de acoplamiento (60) plegable que incluye una varilla (44) que tiene un extremo (62) proximal diseñado para fijarse al vehículo y un eje longitudinal que se extiende del extremo proximal (62) a un extremo distal (64) en una dirección sustancialmente paralela a un eje longitudinal del vehículo (23), la varilla que tiene un elemento de absorción de energía (66) para absorber la energía causada por fuerzas de compresión ejercidas a lo largo del eje longitudinal de la varilla (44), el mecanismo también incluye una cabeza de acoplamiento (48) unida de manera giratoria al extremo distal (64) de la varilla (44) para girarlo entre una posición extendida y una posición recogida, en donde el extremo distal (64) de la varilla (44) se desplaza en el posicionador preconstituido (42) en la estructura de recubrimiento (30) sobre la consumación de la capacidad de absorción de energía de la estructura de recubrimiento (30) cuando la cabeza de acoplamiento (48) se encuentra en la posición recogida.
Description
Sistema de protección de impacto integrado.
La presente invención se refiere a un aparato
para la absorción de la energía ejercida por el impacto de un
vehículo con un objeto. Más particularmente, la invención relata un
sistema de absorción de la energía de impacto integrado para su uso
con un vehículo sobre carriles ligero.
En el pasado, los diseñadores de vehículos sobre
carriles ligeros y las autoridades aprobaban la seguridad de tales
vehículos, concentrándose en la protección de los pasajeros a bordo
del vehículo en el caso de un choque. Menos atención se ha prestado
a la seguridad de los peatones, ciclistas o pasajeros de los
automóviles o camiones que podrían ser impactados por el vehículo
sobre carriles ligero. La mayoría de los vehículos sobre carriles
ligeros en servicio en la actualidad, tienen un acoplador no
retráctil en cada extremo, que actúa como un dispositivo de
absorción de energía en el caso de una colisión entre vehículos
sobre carriles ligeros, pero como un ariete en el caso de una
colisión con un automóvil o un camión.
Algunos de los diseños mas recientes de
vehículos sobre carriles ligeros usan acopladores retráctiles, que
se pueden doblar a distancia cuando no están en uso. Esto elimina el
efecto del ariete pero no hace nada por atenuar las consecuencias
de una colisión con los vehículos y los objetos mas pequeños de
otros vehículos sobre carril ligeros. Algunas autoridades,
conscientes de la pérdida efectiva de la capacidad de absorción de
energía, cuando el acoplamiento esta doblado a distancia, han
requerido absorbentes de energía de los parachoques para
instalarlos en el vehículo sobre carriles ligero. Sin embargo, tales
parachoques han sido especificados como dispositivos de absorción
de energía alta concebido para una colisión entre dos vehículos
sobre carriles ligeros. Tales dispositivos de energía alta harían
poco o nada para ayudar a prevenir lesiones a los peatones, los
ciclistas y a los pasajeros de automóviles o camiones debido a las
fuerzas altas requeridas para activarlas. Algunos vehículos
ferroviarios ligeros usan una pluralidad de elementos de absorción
de energía de impacto junto con los acoplamientos retráctiles. En
tales sistemas se sabe combinar los elementos de absorción de
energía con el mecanismo que sostiene el acoplador retráctil.
También es conocido por utilizar un parachoques para cubrir los
acoplamientos retráctiles mientras esta doblado a distancia y cuando
no está en uso. En estos sistemas, el parachoques y el elemento de
absorción de energía en el mecanismo de acoplamiento retractable
proporcionan un cierto grado de seguridad para colisiones de energía
bajas. Sin embargo, estos sistemas no se han diseñado de forma
óptima para prevenir lesiones a los peatones, a los ciclistas y los
pasajeros de automóviles o de camiones.
En completo contraste con los objetivos del
sistema de absorción de energía del tipo anterior, las estadísticas
de accidentes muestran que la gran mayoría de las colisiones de un
vehículo sobre carriles ligero no implican un segundo vehículo
sobre carriles ligero. Un automóvil o un camión estuvieron
implicados en el 62% de los casos según el Transit Cooperative
Research Program, y los peatones y los ciclistas han estado
implicados en el 38% de dichos casos. Murieron levemente más
peatones y ciclistas que ocupantes de vehículos de motor. Las
colisiones entre dos vehículos sobre carriles ligeros son tan raras
que ni siquiera figuran en las estadísticas. Aunque accidentes de
tren a tren sí ocurren, estos accidentes tienden a ocurrir a
velocidades relativamente bajas en las instalaciones de
mantenimiento, cuando no hay pasajeros a bordo.
