MX2010014482A - Soporte para defensa de camión que absorbe energia y provee protección contra empotramientos de automóviles. - Google Patents

Abstract

Un soporte para defensa de camión que absorbe energía y provee protección contra empotramientos de automóviles en posibles colisiones, formado por una estructura en forma trapezoidal definida por una barra de sujeción a chasis, una barra de soporte de defensa, una barra de tensión-compresión frontal y una barra de tensión-compresión posterior unidas entre sí por sus extremos, de tal manera que la barra de sujeción a chasis está rígidamente sujeta al chasis del camión, la barra de soporte de defensa está rígidamente sujeta a la defensa del camión, la barra de tensión-compresión frontal tiene una longitud menor que la barra de tensión-compresión posterior.

Description

SOPORTE PARA DEFENSA DE CAMIÓN QUE ABSORBE ENERGIA Y PROVEE PROTECCIÓN CONTRA EMPOTRAMIENTOS DE AUTOMÓVILES CAMPO TECNICO DE LA INVENCION La presente invención se refiere en lo general a estructuras para absorber energía y proveer protección evitando empotramientos en caso de colisión frontal de automóviles contra vehículos de carga pesados o camiones, más particularmente se refiere a un soporte para defensa de camión en forma trapezoidal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los vehículos de carga, como los camiones, están diseñados con altura libre de rodamiento relativamente grande que va de 40 cm a 50 cm. La principal razón de está altura es permitir al camión circular sobre cualquier terreno bien sea regular e irregular: El hecho de que un camión tenga esta altura libre de rodamiento constituye un riesgo serio para los demás vehículos automotores utilizados para el transporte individual personas, pues se sabe que la altura de los parachoques tanto delantero como trasero de un camión es más alta que la de los automóviles, lo que ocasiona que los automóviles al momento de colisionar contra un vehículo automotor de carga o camión, bien sea por la parte delantera o trasera el vehículo, se deslicen por debajo del vehículo de carga ocasionando con esto que la protección diseñada para el automóvil quede nulificada, ya que está diseñada para absorber la energía de una fuerza ocasionada por un colisión que se produzca en la altura promedio del parachoques de los automóviles.

Para prevenir lo anterior, actualmente existen estructuras de absorción de energía que se utilizan en conjuntos que son propensos a recibir fuerzas de impacto, con el fin de controlar el grado de deterioro sufrido por el conjunto o para proteger a los ocupantes o a su contenido. Por ejemplo, se incorporan estructuras de absorción de energía en vehículos a motor para absorber la energía de los impactos, reduciendo así el riesgo de lesión de los pasajeros.

En un artículo presentado por la empresa Porche en la octava conferencia técnica internacional sobre vehículos de seguridad experimentales de Wolfsburg, en octubre de 1980, se describe un panel de carrocería de un vehículo que soporta un conjunto de suspensión de ruedas delanteras y que incorpora dos tubos paralelos planos dispuestos longitudinales con relación al vehículo. Los tubos se contraen bajo las fuerzas de impactó longitudinales, absorbiendo así la energía de la fuerza de impacto y reduciendo el grado de deterioro sufrido por el resto del vehículo.

Por tal motivo se han diseñado por diferentes compañías estructuras que absorben de energía, que se instalan debajo de los parachoques de los vehículos automotores de carga o camiones, las cuales quedan a la altura promedio de los parachoques de los automóviles. A continuación se mencionan algunos: En el documento de patente estadounidense US-6,176,530 de Peter Gollungberg, se describe un dispositivo de protección para evitar el empotramiento de automóviles. El dispositivo comprende un miembro de impacto y un miembro de absorción de energía, montados en posición correspondiente al punto previsto del impacto de una fuerza generada por una colisión; el miembro de absorción de energía incluye una porción superior endurecida unida a la estructura, una parte inferior que incluye una porción no endurecida y una zona de frontera entre la parte superior y la parte inferior, esta zona de frontera comprende una zona debilitada del miembro de absorción de energía por la cual el miembro de absorción de energía gira alrededor, creando una deformación controlada para absorber el máximo de energía recibida a consecuencia del impacto. Una desventaja evidente es la poca área de contacto, lo cual puede ayudar a reducir el par de fuerza que se crea al momento del impacto en la zona debilitada, mas no así al automóvil que colisiona con éste, además que la forma de algunas piezas de conforman el dispositivo requieren de herramental especial para fabricarlo debido a sus formas caprichosas.

