ES2441426A1

ES2441426A1 - Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos

Info

Publication number: ES2441426A1
Application number: ES201231039A
Authority: ES
Inventors: Carmelo PÉREZ DE LARRAYA Y SAGÜÉS
Original assignee: Air Rops Na 2012 SL
Current assignee: Air Rops Na 2012 SL
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-02-04
Anticipated expiration: 2032-07-03
Also published as: AU2012350239B2; ES2441426B1; CA2878352C; CA2878352A1; AU2012350239A1; NZ704018A; WO2013083864A1; US9216709B2; US20150102591A1; EP2871100A1; ES2654859T3; EP2871100A4; EP2871100B1

Abstract

Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos constituido por una estructura (1) de configuración en "V" cerrada por arriba, en la que tanto las ramas verticales laterales (4) como la rama horizontal y superior (7), son plegables y desplegables telescópicamente, llevando consigo un aumento tanto de anchura como de altura de la estructura desde la posición plegada a la posición desplegada, estando el extremo inferior de los elementos tubulares verticales laterales (4) de la estructura fijados convenientemente al chasis del vehículo (2) de que se trate, desplegándose la estructura (1) ante una determinada inclinación del vehículo por impulso de un sensor de inclinación y a través de un comando o algoritmo de activación.

Description

Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, y más concretamente a una estructura que puede desplegarse automáticamente, sin intervención del conductor, en el momento en que una máquina, equipo autopropulsado o vehículo abierto, como puede ser un tractor, vuelque, protegiendo así al conductor del mismo.

El objeto de la invención es conseguir una estructura que en su desplegado aumenta las dimensiones tanto en altura como en anchura para proteger eficazmente al conductor del tractor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El vuelco es un accidente, en muchos casos mortal, que sufren los conductores de los tractores, circunstancia ésta que se da con frecuencia en terrenos inclinados, lindes de taludes, cunetas, etc… Para paliar la siniestralidad se han desarrollado algunos dispositivos, aparte de las estructuras de protección fijas, para conseguir que el conductor quede protegido ante el vuelco del tractor.

En tal sentido puede citarse la Patente US2007/0182147, en la que se describe una estructura a modo de marco con sus lados laterales articulados y montado sobre un soporte fijado al vehículo tractor de que se trate, con unos elementos elásticos que permiten llevar a cabo el plegado y desplegado de la estructura.

En esa Patente de Invención la estructura está prevista para ser montada en correspondencia con la parte posterior del asiento del conductor, lo que supone que en ocasiones no quede éste protegido totalmente en caso de vuelco, independientemente de que la estructura es compleja estructuralmente y dada a posibles fallos en el funcionamiento correspondiente al plegado y desplegado. Por otro lado, no ofrece un funcionamiento automático que asegure su accionamiento, independientemente de la voluntad del conductor.

Tampoco se contempla accionamiento automático en el sistema de protección anti vuelco descrito en la EP870298, limitando también su actuación como protección pasiva, contemplando su posición tras el asiento del vehículo.

Igualmente puede citarse la Patente US2004/0145172, con características similares a las anteriormente referidas, prevista la estructura para su aplicación preferentemente en vehículos dotados de pala y excavadora.

En este caso la estructura de protección es aún más compleja que en los casos anteriores, sin solucionar los problemas de éstos.

Por su parte, en la patente EP0500261, la estructura está formada por dos partes articuladas entre sí, una solidaria a la estructura o bastidor del vehículo y la otra telescópica desde la anterior, pudiendo la segunda parte desplegarse automáticamente ante un vuelco, pero sin que en éste despliegue cambie su geometría, no aumentando en consecuencia su anchura superior.

Podemos citar igualmente la patente suiza CH559646, que describe un dispositivo antivuelco formado por una

estructura en “V” cerrada superiormente, que contempla la posibilidad de adaptación a distintos vehículos

gracias a la capacidad telescópica de la rama horizontal superior, pero con accionamiento y fijación manual para adecuar su anchura al vehículo en cuestión, pero permaneciendo fija en esa configuración, para actuar únicamente como elemento estático de protección.