Con el fin de cuantificar la relación entre el
diseño de vehículos a motor y las colisiones con víctimas mortales,
la society of automotive engineers ("SAE") ha definido un
"índice de agresividad" representado en la figura 1, que
indica la proporción de los conductores como victimas mortales en
colisiones en comparación al número de accidentes en los que el
sujeto es un vehículo. El estudio SAE muestra que los vehículos más
agresivos eran camionetas de tamaño completo con una calificación
de 2.47, seguidas por las furgonetas de tamaño completo con una
calificación de 2.31. Los coches compactos tenían una calificación
de 0.70. Los inventores de la presente invención creen que los
resultados de este estudio, y la lógica similar se puede aplicar
para entender las colisiones en las que están implicados vehículos
sobre carriles ligeros. Basándose en los datos de la Transit
Cooperative Research Program, los vehículos sobre carriles ligeros
tienen un índice de agresividad de 21.0. En otras palabras, los
vehículos ferroviarios ligeros son 8.5 veces más agresivos que el
más agresivo de los vehículos a motor según el estudio de SAE.
Por lo tanto existe la necesidad de equipar a
los vehículos sobre carriles ligeros con un sistema de gestión de
la energía de impacto que proporciona la mejora de la seguridad en
todas las situaciones de accidente, de las colisiones que implican
a un peatón a las que implican a un vehículo pesado, como otro
vehículo ferroviario ligero. En efecto, ante una amplia gama de
situaciones diferentes de accidente, el sistema de gestión de la
energía de impacto debe de ser capaz de absorber de manera eficiente
una amplia gama de las energías de impacto. En última instancia,
tal sistema debe de ser capaz de proporcionar una mejora de la
seguridad en todas las situaciones de accidente, en especial las
más probables que implican a peatones y a ciclistas.
En EP 0 936 118 se describe un sistema para la
gestión de una amplia gama de energías de impacto ejercidas por el
impacto de un vehículo con un objeto, que comprende:
una estructura de recubrimiento adaptada para
fijarla a un vehículo, la estructura de recubrimiento esta diseñada
para deformarse elásticamente cuando la energía de impacto se ejerce
sobre ella, y tiene una superficie interna diseñada en el frente
del vehículo, la superficie interna tiene un posicionador
preconstituido; y
un mecanismo que comprende una varilla con un
extremo próximo adaptado para fijarse al vehículo y un eje
longitudinal que se extiende desde el extremo próximo a un extremo
distal, en una dirección sustancialmente paralela a un eje
longitudinal del vehículo, la varilla tiene un elemento de absorción
de energía para absorber la energía causada por la comprensión que
ejercen las fuerzas a lo largo del eje longitudinal de la
varilla,
en donde el extremo distal de la varilla se
desplaza en el posicionador preconstituido en la estructura de
recubrimiento en caso de la consumación de la capacidad de absorción
de energía de la estructura de recubrimiento.
La presente invención proporciona un sistema de
gestión de la energía de impacto integrada para la gestión de una
amplia gama de energías de impacto que se pueden ejercer en el
impacto de un vehículo con un objeto. El sistema incluye una
estructura de recubrimiento adaptada para fijarla a un vehículo, la
estructura de recubrimiento esta diseñada para ser deformada
elásticamente cuando la energía de impacto se ejerce sobre ella, y
tiene una superficie interior diseñada en el frente del vehículo. La
superficie interior tiene un posicionador preestablecido. El
sistema también incluye un mecanismo de enganche plegable que
incluye una varilla que tiene un extremo próximo adaptado para
fijarse al vehículo y un eje longitudinal que se extienden desde el
extremo próximo al extremo distal en una dirección sustancialmente
paralela a un eje longitudinal del vehículo. La varilla tiene un
elemento de absorción de la energía para la absorción de la energía
causada por las fuerzas de comprensión que se ejercen a lo largo
del eje longitudinal de la varilla. El mecanismo de enganche
plegable también incluye una cabeza de acoplamiento giratoria
fijada al extremo distal de la varilla para girarla entre una
posición extendida y una posición recogida. A estos efectos cuando
la cabeza de acoplamiento esta en la posición reacogida, el extremo
distal de la varilla se mueve dentro del posicionador preestablecido
en la estructura de recubrimiento en la consumación de la capacidad
de absorción de la energía de la estructura de recubrimiento.
