ES2315780T3 - Elemento absorbedor de energia. - Google Patents
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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.
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