Sí resulta escamoteable el dispositivo de protección frente al vuelco descrito en la patente WO0204259, en la que existe un arco en forma de “U” invertida con tubos telescópicos verticales y una barra horizontal , el cual se despliega ante un estado de vuelco inminente mediante la acción de un sensor, al liberarse por medios neumáticos las clavijas que retienen las barras desplegables con la consiguiente actuación de unos muelles que empujan las barras telescópicas desplazándolas verticalmente sin que la estructura gane en anchura al desplegarse.

De igual modo, el dispositivo para protecciones individuales descrito en la patente US2010171296 consiste en una estructura en forma de “U” invertida dispuesta para activarse cuando unos sensores detecten un estado de vuelco, impulsando mediante gas la barra de protección para llevar a cabo un despliegue exclusivamente vertical y de la misma manera que en la anterior lo hace sin que la estructura gane en anchura al desplegarse.

En todos los casos anteriormente referidos, independientemente de que las estructuras son complejas en su constitución, no resuelven del todo el problema derivado del vuelco de un tractor o vehículo similar, y lo que es más importante, casi todas ellas se pliegan y se despliegan en base a elementos mecánicos de articulación, que indudablemente dan lugar a situaciones de inseguridad al concurrir diversos aspectos, como el riesgo de sobre esfuerzo y atrapamiento del operario, y que su accionamiento necesita la intervención del conductor, excepto en el caso las patentes EP0500261, WO0204259 y US2010171296, cuyo accionamiento automático depende de elementos mecánicos con elevada necesidad de mantenimiento, ofreciendo todas ellas además una limitada protección al no producirse el despliegue horizontal de la estructura en su parte superior.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La estructura desplegable que se preconiza ha sido concebida para resolver la problemática anteriormente expuesta, mediante una solución sencilla y eficaz, ya que dicha estructura de protección desplegable se basa en la articulación de un bastidor en forma de “V” cerrada por arriba, en la que tanto sus ramas laterales verticales, como la rama situada en posición horizontal superior, son de conformación telescópica y están constituidas por perfiles montados telescópicamente, todo ello conformando una estructura que va regida por un sistema de comandos asociados a un sensor biaxial de inclinación que actúa sobre ella, desplegándose al alcanzar el vehículo una determinada inclinación que va a dar lugar a un irremediable vuelco del mismo, de manera que dicha estructura al ampliarse su rama superior horizontal y elevarse, elongándose en consecuencia las ramas laterales, aumenta sus dimensiones tanto en altura como en anchura, protegiendo así perfectamente al conductor del vehículo al aumentar su espacio de seguridad.

En una forma preferente de aplicación sobre un máquina, equipo autopropulsado o vehículo abierto, como puede ser un tractor, y dependiendo del peso y tamaño del mismo, podrá llevar una única estructura colocada con preferencia delante del conductor, dos estructuras: una situada por delante del conductor y otra por detrás de su asiento, o bien varias estructuras idénticas: una por delante del conductor, otra en correspondencia con la zona posterior al asiento y otra intermedia, de manera que todas las estructuras se activarán simultáneamente dependiendo de un único sistema sensorizado, para que el desplegado de las mismas se realice de forma simultánea.

Por consiguiente, se trata de una estructura que se despliega automáticamente con variaciones simultáneas de su geometría, produciéndose por una parte la elevación de la propia estructura aumentando la altura de la misma, y produciéndose al mismo tiempo la ampliación de la anchura de la estructura.

En posición plegada, es decir de reposo o inoperante, la estructura alcanza una altura en la que la rama superior y horizontal quedará a la altura o ligeramente por encima de la cabeza del conductor del vehículo, de manera que el desplegado automático se realizará únicamente en caso de vuelco, proporcionando una seguridad activa e independiente de la voluntad del conductor, resultando sumamente eficaz ante el vuelco.

El paso de la posición plegada a la posición desplegada de la estructura, no depende de la voluntad del conductor, sino que estará controlada por sensores, como anteriormente se ha dicho, realizándose la maniobra por medio de un inclinómetro biaxial y un algoritmo de activación de seguridad, asegurando que el paso del estado de reposo al estado operativo se realizará siempre que se produzca un vuelco, evitando despliegues indeseados durante el empleo normal del vehículo, o en situaciones específicas del mismo, tales como posibles inclinaciones debidas a reparaciones, cargas, etc.

El algoritmo de activación de seguridad consiste en el establecimiento de una serie de variables, controladas por sensores, que deberán concurrir para desencadenar el desplegado de la estructura, de tal forma que no pueda verse afectado el conductor, ni ningún otro operario.

