ES2315689T3 - Dispositivo y procedimiento para aumentar la proteccion de los ocupantes en un vehiculo en el caso de un impacto lateral. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para un automóvil para la protección de los ocupantes en caso de impacto lateral o en caso de una colisión similar al impacto lateral, en la cual una entrada de energía actúa lateralmente sobre una zona de puerta del automóvil, encontrándose un asiento del vehículo en el lado de la puerta de automóvil (1) que está dirigido en sentido opuesto a la entrada de energía, con al menos una unidad que estabiliza la entrada de energía que actúa lateralmente sobre la puerta de automóvil (1), y que prevé al menos una viga de impacto lateral (8) que sobresale situada en el interior de la puerta de automóvil (1), y que en caso de colisión entra en unión activa con al menos dos zonas de apoyo dentro de zonas de la carrocería que rodean la puerta de automóvil (1), caracterizado porque la viga de impacto lateral (8) por lo menos parcialmente y/o sus zonas de apoyo opuestas se componen de un material transductor y porque el material transductor por alimentación de una forma de energía independiente de la entrada de energía que es causada por la colisión experimenta una modificación de forma y provoca la unión activa entre la viga de impacto lateral (8) y las zonas de apoyo.
Description
Dispositivo y procedimiento para aumentar la
protección de los ocupantes en un vehículo en el caso de un impacto
lateral.
El invento se refiere a un dispositivo para un
automóvil para la protección de los ocupantes en caso de impacto
lateral o en caso de una colisión similar al impacto lateral, en la
cual una entrada de energía actúa en esencia lateralmente sobre una
zona de puerta del automóvil, con al menos una unidad que estabiliza
la puerta del automóvil contra una entrada de energía que actúa en
esencia lateralmente sobre la puerta de automóvil, y que prevé al
menos una viga de impacto lateral que sobresale situada en el
interior de la puerta del automóvil, y que en caso de colisión
entra en unión activa con al menos dos zonas de apoyo dentro de
zonas estables de la carrocería que rodean la puerta del automóvil.
Además de esto se describe un procedimiento para elevar la
protección de los ocupantes en un vehículo en una situación de
impacto lateral.
La protección de los ocupantes en automóviles es
considerada como una de las principales tareas en la construcción y
nuevo desarrollo de automóviles. Un objetivo característico de
desarrollo está encaminado al diseño de zonas deformables típicas
en la sección delantera y trasera, que en caso de colisiones
frontales y posteriores sean capaces de proteger con seguridad en
gran parte la cabina de pasajeros. Por el contrario en caso de
colisiones laterales la protección de los ocupantes causa grandes
problemas debido a los pequeños recorridos de deformación que están
disponibles y a la poca capacidad de absorción de la estructura
lateral de un automóvil.
Soluciones conocidas para la desactivación del
riesgo existente para los ocupantes en caso de colisiones laterales
de automóviles prevén un refuerzo de la puerta del automóvil. Así
por ejemplo son conocidos perfiles integrados en la puerta del
automóvil, los cuales en la dirección transversal del vehículo
poseen una alta rigidez y/o una alta capacidad de absorción de
energía. Por ejemplo del documento DE 196 33 637 A1 resulta una
puerta de vehículo con protección contra el impacto lateral, en
cuyo marco de la puerta están previstas barras de retención de
forma de arqueada, que en caso de colisión se tuercen y bajo carga
de tracción se deforman en cierto modo semejante al efecto de una
red de retención.
Un refuerzo semejante de las puertas laterales
mediante previsión de las correspondientes vigas longitudinales sin
embargo en casos de colisión graves no es suficiente para la
seguridad de los ocupantes, puesto que en una actuación de fuerza
exterior sobre la puerta lateral ésta es hecha pasar a través del
hueco de puerta de la carrocería del vehículo, de manera que el
espacio de supervivencia de los ocupantes se estrecha drásticamente
y las probabilidades de supervivencia se reducen del mismo modo.
El estado de la técnica conoce además de esto
una serie de medidas que son apropiadas para transmitir a la
carrocería del vehículo las fuerzas que actúan sobre la puerta
lateral. Por ejemplo mediante solape adecuadamente grande entre
puerta y hueco de la puerta o mediante pernos que sobresalen del
borde de la puerta, que en caso de colisión encajan en rebajes
reforzados del hueco de la puerta de la carrocería del automóvil.
Así del documento DE AS 22 15 674 resulta un mecanismo de refuerzo
previsto para una puerta de automóvil, que en esencia se compone de
una viga arqueada hacia fuera, cuyas secciones extremas en caso de
una deformación de la viga en una forma extendida provocada por un
impacto exterior penetran en escotaduras adecuadamente estables
dentro del marco de la puerta. La viga se compone preferentemente
de chapa de acero perfilada, que por laminación se lleva a la forma
adecuada.