En diferentes realizaciones de la invención, el
elemento de absorción de la energía de la varilla puede ser
regenerativo y no regenerativo. De acuerdo con otro aspecto, la
estructura de recubrimiento incluye un cobertura elástica que tiene
un módulo bajo en elasticidad. La estructura de recubrimiento puede
también incluir una estera de espuma.
La fijación de la estructura de recubrimiento de
la parte delantera del vehículo puede ser una fijación directa o
una fijación indirecta. En una realización, el sistema de gestión de
la energía de impacto incluye un par de elementos de absorción de
energía de fuerza baja dispuestos entre la estructura de
recubrimiento y el vehículo. En esta realización, el extremo distal
de la varilla no se mueve dentro del posicionador preestablecido en
la estructura de recubrimiento, hasta cubrir sustancialmente todas
las capacidades de absorción de energía de la estructura de
recubrimiento y se absorben los elementos de absorción de energía de
fuerza baja.
El sistema de gestión de la energía de impacto
se puede montar en un vehículo sobre carriles ligero con una
estructura de cabina próxima a uno de los extremos del vehículo. En
una realización, la estructura de la cabina se diseña para
derribarse en caso de una fuerza de impacto suficiente. En otra
realización, el vehículo sobre carriles ligero incluye una
estructura rígida en el área de pasajeros. Estas y otras
características, aspectos y ventajas de la presente invención se
entenderán mejor de la descripción adjunta, de las reivindicaciones
añadidas, y de los dibujos que se describen a continuación.
Los dibujos de acompañamiento que se incorporan
y constituyen una parte de esta especificación, ilustran varias
incorporaciones de la invención y junto con la descripción, sirven
para explicar los principios de la invención. Siempre que sea
conveniente, los mismos números de referencia se utilizan en todos
los dibujos para referirse a los mismos o parecidos elementos.
La figura 1 es una representación de un diagrama
que muestra las cifras de agresividad de los accidentes de vehículo
a vehículo, según un estudio que ofrece los antecedentes de la
presente invención;
La figura 2 es un diagrama de bloque que
representa un sistema de conformidad con la presenta invención, para
la gestión de una amplia gama de energías de impacto ejercidas en
caso del impacto de un vehículo con un objeto, el sistema incluye
cinco zonas de absorción de energía de impacto en la realización
representada;
Las figuras 3A y 3B son representaciones de un
corte seccional de una primera zona de absorción de energía de
impacto del sistema de la figura 2, de acuerdo con una realización
de la presente invención;
Las figuras 4A y 4B son representaciones de un
corte seccional de una segunda zona de absorción de energía de
impacto de un sistema, de acuerdo con una realización de la presente
invención;
\newpage
Las figuras 5A y 5B son representaciones de un
corte seccional de una tercera zona de absorción de energía de
impacto de un sistema de acuerdo con una realización de la presente
invención;
Las figuras 6A y 6B son representaciones de un
corte seccional de una cuarta zona de absorción de energía de
impacto de un sistema de acuerdo con una realización de la presente
invención; antes de una colisión severa;
La figura 7 es una representación de un corte
seccional de una quinta zona de absorción de energía de impacto del
sistema de la figura 2 de acuerdo con una realización de la presente
invención;
La presente invención se basa en parte, en la
observación de que una pluralidad de zonas de energía de impacto se
pueden equilibrar y poner en práctica en un único sistema de gestión
de la energía de impacto, para gestionar una amplia gama de las
energías de impacto ejercidas en caso de impacto de un vehículo con
un objeto. Por consiguiente, la presente invención proporciona un
sistema de gestión de energía integrado mejorado que tiene una
pluralidad de zonas de energía de impacto. El sistema proporciona
una mayor seguridad en una amplia gama de colisiones que implican
desde un peatón hasta un vehículo pesado. En una realización, el
sistema de gestión de energía integrado está diseñado para su uso
con un vehículo sobre carriles ligero. Cuando esta equipado con un
sistema de gestión de la energía de acuerdo con la presente
invención, un vehículo sobre carriles ligero se convierte en un
vehículo mucho menos agresivo, ofreciendo así una mejora de la
seguridad en todas las situaciones de accidente, en especial las
más probables que implican a peatones, ciclistas y automóviles.