El inclinómetro y comando podrá ir colocado en cualquier parte del vehículo o de la estructura desplegable, de manera tal que en base a la actuación de dicho sensor, previa concurrencia de los requisitos establecidos en el algoritmo de activación (comando), se activarán los correspondientes medios de presión de gas para el desplegado de la estructura, pudiendo consistir dichos medios de presión de gas, en, por ejemplo, una o varias ampollas contenedoras de gas a presión, similares a las utilizadas en los airbag, y que se disparan por impulso del sensor de inclinación, liberando inmediatamente y de golpe dicho gas para llevar a cabo el desplegado de la estructura, con la particularidad de que dicha ampolla contenedora del gas se podrá situar incluso en el interior de la estructura tubular, preferentemente en la zona central de la rama horizontal que ocupa la parte superior.

Cabe destacar igualmente el hecho de que la estructura contará con medios bloqueantes para inmovilizar la misma tanto en situación plegada como en situación desplegada, además de los que ya existen en el mercado, se propone un diseño bloqueante específico, consistiendo dichos medios en unos topes semicirculares vinculados a los extremos de sendas varillas elásticas o flejes fijadas sobre las bases o extremos de los tramos tubulares fijos correspondientes a los laterales de la estructura, o bien de los extremos de la rama superior de la misma. Dichos topes semicirculares quedan ubicados inicialmente o en situación de reposo dentro del correspondiente tramo deslizable de cada una de las ramas que constituyen la estructura, contando esta rama interior y desplazable con topes extremos para limitar su extensibilidad y por lo tanto la de la estructura, siendo aplicable esta descripción tanto a las ramas laterales de la estructura como a la rama horizontal superior de la misma.

Las varillas elásticas o flejes fijados en el extremo base de los tramos tubulares fijos, laterales y verticales, así como en ambos extremos distales de los tubos soportes de la rama horizontal superior, se mantienen tensionados y prácticamente paralelos en la posición de reposo, de manera tal que en el momento que actúan los medios de presión, es decir que se libera el gas contenido en esos medios, se llevará a cabo la liberación de los topes semicirculares respecto de las tubos desplegables en los que inicialmente están contenidos, desplazándose al salir de aquellos hasta hacer tope con los tubos exteriores: aprisionando así a dichos tubos desplegables que ya no podrán volver a plegarse, al ofrecer un tope a su desplazamiento, impidiendo el retroceso y rigidizando la estructura en posición desplegada.

Los tramos de tubo fijos o extremos, respecto de los cuales son desplazables los tubos deslizantes correspondientes a las ramas laterales y superior de la estructura, van fijados a sendos tapones, unos ciegos que son los del extremo, y otros con un orificio para el paso del tubo deslizante, de manera que sobre el tapón ciego es donde van fijados las varillas o flejes elásticos, bien mediante roscado para ser intercambiables o desmontables, o bien mediante sujeción fija como puede ser soldadura o cualquier otra forma de fijación. Por otro lado, los tapones que presentan orificio, actúan como topes de los tubos deslizantes en su desplazamiento finalizando la acción de despliegue, en colaboración con los resaltes guía situados en la parte exterior de los tubos deslizantes.

Opcionalmente se ha previsto que en correspondencia con los tramos de tubo fijos, vayan dispuestas unas almohadillas elásticas, de manera que cuando las incorpore la estructura, dichas almohadillas elásticas puedan asegurar la buena y rápida respuesta de las varillas elásticas entre las que irá dispuesta esa almohadilla, provocando que en la posición de plegado la tensión de las varillas sea máxima, pudiendo ser esas almohadillas elásticas pelotas de cualquier material flexible que tienda por sí mismo a expandirse, tipo silicona o similar, o bien ser resortes o muelles.

Por último, decir que las parejas de topes semicirculares correspondientes a los medios de bloqueo en la posición plegada de las ramas verticales, se complementarán con una junta elástica para facilitar un cierre cuasi estanco, mientras que los tubos que forman la estructura podrán estar afectados de pequeñas perforaciones para que el gas que se libera en el desplegado de la estructura pueda ir saliendo al exterior, disipando la sobrepresión del interior de la misma una vez terminado el despliegue.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una representación correspondiente a una vista en perspectiva de un vehículo tractor con tres estructuras en posición desplegada, para formar una protección del conductor del vehículo en caso de vuelco.