Para evitar un aumento del peso propio del
automóvil motivado por las precedentes medidas en el documento DE
41 25 299 C2 se describe un mecanismo de refuerzo previsto para una
puerta de automóvil, que por razones de la reducción de peso se
compone de un mecanismo de refuerzo moldeado de forma arqueada,
fabricado de material compuesto reforzado con fibras. También en
este caso se encuentra totalmente por dentro de la puerta el
dispositivo de refuerzo, que únicamente en caso de colisión debido
a la deformación de la viga de refuerzo de que va acompañada
sobresale de la puerta por ambos lados con las zonas extremas, que a
su vez de nuevo entran en unión activa con flancos de apoyo
estables en el marco de puerta de la carrocería del automóvil.
Partiendo del estado de la técnica anteriormente
indicado sirve de base al invento el problema de especificar un
sistema de seguridad que optimice la protección de los ocupantes,
que en caso de un impacto lateral sea capaz de ofrecer una elevada
protección de los ocupantes. En particular va dirigido tendente a
mejorar el sistema de seguridad el que la energía de deformación
que en caso de colisión actúa lateralmente sobre una puerta de
automóvil sea conducida de forma selectiva y segura lejos de la zona
de la puerta de automóvil.
Además ello está dirigido a especificar un
procedimiento adecuado para elevar la protección de los ocupantes
en un automóvil en una situación de impacto lateral, con el cual el
riesgo de lesiones de personas pueda ser reducido considerablemente
en comparación con las soluciones actuales.
La solución del problema que sirve de base al
invento está especificada en la reivindicación 1. Un procedimiento
según el invento para elevar la protección de los ocupantes en un
vehículo en caso de un impacto lateral es objeto de la
reivindicación 19. Las particularidades que perfeccionan
ventajosamente los conceptos del invento son objeto de las
reivindicaciones subordinadas así como se desprenden de la
descripción, especialmente con referencia a los ejemplos de
realización.
El dispositivo según el invento de acuerdo con
el preámbulo de la reivindicación 1 se distingue porque la viga de
impacto lateral y/o las zonas de apoyo dentro de la zona de
carrocería que rodea la puerta del automóvil prevé o prevén al
menos un actuador, que es activable por alimentación controlada de
una forma de energía independiente de la entrada de energía que es
causada por la colisión, y que provoca de manera controlada la
unión activa entre la viga de impacto lateral y las zonas de
apoyo.
Las soluciones conocidas hasta ahora para
realizar una unión activa entre componentes de la puerta de
automóvil, por ejemplo la viga de impacto lateral fabricada de
plástico reforzado con fibras que sobresale a través de la puerta
de automóvil según el documento DE 41 25 299 C2, y secciones de las
zonas de la carrocería que rodean inmediatamente la puerta de
automóvil, utilizan la propia energía de la colisión, por lo que se
producen uniones por junta que se configuran en gran parte
incontroladas. En cambio la viga de impacto lateral entra según el
invento en unión activa con adecuadas zonas de apoyo dentro de zonas
de la carrocería estables, preferentemente dentro de los montantes
A, B y/o C, accionada por actuadores apropiados ya antes del
episodio de la colisión, y que dispone de una configuración de
construcción exactamente predeterminada así como de una resistencia
definida. La última propiedad es en particular especialmente
importante para una aptitud para el cálculo numérico utilizable en
la fase de proyecto y para un proceso de optimización teórico en
consecuencia para la resistencia al choque de puertas de
automóvil.
Para realizar a tiempo la unión activa entre los
componentes antes de la entrada de energía real producida por la
colisión están previstos actuadores adecuados, que cooperan con la
viga de impacto lateral y están conectados con una fuente de
energía prevista por separado para la activación. Por principio son
apropiados para ello sistemas de actuador conocidos, que provocan
una unión activa controlada entre los susodichos componentes. De
manera especialmente ventajosa es válido producir un bloqueo rígido
desmontable entre los extremos de la viga de impacto lateral y las
respectivas zonas de apoyo dentro de los montantes A, B o C, que se
fundamenta sobre la base de una unión por acoplamiento de forma. De
manera apropiada pueden encontrar aplicación como actuadores
elementos de regulación accionables por motor, así como también
unidades de émbolo-cilindro, que se basan en el
principio de activación hidráulico, neumático o pirotécnico como
está dado a conocer en el documento DE 198 28 444.
En el caso más sencillo los elementos de
regulación proporcionan un alargamiento de la viga de impacto
lateral, por lo que ésta sobresale por ambas partes de los lados de
la puerta del automóvil y encaja con sus extremos en escotaduras
contraperfiladas dentro de las zonas de apoyo. Por medio de
elementos de regulación apropiados dentro de las zonas de apoyo los
extremos de la viga de impacto lateral pueden ser bloqueados dentro
de las zonas de cierre preferentemente mediante una unión de cierre
por pernos.
En un perfeccionamiento especialmente ventajoso
del invento estructuras inteligentes, que prevén el empleo
selectivo de materiales transductores, proporcionan la configuración
prevista en caso de colisión de una unión por junta controlada
entre la viga de impacto lateral y las zonas de apoyo previstas en
las zonas de carrocería estables.
