ES2315780T3 - Elemento absorbedor de energia. - Google Patents

Abstract

Elemento (1) de absorción de energía con un medio fluido, que es presionado en caso de un impacto a través de al menos un agujero (4) fuera del elemento (1), caracterizado porque el medio está incluido en una cápsula (7), que explota en caso de impacto.

Description

Elemento absorbedor de energía.

La invención se refiere a un elemento de absorción de energía, especialmente como parte de un dispositivo para la protección de ocupantes de un solo uso en vehículos, con un medio fluido, que es presionado, en el caso de un impacto, a través de al menos un orificio fuera del elemento. Un dispositivo de este tipo se conoce a partir del documento EP-A-1 176 049.

Un dispositivo, montado en una columna de dirección de un automóvil, se conoce, por ejemplo, a partir del documento US 5.870.930. La columna de dirección presenta piezas insertables telescópicamente, en la que una pieza está provista con un depósito en forma de anillo, en el que está relleno un líquido adecuado, por ejemplo una silicona fluida. En la segunda pieza está fijado un manguito, que se sumerge a modo de un pistón en el depósito y expulsa el líquido en el caso de un impacto a través de una corona de orificios pequeños. Los orificios están cubiertos por un elemento rompible en forma de anillo. Los orificios generan una fuerza opuesta, con lo que se absorbe una parte de la energía de impacto.

Los dispositivos de absorción de energía de impacto no sólo son ventajosos o bien necesarios en vehículos en una columna de dirección, sino también en una serie de otros componentes, por ejemplo en reposacabezas, cinturones de seguridad, asientos y elementos de asiento, etc. En el caso extremo, pueden encontrar en un automóvil más de 20 lugares de montaje diferentes. Un problema esencial de este dispositivo reside en que solamente están previstos para un solo uso en un caso de emergencia y en la mayoría de los casos, en general, no se utilizan. Sin embargo, deberían permanecer funcionales al menos durante 10 años, sin que se pueda verificar la capacidad de funcionamiento.

En los últimos años se han utilizado cada vez más elementos de amortiguación de impactos con sistemas de cilindro y pistón cerrados, en los que un líquido, que modifica la viscosidad bajo la influencia de un campo eléctrico o magnético, circula de ida y vuelta a través de orificios de circulación en el pistón o en el cilindro. La capacidad de flujo del medio puede ser influenciada a través de la modificación del campo. Esto tiene una gran importancia, puesto que la absorción de energía se puede adaptar a diferentes estados de partida y condiciones y no se necesitan piezas mecánicamente móviles. Puesto que ni las juntas de obturación pierden sus propiedades de obturación ni las partes móviles pierden su movilidad por el impacto, se pueden reconocer oportunamente los desgaste en los sistemas de cilindro y pistón cerrados. Aquí se distinguen los parachoques que están en uso constante, de los dispositivos de amortiguación de impacto.

La invención se ha planteado ahora el problema de optimizar la funcionalidad de un elemento del tipo mencionado al principio y esto se consigue porque el medio está incluido en una cápsula, que explota en caso de impacto.

De esta manera, el medio no se llena simplemente en el elemento de absorción de energía, sino que se inserta la cápsula llena hermética. El medio contenido, cuya estabilidad y capacidad de almacenamiento deben mantenerse automáticamente durante el periodo de tiempo de aplicación, no es sometido en la cápsula herméticamente cerrada a influencias exteriores, que pudieran modificar las propiedades.

Los líquidos electro o magneto reológicos indicados anteriormente presentan estas propiedades y, por lo tanto, se pueden rellenar en la cápsula, que se inserta entonces en el elemento de absorción del impacto. La cápsula cubre también el orificio de salida, a través del cual se expulsa el medio durante un impacto, de manera que no es necesaria una membrana rompible u otro cierre para el orificio.

La cápsula está constituida especialmente de un material flexible, como por ejemplo una bolsa de lámina o similar, tal vez de lámina de aluminio, de un tejido recubierto, de fibras de Kevlar, de fibras de vidrio, etc.

A continuación se describe ahora en detalle la invención con la ayuda de las figuras de los dibujos adjuntos, sin limitarse a ellos. En este caso:

La figura 1 muestra un fragmento esquemático de una columna de dirección con un elemento de absorción de energía de impacto.

La figura 2 muestra una sección longitudinal a través del elemento.

La figura 3 muestra una vista esquemática inclinada de una cápsula que se puede insertar en el elemento, y

La figura 4 muestra una representación esquemática del dispositivo de acuerdo con la invención como parte de un reposacabezas con un elemento de absorción de energía de impacto.

Un dispositivo de absorción de energía de impacto puede estar previsto, como se muestra en la figura 1, por ejemplo en una columna de dirección 11 en paralelo a sus piezas desplazables en la dirección longitudinal en el caso de un choque. El dispositivo presenta un elemento 1, cuyo volumen se puede reducir, y en el que está insertada una cápsula que contiene un líquido. El elemento 1 está conectado en un extremo con una pieza desplazable de la columna de dirección 11, mientras que el otro extremo, en el que se conecta un conducto de salida 3, está fijado en una pieza no desplazable de la columna de dirección 11. En caso de un impacto, se puede acortar la columna de dirección 11 y el líquido contenido en la cápsula es expulsado a través de un orificio y un canal de salida conectado, en el conducto de salida 3, siendo generada en la transición al canal de salida 5 una fuerza opuesta, que retarda la expulsión del líquido, de manera que se absorbe la energía de impacto.