La figura 2 muestra un diagrama de bloque de una
tabla del sistema 10 de conformidad con la presente invención, para
la gestión de una amplia gama de energías de impacto ejercidas en
caso de impacto de un vehículo 23 con un objeto, el sistema incluye
cinco zonas de absorción de la energía de impacto en la realización
representada. Cada una de las cinco zonas de absorción de energía
de impacto se diseña para una gama particular, dentro del especto de
energía de impacto total gestionado por el sistema. El diagrama de
bloque de la tabla representado en la figura 2 indica la fuerza de
impacto, expresada en kilo newton (KN), asociada con cada zona. La
figura 2 también indica la distancia de desviación o de hundimiento,
así como la energía cinética expresada en kilojulios, asociados a
cada una de las cinco zonas. Una primera zona de absorción de
energía de impacto 12, se diseña para reducir las fuerzas de la
colisión con peatones, específicamente para presentar el
aplastamiento del peatón. En la realización representada en la
figura 2, la distancia de desviación o de hundimiento asociado con
la primera absorción de la energía de impacto de la zona 12 es de 25
milímetro.
La segunda zona de absorción de energía de
impacto 14se diseña para mitigar las consecuencias de las colisiones
con automóviles, que pueden dar lugar a la energía cinética de 10 KJ
y a fuerzas de impacto de 100 KN. En una representación, la
distancia de la desviación o el hundimiento asociado con la segunda
zona de absorción de energía de impacto 14 es de 100 mm. La tercera
zona 16 esta diseñada para atenuar las consecuencias de las
colisiones entre el vehículo sobre carriles ligero y un camión
pesado u otro vehículo sobre carriles ligero, que pueden dar lugar
a la energía cinética de 50 KJ y a fuerzas de impacto de 400 KN.
Una cuarta zona 18 esta diseñada para realizar
en el caso de una colisión de un vehículo sobre carriles con un
vehículo sobre carriles lo suficientemente grave como para gastar
todas las capacidades de absorción de energía de impacto de la
primera, segunda y tercera zonas 12, 14 y 16. En otra realización,
esta cuarta zona de absorción de la energía de impacto se lleva a
cabo como una estructura de cabina plegable diseñada para hundirse
sobre una distancia de 460 mm. Un vehículo sobre carriles a un
vehículo sobre carriles puede dar lugar a una energía cinética de
230 KJ y a una fuerza de impacto de 500 KN.
Una quinta zona de absorción de la energía de
impacto 20 está diseñada para proteger a los pasajeros en las áreas
de pasajeros del vehículo. En una realización, la quinta zona 20
esta diseñada para soportar cargas finales del doble del peso vacío
de los vehículos (por ejemplo 40 - 50 tonelada), correspondientes a
900 kilojulios/metros de comprensión.
La figura 3A muestra una representación de una
elevación lateral de un corte seccional de una realización del
sistema de gestión de la energía de impacto integrada 10, adjunto al
vehículo 23 inmediatamente antes de la colisión con un peatón. En
la realización representada, el sistema 10 esta montado en un
vehículo sobre carriles ligero. También en esta forma de
realización, la primera zona de impacto 12 se lleva a cabo por una
estructura de recubrimiento 30 y una segunda zona 12 se forma por un
par de elementos de absorción de energía de fuerza baja 34. Como se
explica mas adelante, la tercera zona 16 se compone de un mecanismo
acoplado plegable que tiene un elemento de absorción de energía, y
la cuarta zona 18 toma la forma de una estructura de cabina plegable
del vehículo. En la realización representada la estructura de
recubrimiento 30 en la primera zona se diseña para reducir al
mínimo las consecuencias de las colisiones con los peatones iguales
o mayores en estatura que un quinto del percentil femenino 20, por
debajo de su centro de gravedad, especialmente con el fin de evitar
que los peatones caigan debajo del vehículo.