A diferencia del estado de la técnica explicado
al principio, según el cual la unidad que estabiliza la puerta del
automóvil se compone respectivamente de un material o de un ensamble
de materiales que dispone de una resistencia fija predeterminada,
que resulta de la conformación así como de la elección de materiales
de la unidad estabilizadora, el empleo de materiales transductores
en la configuración de la viga de impacto lateral y/o de las zonas
de apoyo proporciona la posibilidad de efectuar mediante activación
exterior una modificación de forma de los respectivos componentes
en el curso de modificaciones intrínsecas de estructura, que se
realizan sin elemento de regulación o sistemas de componentes
múltiples ninguno.
Mediante el empleo selectivo de estructuras
inteligentes que se componen de materiales transductores, en las
cuales se entra en detalle a continuación, es posible regular y
controlar selectivamente la estabilidad y el comportamiento de
resistencia de tales estructuras, pudiendo ser hechas evolucionar en
regresión, de preferencia reversiblemente según elección y empleo
de determinados materiales transductores modificaciones de forma y/o
resistencia, mediante adecuada activación y desactivación (una
excepción es el efecto unidireccional SMA). La última propiedad
sirve por ejemplo de manera ventajosa para un bloqueo así como
desbloqueo de partes compañeras de junta que entran en unión activa
unas con otras, a las cuales asimismo se hace referencia ampliamente
en detalle.
Un ejemplo de realización presenta a tal fin al
menos una viga de impacto lateral configurada alargada o en forma
de perfil extruído por dentro de la puerta de automóvil de tal
manera que la viga de impacto lateral sobresale horizontalmente de
la puerta del vehículo, terminando los extremos opuestos de la viga
de impacto lateral preferentemente enrasados con la respectiva
pared lateral de la puerta de automóvil, de manera que la viga de
impacto lateral está completamente integrada en la puerta y no puede
afectar a la comodidad de uso normal de la puerta (dado el caso
puede ser conveniente un ligero saliente no obstante y sin
impedimento para el uso de la puerta).
La viga de impacto lateral configurada en forma
de perfil extruído está fabricada preferentemente por completo o
sólo en secciones parciales de un material transductor activable,
que por ejemplo mediante aportación de energía térmica o aplicación
de una tensión eléctrica experimenta una modificación estructural
espontánea, de tal modo que es capaz de modificar controladamente
la forma y el tamaño de la sección de la viga de impacto lateral
fabricada del respectivo material. Si en el caso del material
transductor empleado se trata por ejemplo de un metal con memoria
de forma o de una aleación con memoria de forma (por ejemplo NiTi),
con la apropiada activación electrotérmica del material se
manifiesta un aumento espontáneo de volumen de la viga de impacto
lateral controlable con dependencia de la alimentación de energía
eléctrica o térmica, por lo que la viga de impacto lateral por
alargamiento sobresale lateralmente de la puerta de automóvil. Los
extremos de la viga de impacto lateral, que sobresalen por ambos
lados de la puerta de automóvil, penetran a su vez respectivamente
en de estructuras rígidas por dentro de la carrocería del vehículo
que rodea inmediatamente a la puerta, y en la cual se introduce la
carga principal de la entrada de fuerza en el curso del impacto
lateral.
De manera particularmente ventajosa las
estructuras más estables por dentro de la carrocería del vehículo
prevén zonas de apoyo adaptadas a las secciones extremas de la viga
de impacto lateral, de manera que el ensamblado entre los extremos
de la viga de impacto lateral y las zonas de apoyo se efectúa de una
manera definida, para evitar fuerzas de apriete o esfuerzos
cortantes que se presentan arbitrariamente. Preferentemente las
zonas de apoyo así como los extremos de la viga de impacto lateral
están configurados de tal manera que ambas partes compañeras de
junta entran respectivamente en unión efectiva una con otra mediante
un mecanismo de bloqueo, que es capaz de garantizar una unión por
junta rígida, en tanto que con ventaja rígida desmontable. Mediante
la previsión de un mecanismo de bloqueo, que en sí de manera
apropiada puede estar configurado de materiales transductores, para
mediante adecuada activación del respectivo material transductor
disparar el proceso de bloqueo, la unión por junta resultante de
manera controlada en caso de colisión, que dispone de una
resistencia así como de unas propiedades exactamente determinables
con anticipación, es capaz de absorber y desviar de manera
controlada la energía de impacto lateral fuera de la zona de la
puerta.