La figura 2.- Muestra una vista de la aplicación práctica de la estructura desplegable en posición plegada.

La figura 3.- Muestra una vista en perspectiva del vehículo tractor de la figura anterior, pero representado una situación de vuelco con la estructura desplegada, viéndose el aumento tanto en altura como en anchura de la estructura.

Las figuras 4 y 5.- Corresponden a lo representado respectivamente en las figuras 2 y 3, mostrando una variante de realización de la invención, con otra forma de inserción telescópica de los tubos deslizantes.

La figura 6.- Muestra un detalle en sección de los medios bloqueantes que participan en la estructura representada en las figuras anteriores, dispuestos en situación inicial o de reposo.

La figura 7.- Muestra una vista en sección similar a la de la figura anterior, pero en la situación de bloqueo que se produce al final del despliegue.

La figura 8. –Muestra, finalmente, un detalle en sección de los medios bloqueantes situados en los extremos distales de la rama superior de la estructura, en situación inicial o de reposo.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Como se puede ver en las figuras referidas, y en relación concretamente con las figuras 1, 2 y 3, la estructura

(1) de la invención está destinada a implantarse a un vehículo o tractor (2), al objeto de proteger al conductor (3) de éste en caso de vuelco, viéndose en la figura 1 tres estructuras iguales (1) aplicadas sobre la parte delantera, sobre la parte intermedia y sobre la parte posterior del vehículo o tractor (2), mientras que en la figura 3 se muestra el tractor (2) en situación inminente de vuelco, donde la estructura (1) se ha desplegado.

Pues bien, dicha estructura (1) en cada caso tiene una configuración en “V” cerrada por arriba, cuyas ramas verticales laterales (4) son tubulares y están fijadas a elementos resistentes del chasis del vehículo o tractor (2), mientras que su rama transversal y superior (7) queda dispuesta horizontalmente, siendo también tubular.

Tanto las ramas laterales (4) como la rama transversal superior (7) de la estructura (1), son telescópicas para conseguir una posición plegada o inoperante como se muestra en las figuras 2 y 4, o una posición desplegada u operativa, como se representa en las figuras 1, 3 y 5.

Cada rama vertical lateral (4) y horizontal superior (7) de la estructura (1) incluye un tramo de tubo fijo (8) y un tramo de tubo desplazable y telescópico (9), que juega en el interior de aquel, estando el tubo (8) fijado a un tapón (10) de cierre previsto en su extremo libre, mientras que el otro extremo incluye otro tapón (10’) fijado también al mismo y por cuyo orificio se desplaza el tubo telescópico deslizante (9); contando éste con unos resaltes guía (11) para limitar el recorrido en la posición desplegada del tubo desplazable (9) que puede corresponder tanto a la posición inferior de las ramas laterales (4) como a los extremos distales de la rama horizontal superior (7).

Asimismo, en ambos casos existen unos medios bloqueantes constituidos a partir de una pareja de varillas o flejes (12) fijados al tapón (10) de cierre del tubo fijo (8), estando esas varillas elásticas (12) sometidas a una tensión tendente a la curvatura de las mismas, y cuya tensión puede aumentarse por medio de, por ejemplo, una almohadilla elástica (13) o cualquier otro elemento elástico que pudiera estar materializado, por ejemplo, por muelles o por cualquier otro componente.

En cualquier caso, sobre el extremo opuesto al de fijación de las varillas elásticas (12) sobre el tapón (10) de cierre van montados dos topes semicirculares (14) que son liberables en el momento del desplegado de la estructura, desplegado que puede llevarse a cabo por medio de un gas a presión contenido en una ampolla ubicada en el interior de la estructura tubular, y que se activará cuando se produzca el vuelco del vehículo o tractor (2), indicado por unos sensores montados en el vehículo e incluso sobre la propia estructura tubular, de manera que cuando el vehículo alcanza una determinada inclinación esos sensores provocan la activación de los medios de presión de gas anteriormente referidos, llevando a cabo el desplegado de la estructura, momento en el cual y como se decía con anterioridad, se liberan los topes semicirculares (14), desplazándose hasta hacer tope con las paredes de los tubos fijos (8), anclando así a los tubos desplazables (9) que no podrán volver a plegarse, rigidizando la estructura en esa posición desplegada.