En el documento de patente estadounidense US-7,284,788 de Saeed Barbat, se presenta un sistema para absorción de energía y para evitar empotramientos en el momento de una colisión frontal de automóviles, el cual cuenta con una construcción deformable a lo largo de su eje longitudinal para absorber la energía del impacto y un par de torsión perpendicular a dicha construcción deformable. El par de torsión está formado por un par de frenos y una viga bloqueadora, la viga bloqueadora tiene la peculiaridad de estar diseñada de tal forma que al momento del impacto se deforma como un acordeón para absorber parte de la energía del impacto, los pares de frenos que sostienen a la viga bloqueadora están formados por un par de placas triangulares y una placa rectangular que une a ambas, dichas placas pivotean sobre una de sus esquinas superiores que están unidas al eje longitudinal, esta estructura cuenta con dos mecanismos que pueden absorber energía, en lo cual obviamente se requiere más tiempo y recursos para su elaboración y montaje.

En el documento de patente sueca SE-531582C2 de Engman Mats, se muestra un freno para evitar empotramientos de automóviles en caso de una colisión frontal con un camión de carga, en el documento se describe una estructura formada por una placa en forma de "V" la cual está unida en sus extremos superiores al chasis de un camión de carga y por la parte inferior a una viga rígida. La palca en forma de "V" está conformada por tres elementos, el primero y el tercero son elementos rígidos y el elemento intermedio es más débil que los anteriores pues cuenta con una curvatura que ayuda a la placa en forma de "V" a deformarse en dirección axial provocando así la maximización en la absorción de energía.

Asimismo, los documentos de patente EP-0557733, EP-0917993, JP-10016680, US-2005017519, US-2006012193, WO-0012357, WO-9841423, WO-2000012357, WO-2002081264, WO-2003055723, WO-2007026549 describen otras alternativas dé estructuras para absorber energía y evitar el empotramiento de vehículos en una colisión.

La desventaja de las estructuras descritas es su complejidad por el número de piezas involucradas, así como la complejidad de su fabricación, por lo que resulta necesario ofrecer un soporte para defensa de camión que absorba energía y provea protección contra empotramientos de automóviles en posibles colisiones, en donde el soporte esté formado por el menor número de piezas y que a la vez sea fácil de fabricar. '' OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención tiene por objeto proporcionar un soporte para defensa de camión que absorbe energía y provee protección contra empotramientos de automóviles en posibles colisiones, formado por una estructura en forma trapezoidal definida por una barra de sujeción a chasis, una barra de soporte de defensa, una barra de tensión-compresión frontal y una barra de tensión-compresión posterior unidas entre sí por sus extremos, de tal manera que la barra de sujeción a chasis está rígidamente sujeta al chasis del camión, la barra de soporte de defensa está rígidamente sujeta a la defensa de del camión, la barra de tensión-compresión frontal tiene una longitud menor que la barra de tensión-compresión posterior.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS Los detalles característicos de la invención se describen en los siguientes párrafos en conjunto con las figuras que lo acompañan, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.

Figura 1 ilustra una vista en perspectiva superior del frente de un soporte para defensa de camión de la presente invención.

Figura 2 ilustra una vista en perspectiva superior de la parte posterior del soporte para defensa de camión de la presente invención.