Según elección y clase de los materiales
transductores empleados en las zonas de apoyo así como en las zonas
extremas de la viga de impacto lateral, mediante modificaciones de
estructura activables que actúan reversiblemente, es posible
restituir de nuevo el estado inicial abierto de las partes
compañeras de junta y de esa manera posibilitar una apertura o
aflojamiento de la unión por junta o del bloqueo. En tanto que no
hayan tenido lugar ningunas otras deformaciones de material entre
puerta y zona de carrocería causadas por el impacto lateral que
impidan un aflojamiento libre de la puerta con la carrocería
restante, con la disposición anteriormente descrita el rescate de
ocupantes tras casos de colisión semejantes se facilita
considerablemente en comparación con el estado de la técnica.
Además de la variante anteriormente descrita de
la previsión de al menos una viga de impacto lateral configurada en
forma de perfil extruído, que sobresale horizontalmente de la puerta
del automóvil, y que preferentemente, según tipo de vehículo, en
caso de colisión puede apoyarse en zonas adecuadas de la carrocería
entre el montante A y el B o entre el montante A y el C o entre el
montante B y el C, es asimismo concebible y posible prever al menos
una viga de impacto lateral adecuadamente configurada en disposición
vertical por dentro de la puerta del automóvil, que en caso de
colisión mediante la correspondiente extensión longitudinal
encuentre puntos de anclaje estables en la zona del techo y del
suelo.
Otra ventajosa configuración de la viga de
impacto lateral que se alarga en caso de colisión se refiere a la
previsión de estructuras de sacrificio que en el curso de la
colisión absorben por lo menos parcialmente la energía de impacto
en el sector de las zonas de apoyo por dentro de la carrocería
estable que rodea la puerta, en las que encajan los extremos de la
viga de impacto lateral alargada y en las cuales en caso de
colisión la energía de impacto puede ser disipada
selectivamente.
Alternativamente o en combinación con tales
estructuras de sacrificio pueden preverse además dentro de las
zonas de apoyo componentes que pueden ser controlados activamente o
pasivamente amortiguadores, para en caso de colisión realizar una
contribución adicional a la disipación de la energía de impacto.
También la configuración de tales componentes que pueden ser
controlados activamente para el control selectivo del desarrollo de
la disipación de energía puede realizarse por medio de materiales
transductores seleccionados apropiadamente, que por ejemplo se
basan en el efecto de memoria de forma, en el efecto piezo o en
efectos magnetoestrictivos.
Además de la idea que sirve de base al invento
de un apoyo proporcionado selectivamente controlado de la viga de
impacto lateral que se alarga dentro de zonas laterales estables de
la carrocería, es además de esto particularmente ventajoso
configurar adicionalmente la viga de impacto lateral de tal manera
que en caso de colisión la viga tome una curvatura dirigida hacia
la entrada de energía a lo largo de su forma configurada de perfil
extruído, por lo que se proporciona un recorrido de deformación
adicional y además de esto se posibilita un desdoblamiento del
vector de carga que por la entrada de energía actúa sobre el
elemento de viga curvado en fuerzas transversales y longitudinales.
Una curvatura activamente controlable de la viga de impacto lateral
puede realizarse estando la viga de impacto lateral total o
parcialmente fabricada de un material transductor, que por sí mismo
cuenta con una curvatura previa y con la adecuada activación
experimenta una intensificación de la forma curvada a lo largo de
su extensión longitudinal, con lo que la viga de impacto lateral
alargada curvada previamente está integrada dentro de la puerta de
tal manera que el lado convexo de la viga de impacto lateral está
dirigido hacia la pared exterior de la puerta y en un posible
impacto lateral por el aumento de la curvatura proporciona una zona
deformable adicional. Así es concebible el empleo de vigas de
impacto lateral configuradas previamente curvadas que se componen
de materiales transductores, las cuales están montadas de la manera
anteriormente descrita por dentro de una puerta de automóvil,
desarrollándose el lado convexo de la viga de impacto lateral
previamente curvada inmediatamente en el lado interior del límite
exterior de chapa de la puerta de automóvil. En caso de colisión la
viga de impacto lateral es activada de tal manera que el radio de
curvatura de la viga de impacto lateral disminuye y al mismo tiempo
el lado convexo de la viga de impacto lateral sobresale desde
dentro de la chapa de la puerta dirigida hacia fuera, para
proporcionar espacio de deformación adicional o una zona deformable
lateral adicional.