En referencia ahora al plano representado en la
figura 3B, la estructura de recubrimiento 30 se configura para
fijarla a un extremo del vehículo, y se diseña para deformarse
elásticamente cuando el impacto de energía se ejerce sobre ella. En
la realización representada, la estructura de recubrimiento 30 esta
fijada indirectamente a un marco 32 al final del vehículo, a través
de un par de elementos de absorción de energía 34de fuerza escasa,
que están dispuestos entre la estructura de recubrimiento 30 y el
marco 32. Como se explica mas adelante, los elementos de absorción
de energía 34 de fuerza escasa pueden abarcar la segunda zona de
absorción de energía de impacto 14 (figura 2). Obsérvese sin
embargo que la fijación de la estructura de recubrimiento en la
parte de delante del vehículo puede también ser una fijación
directa.
Como se ha mencionado anteriormente, la
estructura de recubrimiento 30 esta diseñada para realizar en los
peatones iguales o más grandes en estatura que un quinto del
percentil femenino 20 su centro de gravedad, con el fin de impedir
a los peatones entrar debajo del vehículo. En una manera de
realización preferente, la estructura de recubrimiento 30 esta
diseñada para absorber una gama de impactos de energía dentro de la
gama asignada a la primera zona 12, como se muestra en el diagrama
de la tabla de la figura 1, como se describe más arriba. Como la
estructura de recubrimiento 30 esta diseñada para deformarse
elásticamente, proporciona para almacenar una parte de cualquier
energía de colisión, separando la carga del impacto, y que pasa la
carga a la absorción de energía de fuerza baja del elemento 34.
En la realización representada, la estructura de
recubrimiento 30 esta compuesta de un material elástico que tiene un
módulo bajo de elasticidad para reducir las fuerzas de la colisión
con peatones. En una realización la estructura de recubrimiento
esta formada de fibra de vidrio. En otra realización esta hecha de
plástico. La estructura de recubrimiento tiene una superficie
externa 36 y una superficie interna 38 y en una realización la
superficie externa 36 de la estructura de recubrimiento es cubierta
por lo menos parcialmente por una estera de espuma 40 para
proporcionar el módulo de elasticidad bajo. La superficie interna 38
de la estructura de recubrimiento 30 tiene un posicionador
preestablecido 42 formado en ella, la intención de la cual se
explica a continuación. En una realización, la estructura de
recubrimiento 30 tiene una geometría redondeada que prevé desviar a
los peatones lejos del lado del vehículo y evitar así el ser
aplastados debajo del vehículo en caso de colisión.
La figura 3B también proporciona una
representación de la tercera zona de energía de impacto 16, que
puede ser ejecutada por un mecanismo de acoplamiento plegable
incluyendo una varilla 44 con un fin próximo configurado para
fijarlo al marco 32. El mecanismo de acoplado plegable también
incluye una cabeza de acoplamiento 48 giratoria ajustada al extremo
distal de la varilla para girar entre una posición extendida y una
posición recogida (como se muestra). La varilla esta diseñada para
absorber la energía en caso de impacto del vehículo con un objeto
más grande que el peatón mostrado en la figura 3A. El extremo distal
de la varilla esta diseñada para moverse dentro del posicionador
preconstituido 42 en la superficie interior de la estructura de
recubrimiento en el caso de una colisión con impacto de energía
alto cuando la cabeza está en la posición de guardar. Como se
describe en detalle más adelante, la introducción del extremo distal
de la varilla en el posicionamiento predeterminado 42 proporciona
importantes ventajas con respecto al sistema de gestión de la
energía de impacto del tipo anterior.
La parte delantera de un vehículo sobre carriles
ligero se puede fijar a dos configuraciones. La primera
configuración es una cabina principal, en la que la cabeza de
acoplamiento 48 esta doblada y guardada y la estructura de
recubrimiento 30 se baja a través de la parte delantera del
vehículo. La segunda configuración esta aumentada con la estructura
de recubrimiento 30, y extendida con la cabeza de acoplamiento 48 y
comunicada con otro mecanismo de acoplamiento del vehículo. En la
segunda configuración, el vehículo puede ser unido con otros
vehículos, y el vehículo funciona convencionalmente en una manera
estándar conocida en la industria.
La primera configuración - con la estructura de
recubrimiento 30 inferior - es uno de los intereses de la presente
invención. Como se ha descrito anteriormente, el sistema para
manejar la energía de impacto integrada 10 proporciona cinco zonas
de absorción de energía con la estructura de recubrimiento 30
inferior, y la cabeza de acoplamiento 48 dobladas y recogida. Las
primeras tres zonas 12, 14 y 16 se diseñan para reducir al mínimo el
frenado máximo perjudicial. Como se describe a continuación, las dos
últimas zonas 18 y 20 están diseñadas para reducir al mínimo la
penetración o el aplastamiento catastrófico de la cabina y de la
zona de pasajeros del vehículo.