La conformación de la estructura en "V" cerrada por arriba admite distintas combinaciones y configuraciones en la disposición de los tubos que la conforman, mostrándose una variante en las figuras 4 y 5.

La invención dispone de un inclinómetro o sensor biaxial de inclinación que, ante una determinada inclinación del vehículo durante el vuelco del mismo y a través de un comando o algoritmo de activación, activa los medios de presión interior a la estructura (1) mediante los que se realiza el desplegado de la misma.

Por último decir que la estructura puede complementarse con elementos de aviso de avería del sistema y de avisos sonoros y/o luminosos, que puedan activarse inmediatamente antes de alcanzar la posición de vuelco, permitiendo con ello avisar al conductor de la posibilidad de un vuelco inminente.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, que estando prevista para situarse en máquinas, equipos autopropulsados, vehículos tipo tractor, o similares, al objeto de proteger al conductor de los mismos en caso de vuelco, se caracteriza por constituirse a partir de una estructura (1) de configuración en "V" cerrada por arriba, en la que tanto las ramas verticales laterales (4) de la estructura como la rama horizontal y superior (7), son plegables y desplegables telescópicamente, llevando consigo un aumento tanto de anchura como de altura de la estructura desde la posición plegada a la posición desplegada, estando el extremo inferior de los elementos tubulares verticales laterales (4) de la estructura fijados convenientemente al chasis del vehículo (2) de que se trate; y habiéndose previsto un inclinómetro o sensor biaxial de inclinación que, ante una determinada inclinación del vehículo durante el vuelco del mismo y a través de un comando o algoritmo de activación, activa los medios de presión interior a la estructura (1), mediante los que se realiza el desplegado de la misma.
2.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según reivindicación 1 caracterizada por incluir sensores destinados a controlar las variables que deben concurrir como algoritmo de activación para que se desencadene, de modo seguro, el desplegado de la estructura.
3.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada por incluir, en función del peso y tamaño del vehículo, varias estructuras (1), iguales entre sí, desplegables automáticamente de forma simultánea.
4.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios de presión de gas para el desplegado de la misma, están preferentemente constituidos por una ampolla que contiene gas a presión, disparable por impulso del sensor de inclinación señalizador del vuelco del vehículo.
5.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tanto las ramas verticales laterales (4) de la estructura como la rama superior horizontal (7), presentan un tramo de tubo fijo (8) sobre el que se ha previsto un tapón (10) del que emergen interiormente una pareja de flejes o varillas elásticas (12) en tensión portadoras en su extremo de unos topes semicirculares

(14)

que se liberan en el accionamiento de los medios de gas a presión que efectúan el desplegado de la estructura, actuando dichos topes semicirculares (14) en su liberación como elementos de bloqueo de los tramos tubulares desplazables (9), tanto de las ramas laterales (4) como de la rama superior (7) de la estructura.
6.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según reivindicación 5, caracterizada porque las varillas elásticas (12) fijadas en el tapón (10) de cierre del extremo inferior del tubo fijo de las ramas laterales

(4)

y extremos distales de la rama superior horizontal (7) de la estructura, se mantienen en tensión durante su posición de reposo, sea por si mismas o mediante elementos elásticos (13) tales como una almohadilla, muelles u otros elementos similares.
7.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según reivindicación 1, caracterizada porque los tubos desplazables y telescópicos (9), tanto de las ramas laterales (4) como de la rama superior horizontal (7), presentan en sus extremos unos resaltes guía (11) como elementos de tope de máxima extensibilidad de dichos tubos, haciendo tope contra un tapón (10) fijado en el extremo correspondiente de los tubos fijos (8) de cada rama lateral (4) y de ambos extremos de la rama superior horizontal (7) de la estructura tubular.
8.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los tubos de la estructura están opcionalmente afectados de perforaciones para la salida de gas al exterior tras la liberación del mismo en la operación de desplegado de la estructura.
9.- Estructura desplegable de protección en vuelco de vehículos, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque opcionalmente se incluyen medios emisores de aviso de avería del sistema y de avisos sonoro y/o luminoso activables inmediatamente antes del vuelco del propio vehículo, estableciendo un medio de aviso al conductor de la posibilidad de un vuelco inminente.