Alternativamente a la configuración total de la
viga de impacto lateral de un material transductor apto para la
modificación de forma anteriormente descrita, por ejemplo un metal
con memoria de forma, es también concebible producir el aumento de
curvatura de la viga de impacto lateral predeterminada de forma
previamente curvada dentro de la puerta de automóvil mediante
recalcado o alargamiento activo sobre ambos extremos de la viga de
impacto lateral. En consecuente desarrollo ulterior de este concepto
alternativo es posible asimismo una forma de realización en la cual
la viga de impacto lateral que sobresale a través de la puerta de
automóvil en efecto de por sí no se compone de un material
transductor, más bien las zonas de apoyo estables dentro de las
zonas de carrocería, inmediatamente adyacentes a la puerta de
automóvil, que en caso de colisión entran en unión activa con la
viga de impacto lateral, presentan estructuras inteligentes
activables controladamente, de tal manera que en caso de colisión
mediante la correspondiente modificación de forma penetran en cada
caso lateralmente en la zona de puerta y mediante uniones por junta
configuradas adecuadamente entran en unión activa con la viga de
impacto lateral prevista dentro de la puerta de automóvil, por lo
que la viga de impacto lateral experimenta en el curso de un
recalcado selectivo una curvatura deseada, como se ha descrito
anteriormente. Naturalmente también son concebibles formas de
realización combinadas, en las cuales tanto en las zonas de apoyo
están previstos materiales transductores así como la viga de impacto
lateral se compone de un material transductor. Asimismo el
recalcado o la extensión pueden realizarse mediante actuadores
convencionales, no siendo convenientes éstos probablemente para
aplicaciones de choque debido a las limitadas rigideces.
El concepto según el invento, además de la
preferente elección y aplicación de materiales transductores
compuestos de materiales sólidos, como por ejemplo metales o
aleaciones con memoria de forma, piezometales así como
piezocerámicas, aleaciones magnetoestrictivas, debe comprender por
principio igualmente también materiales transductores viscosos o
líquidos, como por ejemplo piezopolímeros, fluidos
electrorreológicos o magnetorreológicos, que sin embargo tienen que
ser integrados en receptáculos apropiados, para poder absorber de
manera apropiada presión y dado el caso fuerzas de tracción. Así
tales materiales mediante generación selectiva de fuerzas internas
son capaces de modificar selectivamente sus propiedades mecánicas
estructurales, por lo que además de la ya mencionada propiedad de
la modificación de forma también es posible una regulación selectiva
por ejemplo de la rigidez estructural y/o de la característica de
amortiguación.
La activación selectiva de los materiales
transductores anteriormente citados se efectúa de diferente manera
según la elección de los materiales empleados. Por ejemplo los
metales con memoria de forma deben activarse mediante alimentación
de energía térmica o electrotérmica, es decir, de un calentamiento
local asociado con la activación eléctrica en el marco del calor de
disipación que se produce por la carga resistiva en el intervalo de
fracciones de segundo, por lo que los materiales experimentan una
deseada modificación de forma y/o de estructura. De la misma manera
pueden ser activados los materiales que se basan en efectos piezo
para las correspondientes modificaciones de forma. Otra posibilidad
de la activación selectiva de materiales que se basan en efectos
magnetoestrictivos prevé la generación de campos magnéticos, que
asimismo pueden ser generados en breve tiempo por medio de
disposiciones de electroimanes apropiadas.
Para la activación de las estructuras
inteligentes anteriormente descritas se necesita al menos una señal
de disparo, que se consigue por medio de sensores de estructura
mecánica instalados en el vehículo, que registran una entrada de
energía que actúa sobre el automóvil en el curso de un impacto
lateral. Las medidas previstas para la protección de ocupantes se
activan en este caso con un pequeño retraso en el tiempo tras la
entrada de energía en el automóvil. Una forma de realización
mejorada prevé sin embargo detectar una situación de impacto
lateral inmediatamente inminente en el tiempo con sensores
apropiados colocados en el automóvil. Esto puede realizarse por
ejemplo con sensores de distancia de objetos apropiadamente
colocados que funcionan sin contacto, denominados sensores de
aproximación, que de manera de por sí conocida se basan en la
técnica de los ultrasonidos, los infrarrojos o la inducción. Por
medio de tales sensores de aproximación es posible activar los
mecanismos de protección anteriormente descritos para elevar la
estabilidad lateral de una puerta de automóvil inmediatamente antes
de la propia entrada de fuerza causada por un impacto lateral, de
manera que la máxima estabilidad así como la generación de zonas
deformables aumentadas ya está establecida antes de la propia
entrada de fuerza. Los sensores apropiados le son familiares al
experto, y por eso en este punto no necesitan ninguna explicación
más detallada.
Además del empleo anteriormente descrito de
estructuras inteligentes con adecuada activación también es posible
hacer funcionar materiales transductores pasivamente, es decir, sin
activación. Se ha demostrado que por ejemplo mediante el empleo de
una viga de impacto lateral fabricada de un metal con memoria de
forma, que sobresale situada en el interior horizontalmente de una
puerta de automóvil, una regulación del desarrollo de la rigidez
por la técnica de fabricación o del material permite una posible
adaptación a la entrada de energía en un impacto lateral. Aquí por
ejemplo metales con memoria de forma presentan superelasticidades
así como amortiguaciones de estructura que se basan en la
histéresis del material, y que con regulación apropiada sirven de
manera especial como elementos para la absorción de energía de
deformación. Así materiales transductores que se componen
preferentemente de materiales sólidos, ante todo los repetidamente
mencionados materiales con memoria de forma, con dependencia de una
entrada de energía que actúa sobre los respectivos materiales, son
capaces de experimentar una determinada modificación estructural,
que por último lleva a una rigidez del material dependiente de la
entrada de fuerza. Además de esto también es posible regular el
comportamiento de la rigidez del material en comparación con la
mencionada entrada de energía mediante un suministro selectivo del
material con energía eléctrica. Estas posibilidades llevan por
último al conocimiento de que tales materiales pueden emplearse de
manera sumamente ventajosa en el campo del automóvil para la
absorción de energía de deformación.