El elemento 1 está lleno con un líquido magneto reológico y el canal de salida 5 está rodeado por una instalación 2 para la generación de un campo magnético variable. La instalación 2 comprende un electroimán, a través del cual se genera un campo magnético o se influye sobre el campo magnético de un imán permanente. El electroimán puede ser activado a través de señales de sensores, que supervisan un impacto, en función de diferentes criterios, como peso y posición del asiento del conductor, etc., de manera que el campo magnético variable modifica la viscosidad del líquido magneto reológico que debe presionarse a través del orificio, y la fuerza opuesta es mayor o menor.

En la figura 2 se pueden reconocer mejor los detalles. El elemento 1 se estrecha hacia un orificio plano rectangular 4, en el que se conecta el canal de salida 5 que desemboca en el conducto de salida 3. El canal de salida 5 atraviesa un intersticio 9 entre la superficie polar de dos elementos de hierro 6, a los que está asociada una bobina no mostrada.

Las figuras 1 y 2 muestran elementos cilíndricos 1, de manera que el elemento según la figura 1 está configurada a modo de un fuelle y se puede comprimir, y según la figura 2 presenta un pistón, para expulsar el líquido, que está contenido en una cápsula 7. La cápsula 7 está aplanada en un borde 8 y está adaptada a la forma del espacio de alojamiento del elemento 1, como se deduce a partir de la figura 3. La cápsula 7 se inserta, por lo tanto, en el elemento 1 de tal manera que el borde aplanado 8 cubre el orificio 4 (figura 2).

La cápsula 7 está cerrada herméticamente y está constituida de un metal, que es compatible con el contenido, para no modificar sus propiedades con el paso de los años. Por ejemplo, puede estar formada por una bolsa de lámina, que se adhiere o suelda, por ejemplo, de un tejido recubierto. Pero la cápsula 7 puede ser también un depósito comprimible o similar de estabilidad reducida.

Cuando el elemento absorbente de energía de impacto está montado en una columna de dirección 11, entonces en caso de un accidente a través del impacto de la parte superior del cuerpo sobre el volante, se reduce el volumen del elemento, explota la cápsula y la instalación 2 regula el flujo de paso del líquido magneto reológico a través del canal de salida 5 por medio de una modificación correspondiente de la viscosidad en función de señales de un ordenador, que procesa diferentes datos de medición y parámetros. Cuando no se utiliza, el electroimán está sin corriente y el medio contenido fluye fácilmente. Por lo tanto, el electroimán solamente es excitado en caso de siniestro para elevar y reducir la viscosidad del medio magneto reológico.

En caso de utilización de líquidos magneto reológicos, como fuente de corriente es suficiente un condensador alojado, por ejemplo, en el volante, de manera que el sistema permanece funcional también en caso de fallo de la alimentación de corriente del automóvil.

La figura 4 muestra esquemáticamente un reposacabezas 12 de amortiguación del impacto. El elemento 1 no es aquí cilíndrico alargado, sino que está más bien en forma de una caja más laca, que se puede comprimir de la misma manera, cuando la cabeza de una persona choca sobre el reposacabezas 12. La cápsula está configurada en esta forma de realización adaptada en forma de caja. El canal de salida 5 está acodado y está rodeado de nuevo por la instalación 2. El número 13 designa una electrónica, a través de la cual se activa la instalación.

El líquido magneto reológico contenido en la cápsula 7 comprende, en general, una mezcla de un líquido de base, por ejemplo aceite de silicona y partículas de polvo de hierro. Para evitar una desmezcla concebible en virtud de vibraciones inevitables, el líquido puede contener bolas, cuerpos giratorios o similares para la mezcla y turbulencia. De una manera alternativa, también es posible la disposición de un inserto de espuma de células abiertas en la cápsula 7, cuyas células con recibe el medio para evitar la desmezcla.

Claims (8)

1. Elemento (1) de absorción de energía con un medio fluido, que es presionado en caso de un impacto a través de al menos un agujero (4) fuera del elemento (1), caracterizado porque el medio está incluido en una cápsula (7), que explota en caso de impacto.

2. Elemento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la cápsula (7) está constituida de un material flexible.

3. Elemento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la cápsula (7) es una bolsa de lámina.

4. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el medio es un líquido modifica su capacidad de flujo bajo la influencia de un campo magnético.

5. Elemento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el medio es un líquido magneto reológico, que comprende una mezcla de un líquido de base y partículas de hierro en polvo y contiene cápsulas, cuerpos giratorios o similares, para evitar una desmezcla.

6. Elemento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el medio es un líquido magneto reológico, que comprende una mezcla de un líquido de base y partículas de hierro en polvo, y está dispuesto en la cápsula (7) en las células de un inserto de espuma de células abiertas, para evitar una desmezcla.

7. Columna de dirección con un elemento (1) de absorción de energía de impacto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Reposacabezas, especialmente para automóviles con un elemento (1) de absorción de energía de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.