Figura 3 ilustra una vista en perspectiva superior del frente de un soporte para defensa de camión incorporado a un chasis y a un sistema de parachoques de un camión de acuerdo a la invención.

Figura 4 ilustra una vista en perspectiva inferior de la parte posterior de un soporte para defensa de camión incorporado a un chasis y a un sistema de parachoques de un camión de acuerdo a la invención.

Figura 5 muestra una vista lateral del soporte para defensa de camión de la invención incorporado a un sistema de parachoques de un camión antes de una colisión.

Figura 6 muestran una vista lateral del soporte para defensa de camión de la invención incorporado a un sistema de parachoques de un camión durante una colisión, ilustrando la deformación que sufre el soporte para defensa de camión.

Figura 7 ilustra una vista lateral de un automóvil y un camión antes de una colisión, en cual puede observarse la diferencia de alturas entre el sistema de parachoques del camión y la altura del parachoques del automóvil.

Figura 8 ilustra una vista lateral de un automóvil y un camión en colisión.

Figura 9 muestra resultados en una gráfica de unas simulaciones dinámicas, demostrando la efectividad del soporte para defensa de camión de la invención para absorber energía y su eficacia para evitar el empotramiento de automóviles bajo vehículos de carga pesada o camiones en caso de una colisión frontal .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención es un soporte 10 para defensa de camión para absorber energía en caso de colisión, que va instalado sobre un sistema de parachoques de un vehículo de carga pesada o camión y que proveer protección al evitar el empotramiento de un automóvil pues absorbe un porcentaje de la energía generada durante una colisión entre el automóvil y el camión.

En las Figuras 1 y 2 se ilustra una vista en perspectiva superior de frente y de la parte posterior del soporte para defensa de camión de acuerdo a la presente invención. El soporte para defensa de camión 10 está formado por una estructura en forma trapezoidal definida por una barra de sujeción a chasis 20, una barra de soporte de defensa 30, una barra de tensión-compresión frontal 40 y una barra de tensión-compresión posterior 50 unidas entre sí por sus extremos. Tales uniones de dicha barras pueden estar soldadas.

La barra de sujeción a chasis 20, la barra de soporte de defensa 30, la barra de tensión-compresión frontal 40 y la barra de tensión-compresión posterior 50 están hechas de un perfil metálico de sección transversal hueca en forma cuadrada, rectangular, triangular, trapezoidal, prismática o circular. La sección transversal es hueca para facilitar una deformación más del tipo acordeón de dichas barras durante una colisión.

La barra de tensión-compresión frontal 40 tiene una ranura longitudinal 60 en su cara superior del perfil, mientras que la barra de tensión-compresión posterior 50 tiene una pluralidad de ranuras cortas 70 en su cara inferior del perfil. La ranura longitudinal 60 y la pluralidad de ranuras cortas 70 actúan como guías de deformación para la barra de tensión-compresión frontal 40 y la barra de tensión-compresión posterior 50 respectivamente, cuando una fuerza F (no mostrada), generada de la colisión del automóvil contra el camión, recorra el eje axial de la barra de tensión-compresión posterior 30 y el eje axial de la barra de tensión-compresión frontal 50 en su totalidad, evitando una deformación tipo bisagra y propiciando una deformación más del tipo acordeón que permite absorber una mayor cantidad de energía producto de la colisión.

En una realización alternativa, la barra de sujeción a chasis 20 y la barra de soporte de defensa 40 tienen una longitud aproximadamente igual; mientras que la barra de tensión-compresión frontal 30 tiene una longitud menor que la barra de tensión- compresión posterior 50. En una realización alternativa, la barra de tensión-compresión frontal 30 y la barra de tensión-compresión posterior 50 son aproximadamente paralelas.

La barra de sujeción a chasis 20 está rígidamente sujeta al chasis de un camión. La sujeción barra de sujeción a chasis 20 se realiza mediante pernos o tornillos de sujeción o bien por soldadura.