Sobre la base de este conocimiento se apoya el
procedimiento según el invento para elevar la protección de los
ocupantes en un vehículo en caso de un impacto lateral, en el cual
la viga de impacto lateral y/o las zonas de apoyo dentro de la zona
de carrocería que rodea la puerta de automóvil son activables
mediante alimentación controlada de una forma de energía
independiente de la entrada de energía que es causada por la
colisión, de manera que se provoca controladamente una unión activa
entre la viga de impacto lateral y las zonas de apoyo.
El invento se describe a continuación a manera
de ejemplo sin limitación del concepto general del invento con
ayuda de ejemplos de realización con referencia a los dibujos.
Muestran:
La Figura 1 una sección longitudinal
esquematizada a través de una puerta de automóvil que se encuentra
entre los montantes A y B de un automóvil con una unidad
estabilizadora configurada según el invento,
la Figura 2a, 2b formas de realización
alternativas para automóviles con montantes A, B y C, así como
la Figura 3 una vista lateral esquematizada de
una puerta de automóvil con una unidad estabilizadora que se
desarrolla verticalmente.
En la Figura 1 está representada una sección
longitudinal muy esquematizada a través de una puerta de automóvil
1, que está dispuesta entre el montante A 2 y el montante B 3 de un
automóvil no representado en detalle. La puerta de automóvil 1 de
manera de por sí conocida está limitada lateralmente hacia fuera por
una chapa exterior 4, con respecto al espacio interior por una
chapa interior 5 así como con respecto al montante A 2 y al
montante B 3 respectivamente por las paredes laterales 6 y 7 de la
puerta. En el interior de la puerta de automóvil 1 está prevista
una unidad estabilizadora en forma de una viga de impacto lateral 8,
que en orientación horizontal sobresale de la puerta de automóvil 1
de la manera detallada en la Figura 1 (véase el perfil trazado en
línea llena). Se supone que la viga de impacto lateral 8 se compone
de un material transductor, preferentemente de una aleación
metálica con memoria de forma (NiTi) y presenta una forma curvada
convexa hacia la chapa exterior 4. Los dos extremos de la viga de
impacto lateral 8 configurada en forma de perfil extruído, que
presenta una sección transversal redonda o angular, terminan
enrasados con los bordes laterales 6 y 7 de la puerta.
Adicionalmente en ambos extremos de la viga de impacto lateral 8
está previsto en cada caso un elemento de apoyo 9, que está
colocado en un perfil embutido 10 incorporado en la pared lateral 6,
7 de la puerta, de una manera en la que no se entorpece la función
de la puerta, es decir, la apertura y el cierre.
Si se presenta el caso de una situación de
impacto lateral inmediatamente inminente en el tiempo, la cual
puede ser registrada por medio de sensores apropiadamente diseñados
que funcionan sin contacto, no representados, la viga de impacto
lateral 8 compuesta de un material transductor es activada mediante
suministro con energía eléctrica de tal manera que basada en una
modificación estructural la viga de impacto lateral 8 experimenta
una modificación de forma, que lleva tanto a un alargamiento de la
viga de impacto lateral 8 como a un aumento de la curvatura previa.
Este caso está indicado en la Figura 1 por el perfil de trazos y
puntos. Debido al alargamiento de la viga de impacto lateral 8 los
elementos de apoyo 9 llegan al contacto de presión íntimo con los
respectivos montantes A y B 2, 3, que en cada caso prevén
superficies de apoyo apropiadas para los elementos de apoyo 9. Los
montantes A y B 2, 3 representan zonas de la carrocería estables,
entre las cuales la viga de impacto lateral 8 alargada experimenta
un apoyo mecánicamente estable mediante los respectivos elementos
de apoyo 9. Además de esto el apoyo en ambos lados de la viga de
impacto lateral 8 en los montantes A y B 2, 3 provoca un aumento de
la curvatura de la viga de impacto lateral 8 en dirección de la
chapa exterior 4 de la puerta de automóvil 1, por lo que se forma
una zona deformable adicional con respecto a una entrada de fuerza
K que actúa lateralmente sobre la puerta de automóvil 1.
Finalmente la modificación de forma de la viga
de impacto lateral 8 activable selectivamente lleva a una elevación
de la rigidez de material del material transductor, por lo que la
viga de impacto lateral 8 es capaz de desviar efectivamente la
entrada de fuerza K que actúa lateralmente sobre la puerta de
automóvil 1 lejos de la zona de puerta a las zonas de carrocería de
los montantes A y B configuradas estables. Al mismo tiempo la
modificación estructural produce una modificación de la
amortiguación del material.