La figura 4A muestra una representación de un
lateral seccionado transversalmente de una realización del sistema
de gestión de la energía de impacto integrado sistema 10, fijada a
un vehículo 23, inmediatamente antes de la colisión con un
automóvil, que normalmente pesa entre una y tres toneladas. En
referencia a la representación del plan de la figura 4B, la segunda
zona de absorción de la energía de impacto 14 esta diseñado para
atenuar las consecuencias de la colisión con el automóvil. En la
realización descrita, la segunda zona de absorción de energía de
impacto 14 esta compuesta de un par de elementos de absorción de
energía de fuerza baja 34 dispuestos entre la estructura de
recubrimiento 30 y el marco 32.Estos elementos pueden ser
regenerativos o no regenerativos en su estado natural. Las
características de los elementos de absorción de energía se
seleccionan para evitar fuerzas excesivas de aceleración de los
automóviles y de sus pasajeros. En una realización de la invención,
los elementos de absorción de energía de fuerza baja 34, pueden
comprender tubos deformados de plástico. En una realización
alternativa, los elementos de absorción de energía 34 están formados
de un material panal no regenerativo. En otra realización de la
invención, los elementos 34 pueden ser ejecutados por la presión de
gas hidráulico regenerativo.
En una realización preferente, los elementos de
absorción de energía de fuerza baja 34 se diseñan para absorber una
gama de la energía de impacto dentro de la gama de energía de
impacto asignada a la segunda zona 14, como se muestra en el
diagrama de la tabla de la figura 1, como se describe más arriba.
Hay que tener en cuenta, que en esta realización, los elementos de
absorción de energía de fuerza baja 34 proporcionan 100 mm de
recorrido o de desviación sobre el consumo de la capacidad de
absorción de energía de impacto total de los elementos. La gama de
recorrido de los elementos de absorción de energía de impacto de
fuerza baja 34 dicta el recorrido de la estructura de recubrimiento
30 a través de la primera y segunda zona de absorción de energía de
impacto12.
La figura 5A muestra una representación de un
lateral seccionado transversalmente de una realización del sistema
para la gestión de la energía de impacto integrado 10 fijado a un
vehículo 23 inmediatamente antes de una colisión con otro vehículo
sobre carriles ligero, que normalmente pesa alrededor de 40
toneladas. Con referencia al plano representado en la figura 5B, la
tercera zona de absorción de energía de impacto 16 esta diseñada
para atenuar las consecuencias de la colisión con otro vehículo
sobre carriles ligero. En la realización representada, la tercera
zona de absorción de la energía de impacto 16, incluye un mecanismo
de acoplamiento 60 plegable que incluye una varilla 44 que tiene un
extremo próximo 62 configurado para ajustarse al marco 32. La
varilla tiene un eje longitudinal que se extiende del extremo
próximo a un extremo distal 64, en una dirección paralela a un eje
longitudinal del vehículo. La varilla tiene también un elemento de
absorción de energía 66, para la absorción de energía causada por la
comprensión que ejercen las fuerzas a lo largo del eje longitudinal
de la varilla 44, en caso de un impacto del vehículo con otro
vehículo sobre carriles. El mecanismo de acoplamiento 60 también
incluye la cabeza de acoplamiento 48 giratoria ajustada al extremo
distal 64 de la varilla para girar entre una posición extendida y
una posición recogida (como se muestra). El extremo distal 64 de la
varilla esta diseñado para encajar en el posicionador
preestablecido 38 en la estructura de recubrimiento, a efectos de
ejercer la energía suficiente para provocar el segundo elemento de
absorción de energía 34 al recorrido o desviar sobre sus distancias
máximas, en virtud del cual impone por lo menos la parte del
recorrido de la estructura de recubrimiento 30 hacia la porción
delantera del vehículo en la colisión.