La barra de soporte de defensa 40 sujeta rígidamente una defensa del camión. La sujeción de la barra de soporte de defensa 40 y la defensa se realiza mediante pernos o tornillos de sujeción o bien por soldadura.

En las Figuras 3 y 4 se ilustra una vista en perspectiva superior e inferior del lado lateral del soporte para defensa de camión de acuerdo a la presente invención incorporado a un sistema de parachoques 65 de un camión (no mostrado). El sistema de parachoques 65 está formado por un par de vigas de enlace 100 y 100' unidas a un par de largueros 90 y 90' del chasis 80 del camión (no mostrado) por un extremo. En el extremo frontal de las vigas de enlace 100 y 100' se fija una defensa superior 120, mientras que en el lado inferior de cada viga de enlace 100 y 100' está sujeto el soporte para defensa de camión 10 a través de la barra de sujeción a chasis 20. Por el otro lado, una defensa inferior 110 está unida a la barra de soporte de defensa 40 del soporte para defensa de camión 10 y 10'.

La sujeción de la barra de soporte de defensa 40 y la defensa inferior lió se realiza mediante pernos o tomillos de sujeción o bien por soldadura. La sujeción de la viga de enlace 100 o 100' y la defensa superior 120 se realiza mediante pernos o tornillos de sujeción o bien por soldadura.

La defensa inferior 110 y defensa superior 120 están formadas generalmente de un perfil estructural largo colocado en posición horizontal.

En las Figuras 5 y 6 se muestran una vista lateral del soporte para defensa de camión 10 de la invención incorporado al sistema de parachoques 65 del camión 130, en donde se muestra la dirección y localización de una fuerza F de colisión frontal y la deformación que sufre el soporte para defensa de camión 10 durante la colisión.

El soporte para defensa de camión 10 durante el impacto tiende a deformarse de la siguiente manera : la barra de soporte de defensa 30 al recibir la fuerza F de impacto se desplaza hacia el interior y tiende a alinearse con la barra de tensión-compresión frontal 40, es decir, el ángulo formado entre la unión de la barra de soporte de defensa 30 y la barra de tensión-compresión frontal 40 tiende a desaparecer, causando una compresión inicial de la barra de tensión-compresión frontal 40 y una tensión inicial de la barra de tensión-compresión posterior 50 seguida de un pivoteo en el punto de unión de la barra de sujeción a chasis 20 y la barra de tensión-compresión frontal 40 y un pivoteo en el punto de unión de la barra de sujeción a chasis 20 y la barra de tensión-compresión posterior 50, lo que a su vez da origen luego a un compresión de la barra de tensión-compresión posterior 50 y a una tensión de la barra de tensión-compresión frontal 40 y de la barra de soporte de defensa 30. Durante este efecto combinado de tensión-compresión de la barra de tensión-compresión frontal 40 y de la barra de tensión-compresión posterior 50, las barras 40 y 50 tienden a deformarse, de manera controlada, como un acordeón siguiendo la guía de deformación originada por la ranura longitudinal 60 y las ranuras cortas 70 respectivamente.

El efecto combinado de tensión-compresión de la barra de tensión-compresión frontal 40 y de la barra de tensión-compresión posterior 50, así como el efecto de deformación controlada de dichas barras 40 y 50 permite absorber energía de la colisión y evita el empotramiento del automóvil en el camión.

En las Figuras 7 y 8 se ilustra una vista lateral de un automóvil 150 y un camión 130 antes y durante una colisión, en cual puede observarse la diferencia de alturas entre el sistema de parachoques 65 del camión 130 y la altura del parachoques 140 del automóvil 150. Esta diferencia de alturas provoca un empotramiento del automóvil bajo el camión 130 en caso de una colisión frontal con el automóvil 150, por lo que la incorporación de la defensa inferior 110 sujeta al soporte para defensa de camión 10 evita que el automóvil 150 se empotre bajo camión 130 en caso de colisión, pues la altura de la defensa inferior 110 está a la altura del parachoques 140 del automóvil 150.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN A continuación se proporciona un ejemplo de realización, el cual describe la manera en que se obtiene una modalidad ejemplar de la invención.