Basadas en el ejemplo de realización según la
Figura 1 las Figuras 2a y 2b muestran la cooperación de dos
unidades estabilizadoras, que a lo largo de un lado del vehículo
están previstas en la puerta delantera y trasera. Así la Figura 2a
representa la situación inicial, mientras que la Figura 2b muestra
el estado activado inmediatamente antes de un caso de colisión.
Las Figuras 2a y 2b muestran en cada caso dos
puertas 12 y 13, que están previstas respectivamente entre el
montante A 14 y el montante B 15 o entre el montante B 15 y el
montante C 16. Comparable al ejemplo de realización según la Figura
1 las puertas 12 y 13 presentan las correspondientes vigas de
impacto lateral 8, configuradas como unidades estabilizadoras. El
montante B 15 en el ejemplo de realización mostrado según las
Figuras 2a y 2b está realizado de tal manera que prevé un
componente 17 móvil en dirección a la pared exterior 4 del
vehículo. La función del componente móvil 17 es visible en la
situación de condición representada en la Figura 2b. Se supone que
en caso de colisión ambas vigas de impacto lateral 8 son activables
y toman una forma alargada, por lo que entran rígidamente en unión
activa con el montante A 14 y el montante B 15 o con el montante B
15 y el montante C 16. El apoyo de las vigas de impacto lateral 8
sobre sus respectivos elementos de apoyo 9 se efectúa en ambas
partes hacia lados del montante B 15, de tal manera que no presionan
directamente contra el montante B 15, sino en ambos lados contra el
componente móvil 17, como está representado en la Figura 2b.
Adicionalmente en caso de colisión elementos amortiguadores 18
extensibles desde el montante B 15 proporcionan que el componente
móvil 17 se distancie en dirección del lado exterior 4 de la puerta
de automóvil, por lo que se consigue otra zona deformable adicional
con respecto a la región interior del vehículo. Los elementos
amortiguadores 18 están fabricados preferentemente al igual que las
vigas de impacto lateral 8 de un material transductor, por ejemplo
se componen de un material con memoria de forma, que en caso de
colisión es activable selectivamente de la manera descrita.
Naturalmente las vigas de impacto lateral
individuales 8 representadas en la Figura 2 debido a su modificación
de curvatura contribuyen adicionalmente al aumento de la zona
deformable, sin entrar sobre ello en detalles repetidamente en este
punto.
Las Figuras 3a, 3b muestran un ejemplo de
realización que prevé vigas de impacto lateral 8 dispuestas
verticalmente dentro de la puerta de automóvil 1, y cuyos elementos
de apoyo 9 en caso de colisión entran en unión activa con sectores
estables de la carrocería en la zona del techo 19 así como en la
zona del larguero 20. La Figura 3b muestra una sección de la
instalación de la viga de impacto lateral 8 dentro de la puerta 1,
que al igual que la descripción de la Figura respecto a una zona
exterior de puerta 4 prevé una zona interior de puerta 5. En caso
de colisión la viga de impacto lateral 8 entra en unión activa con
los elementos de apoyo 9 previstos en ambos extremos con la
construcción de techo 19 y respectivamente con la zona de larguero
20.
Naturalmente son posibles cualesquiera
combinaciones de la disposición de viga de impacto lateral que se
desarrolla verticalmente según la Figura 3 así como de la
disposición de viga de impacto lateral orientada horizontalmente
según las Figuras 1 y 2 dentro de una única puerta de automóvil.
- 1
- Puerta de automóvil
- 2
- Montante A
- 3
- Montante B
- 4
- Lado exterior de la puerta
- 5
- Lado interior de la puerta
- 6, 7
- Zonas de paredes laterales de la puerta
- 8
- Viga de impacto lateral
- 9
- Elemento de apoyo
- 10
- Perfil embutido
- 11
- Contraperfil
- 12, 13
- Puerta de automóvil
- 14
- Montante A
- 15
- Montante B
- 16
- Montante C
- 17
- Componente móvil
- 18
- Elemento amortiguador
- 19
- Zona del techo de la carrocería
- 20
- Zona del larguero de la carrocería
Claims (16)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Dispositivo para un automóvil para la protección de los ocupantes en caso de impacto lateral o en caso de una colisión similar al impacto lateral, en la cual una entrada de energía actúa lateralmente sobre una zona de puerta del automóvil, encontrándose un asiento del vehículo en el lado de la puerta de automóvil (1) que está dirigido en sentido opuesto a la entrada de energía, con al menos una unidad que estabiliza la entrada de energía que actúa lateralmente sobre la puerta de automóvil (1), y que prevé al menos una viga de impacto lateral (8) que sobresale situada en el interior de la puerta de automóvil (1), y que en caso de colisión entra en unión activa con al menos dos zonas de apoyo dentro de zonas de la carrocería que rodean la puerta de automóvil (1),caracterizado porquela viga de impacto lateral (8) por lo menos parcialmente y/o sus zonas de apoyo opuestas se componen de un material transductor yporque el material transductor por alimentación de una forma de energía independiente de la entrada de energía que es causada por la colisión experimenta una modificación de forma y provoca la unión activa entre la viga de impacto lateral (8) y las zonas de apoyo.\vskip1.000000\baselineskip
- 2. Dispositivo según la reivindicación 1,caracterizado porque la unión activa es una unión por junta rígida desmontable a lo largo de al menos una superficie de junta (11) predeterminada.