Cuando la estructura de recubrimiento 30 se
redujo y el mecanismo de acoplamiento 60 es extendido y recogido, el
elemento de absorción de energía 66 del mecanismo de acoplamiento 60
sigue siendo coaxial con el eje longitudinal del vehículo. Una vez
que la estructura de recubrimiento 30 ha consumido la energía de la
primera y de la segunda zonas de absorción de energía, el elemento
de absorción de energía 66 del mecanismo 60 de acoplamiento se
activa. El elemento de absorción de energía 66 atenúa las
consecuencias de la colisión del vehículo sobre carriles ligero con
un camión pesado u otro vehículo sobre carriles ligero. En otra
realización, la absorción de energía por el elemento de absorción
de energía 66 es regenerativo.
Como se mencionó anteriormente, el extremo
distal de la varilla se diseña para moverse en el posicionador
preestablecido 42 en la superficie interna de la estructura de
recubrimiento 30 en el caso de una colisión después del consumo de
la capacidad de absorción de energía de las primeras y segundas
zonas de absorción de energía. La introducción del extremo distal de
la varilla en el posicionador predeterminado 42 proporciona
ventajas importantes en el sistema de gestión de la energía de
impacto del tipo anterior, que no incluyen un posicionador
preestablecido en la superficie interna de una estructura de
recubrimiento. El posicinador predeterminado 42 proporcionará
estabilidad de la varilla en resistencia a las fuerzas laterales
ejercidas durante una colisión.
En una realización preferente el elemento de
absorción de energía 66 del mecanismo de acoplamiento 60 esta
diseñado para absorber una gama de la energía de impacto dentro de
la gama asignada a la tercera zona 16, como muestra el diagrama de
la tabla de la figura 1, como se describe arriba. Hay que tener en
cuenta en esta realización, el elemento de absorción de energía 66
del mecanismo de acoplamiento proporciona 165 mm de recorrido o de
desviación sobre el consumo del total de la capacidad de absorción
de la energía de impacto.
Las figuras 6A y 6B muestran el lado seccionado
transversalmente y la representación del plan de la cuarta zona de
absorción de energía de impacto 18 (FIG. 2) de acuerdo con una
realización de la presente invención, antes de una colisión grave.
En esta forma de realización, la cuarta zona de absorción de energía
de impacto 18 está formada por una estructura de cabina de conductor
70 en un extremo frontal de un vehículo sobre carriles ligero. La
estructura de la cabina de conductor 70 incluye un marco bajo
plegable 72, provisto con anti elevadores 74 como será entendido
por los expertos en la materia. En el caso de que un vehículo sobre
carriles tenga con un vehículo sobre carriles una colisión lo
suficientemente grave como para consumir toda la energía de las
tres primeras zonas 12, 14, y 16 (Figura 2), los anti elevadores 74
en el final del vehículo introducen un marco bajo 72 y entonces la
energía de impacto se absorbe por la estructura de la cabina del
conductor 70 y particularmente por el marco bajo plegable 72. En
una realización preferente, la fuerza necesaria para iniciar esta
absorción de la energía de impacto es igual al peso vacío del
vehículo, que suele ser de unas 40 toneladas. Las figuras 6C y 6D
muestran un lado seccionado transversalmente y una representación de
un plan de la cuarta zona de absorción de energía de impacto 18
después de una colisión grave con otro vehículo sobre carriles dando
por resultado por lo menos el desmoronamiento parcial de la
estructura de la cabina del conductor 70 y del marco inferior 72.
La figura 6D muestra las partes desmoronadas del marco inferior 72.
Aun con referencia a la figura 6D, en una realización preferente, la
estructura de la cabina del conductor 70 esta diseñada para
permitir que un hueco protector 80 permanezca para el conductor del
vehículo. En una realización preferente de la invención, la
estructura de la cabina plegable está diseñada para absorber una
gama de la energía de impacto dentro de la gama asignada a la cuarta
zona 18, como se muestra en el diagrama de la tabla de la figura 1,
y como se ha descrito anteriormente. Hay que tener en cuenta que en
esta realización, la estructura de cabina plegable proporciona 460
mm de recorrido o de desviación en el consumo del total de la
capacidad de absorción de la energía de impacto.