Para la presente invención se realizaron análisis de elementos finitos para demostrar la efectividad del soporte para defensa de camión para absorber energía y su eficacia para evitar el empotramiento de automóviles bajo vehículos de carga pesada o camiones en caso de una colisión frontal, se ha utilizado la herramienta LS-DYNA de análisis de elementos finitos no lineal, para realizar las simulaciones poniendo especial cuidado en los detalles del modelo.

En la Figura 9 se muestran los resultados en una gráfica de unas simulaciones dinámicas, donde los escenarios de los modelos para las simulaciones se realizaron de acuerdo a la regulación Europea ECE R93 la cual regula dispositivos de protección frontales en vehículos de carga pesada o camiones para evitar empotramientos de automóviles en caso de colisiones frontales.

En las simulación dinámicas se tiene por escenario un automóvil pequeño que se impacta contra un vehículo de carga pesada a diferentes velocidades: 64 Km/h y 90 km/h, en algunos escenarios se simula el impacto del automóvil contra el vehículo de carga pasada con el soporte para defensa de camión instalado y en otros escenarios sin el soporte para defensa de camión.

En tanto que la invención se ha divulgado y descrito con referencia a un número limitado de modalidades, será aparente que pueden hacerse variaciones y modificaciones a la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención y pueden ocurrírsele otras modificaciones a aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, las siguientes reivindicaciones pretenden cubrir las modificaciones, variaciones y equivalentes de la misma.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Un soporte para defensa de camión que absorbe energía y provee protección contra empotramientos de automóviles en posibles colisiones, caracterizado porque comprende: una estructura en forma trapezoidal definida por una barra de sujeción a chasis, una barra de soporte de defensa, una barra de tensión-compresión frontal y una barra de tensión-compresión posterior unidas entre sí por sus extremos; en donde la barra de sujeción a chasis está rígidamente sujeta al chasis de dicho camión; la barra de soporte de defensa está rígidamente sujeta a dicha defensa de camión; y la barra de tensión-compresión frontal tiene una longitud menor que la barra de tensión-compresión posterior.

2. El soporte para defensa de camión de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha barra de sujeción a chasis, dicha barra de soporte de defensa, dicha barra de tensión- compresión frontal y dicha barra de tensión-compresión posterior tienen una sección transversal hueca en forma cuadrada, rectangular, triangular, trapezoidal, prismática o circular.

El soporte para defensa de camión de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha barra de tensión-compresión frontal incluye una ranura longitudinal en su cara superior.

4. El soporte para defensa de camión de la reivindicación l, caracterizado porque dicha barra de tensión-compresión posterior incluye una pluralidad de ranuras cortas en su cara inferior.

5. El soporte para defensa de camión de la reivindicación 1, caracterizado porque la unión de la barra de sujeción a chasis y la barra de tensión-compresión frontal, y la unión de la barra de tensión-compresión posterior y la barra de sujeción a chasis actúan como pivotes.

6. El soporte para defensa de camión de la reivindicación 1, caracterizado porque la barra de soporte de defensa al recibir una fuerza de impacto se desplaza hacia el interior y tiende a alinearse con la barra de tensión-compresión frontal, causando una compresión inicial de la barra de tensión-compresión frontal y una tensión inicial de la barra de tensión-compresión posterior seguida de un pivoteo en el punto de unión de la barra de sujeción a chasis y la barra de tensión-compresión frontal y un pivoteo en el punto de unión de la barra de sujeción a chasis y la barra de tensión-compresión posterior, lo que a su vez da origen a un compresión de la barra de tensión- compresión posterior y a una tensión de la barra de tensión-compresión frontal y de la barra de soporte de defensa.