\vskip1.000000\baselineskip
- 3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2,caracterizado porque la unión activa es una unión por acoplamiento de forma, que presenta un mecanismo controlable de bloqueo y desbloqueo.
\vskip1.000000\baselineskip
- 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizado porque el material transductor se compone de al menos una de las siguientes clases de materiales: piezocerámica, piezopolímero, cerámica electroestrictiva, fluido electrorreológico, gel polímero, fluido magnetorreológico, aleación con memoria de forma, polímero con memoria de forma.
\vskip1.000000\baselineskip
- 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado porque la parte al menos de la viga de impacto lateral (8) que se compone del material transductor experimenta inmediatamente antes y/o durante una situación de impacto lateral una modificación de forma de tal manera que la viga de impacto lateral (8) sobresale por ambos lados de la puerta (1) del vehículo y entra en una unión por junta mecánicamente rígida con las zonas de apoyo adyacentes dentro de las zonas de carrocería estables.
\vskip1.000000\baselineskip
- 6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado porque las zonas de carrocería estables son los montantes A y B, A y C y/o los B y C del automóvil, y porque la viga de impacto lateral (8) sobresale en esencia horizontalmente de la puerta (1) del vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
- 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado porque las zonas de carrocería son la zona de techo (19) y la zona de suelo (22) del automóvil, y porque la viga de impacto lateral (8) sobresale en esencia verticalmente de la puerta (1) del vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
- 8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7,caracterizado porque la viga de impacto lateral (8) está configurada en forma de un perfil extruído alargado.
\vskip1.000000\baselineskip
- 9. Dispositivo según la reivindicación 8,caracterizado porque el perfil extruído se compone total o parcialmente del material transductor, preferentemente de un metal o aleación con memoria de forma.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 10. Dispositivo según la reivindicación 8 o 9,caracterizado porque el perfil extruído prevé en cada caso en sus zonas extremas opuestas zonas de material transductor.
\vskip1.000000\baselineskip
- 11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10,caracterizado porque la viga de impacto lateral (8) presenta una extensión longitudinal, a lo largo de la cual la viga de impacto lateral (8) presenta una curvatura con un primer radio de curvatura, dirigida hacia la entrada de energía causada por la colisión en el curso de un impacto lateral, yporque la viga de impacto lateral (8) inmediatamente antes y durante una situación de impacto lateral experimenta una modificación de forma de tal modo que la viga de impacto lateral (8) toma una curvatura con un segundo radio de curvatura, regulable de manera controlada, y que es menor que el primer radio de curvatura.
\vskip1.000000\baselineskip
- 12. Dispositivo según la reivindicación 11,caracterizado porque la viga de impacto lateral (8), en el estado del segundo radio de curvatura, comparada con el estado en el cual la viga de impacto lateral (8) presenta el primer radio de curvatura, toma una posición espacial adelantada en contra de la dirección desde la cual la entrada de energía actúa sobre la puerta de automóvil (1), y por lo tanto proporciona una zona deformable adicional.
\vskip1.000000\baselineskip
- 13. Dispositivo según la reivindicación 11 o 12,caracterizado porque la modificación de forma de la viga de impacto lateral (8) puede ser provocada por recalcado controlado de la viga de impacto lateral (8) en el curso de un enganche por ambos lados de los extremos de la viga de impacto lateral (8) por medio de actuadores previstos en las zonas de apoyo estables, y/oporque la modificación de forma de la viga de impacto lateral (8) puede ser provocada en el curso de una modificación estructural intrínseca, activable de manera controlada, de la viga de impacto lateral (8), que al menos parcialmente se compone de material transductor.
\vskip1.000000\baselineskip
- 14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 13,caracterizado porque las zonas de apoyo prevén en cada caso un actuador con una estructura inteligente, y porque antes o durante una situación de impacto lateral respectivamente las estructuras inteligentes en las zonas de apoyo entran en unión activa con la viga de impacto lateral (8) y efectúan una unión por junta por ajuste forzado y/o por acoplamiento de forma con la viga de impacto lateral (8).
\vskip1.000000\baselineskip
- 15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14,caracterizado porque la estructura inteligente funciona como estructura de autorregulación sobre la base de la adaptrónica.
\vskip1.000000\baselineskip
- 16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14,caracterizado porque la estructura inteligente funciona como estructura autorregulable sobre la base de la mecatrónica.
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