La figura 7 muestra una representación lateral
de la quinta zona de absorción de la energía de impacto 20 (figura
2) de acuerdo con una realización de la presenta invención. En la
realización descrita, la quinta zona 20 esta provista de un casco
protector 80 que rodea la zona de pasajeros del vehículo sobre
carriles ligero. El casco protector 80 alrededor de la zona de
pasajeros es la parte más resistente del vehículo. Capaz de
soportar las cargas finales del doble del peso del vehículo vacío,
se tiene la intención de crear un casco de protección alrededor de
los pasajeros del vehículo sobre carriles ligero. En el supuesto de
una colisión de alta energía, el casco de protección 80 se destina
para que resista las cargas de aplastamiento o de penetración de
objetos en la zona de pasajeros.
En suma, si bien la presente invención se ha
descrito con gran detalle con referencia a ciertas versiones
preferentes, también son posibles otras versiones. Por ejemplo el
sistema de gestión de la energía de impacto integrada de la
presente invención no necesita ser puesta en ejecución con cinco
zonas, tal como se describe en la realización preferente. Se puede
contemplar cualquier otro número de zonas.
Claims (11)
1. Sistema (10) de gestión de un amplio ámbito
de energías de impacto ejercidas en caso de impacto de un vehículo
(23) sobre un objeto, que comprende:
una estructura de recubrimiento (30) adaptada
para fijarse a un vehículo (23), la estructura de recubrimiento
(30) esta diseñada para ser deformada elásticamente cuando se ejerce
sobre ella una energía de impacto y tiene una superficie interior
(38) diseñada para hacer frente al vehículo, en el que la superficie
interior tiene un posicionador preconstituido (42); y
un mecanismo de acoplamiento (60) plegable que
incluye una varilla (44) que tiene un extremo (62) proximal
diseñado para fijarse al vehículo y un eje longitudinal que se
extiende del extremo proximal (62) a un extremo distal (64) en una
dirección sustancialmente paralela a un eje longitudinal del
vehículo (23), la varilla que tiene un elemento de absorción de
energía (66) para absorber la energía causada por fuerzas de
compresión ejercidas a lo largo del eje longitudinal de la varilla
(44), el mecanismo también incluye una cabeza de acoplamiento (48)
unida de manera giratoria al extremo distal (64) de la varilla (44)
para girarlo entre una posición extendida y una posición recogida,
en donde el extremo distal (64) de la varilla (44) se desplaza en el
posicionador preconstituido (42) en la estructura de recubrimiento
(30) sobre la consumación de la capacidad de absorción de energía
de la estructura de recubrimiento (30) cuando la cabeza de
acoplamiento (48) se encuentra en la posición recogida.
2. Sistema según la reivindicación 1,
en el que la estructura de recubrimiento (30)
incluye una cubierta elástica que tiene un módulo de elasticidad
bajo.
3. Sistema según la reivindicación 1,
en el que la estructura de recubrimiento (30)
incluye una estera de espuma (40).
4. Sistema según la reivindicación 1,
en el que la fijación de la estructura de
recubrimiento (30) en la parte delantera del vehículo es una
fijación directa.
5. Sistema según la reivindicación 1,
que consta además de un elemento (34) de
absorción de energía de fuerza baja dispuesto entre la estructura de
recubrimiento (30) y un extremo del vehículo, en el que el extreme
distal (64) de la varilla (44) se mueve dentro del posicionador
preconstituido (42) en la estructura de recubrimiento (30) por
encima del consumo de la capacidad de absorción de energía de la
estructura de recubrimiento (30) y del elemento (34) de absorción
de energía de fuerza baja.
6. Sistema según la reivindicación 5,
en el que el elemento de absorción de energía de
fuerza baja (34) es regenerativo.
7. Sistema según la reivindicación 1,
en el que el elemento de absorción de energía
(66) de la varilla (44) es regenerativo.
8. Sistema según la reivindicación 1,
en el que el vehículo es un vehículo sobre
carriles ligero que tiene una estructura de cabina (70) próxima al
final del vehículo, la estructura de cabina (70) esta diseñada para
hundirse por influencia de una fuerza de choque suficiente.
9. Sistema según la reivindicación 8,
en el que el vehículo consta además de una
estructura (80) de zona de pasajeros rígida.
10. Vehículo (23) sobre carriles ligero que
tiene un sistema integrado de gestión de la energía de impacto (10)
según una de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Vehículo (23) sobre carriles ligero según
la reivindicación 10, en el que la estructura de la cabina del
maquinista (70) incluye un chasis bajo que se puede hundir (72),
dotado con un dispositivo antisubida (74).
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