MXPA06014575A - Amortiguador con conos de deformacion y absorbente de energia. - Google Patents

Abstract

Una viga tubular de amortiguacion de choque o parachoques incluye montajes para su colocacion en un armazon de vehiculo y un cono de amortiguacion o deformacion en la parte frontal de cada montaje. Cada cono de deformacion incluye una pestana que embraga con la pared frontal de la viga e incluye una seccion de tubo que se extiende a traves de la pared frontal en embrague con la pared posterior de la viga. Un absorbente de energia termoformado incluye resaltes que embragan con los canales horizontales en la cara y rebajos que recibe las pestanas de los conos de deformacion. El absorbente de energia es termoformado de manera que incluya bloques de deformacion. Al menos dos bloques de deformacion incluyen paredes laterales adyacentes que tienen secciones de base unidas juntas proximas a sus paredes de base para un aumento en la resistencia. Esto es conseguido mediante el trazado y corte de un borde delantero de una de las protrusiones de forma de cuchilla, de manera que el borde delantero trazado deja las regiones de base expuestas para que las regiones de base se unan juntas mientras el material plastico esta caliente.

Description

AMORTIGUADOR CON CONOS DE DEFORMACIÓN Y ABSORBENTE DE ENERGÍA Campo de la Invención La presente invención se refiere a sistemas de amortiguación de choque o parachoques de vehículo que son adaptados para la absorción de energía y que tienen montajes de absorción de energía.

Antecedentes de la Invención El manejo de la energía en el área de los montajes de amortiguación de choque o parachoques de vehículo es crítico para la absorción efectiva de la energía durante el choque de un vehículo. A menudo, los montajes de amortiguación de choque son elaborados para trabajo pesado de manera que tengan una resistencia suficiente a fin de pasar las pruebas de impacto y funcional de amortiguación de choque. No obstante, esto conduce a un incremento sustancial en el costo, material desperdiciado y a un aumento de peso. Asimismo, los montajes de amortiguación de choque son a menudo elaborados para colapsarse en formas particulares y/o son incrementadas sus distancias de carrera de impacto a fin de proporcionar una absorción sustancial de energía antes que el impacto afecte el armazón del vehículo. No obstante, estas modificaciones también pueden originar un aumento de costos. Es deseable suministrar una resistencia de choque y absorción REF. 178156 de energía mejorada en el área de los montajes de amortiguación de choque o parachoques, aunque sin incrementar la carrera del choque y sin aumentar, de manera sustancial, el peso y la complejidad del área de montaje. Los sistemas de amortiguación de choque o parachoques a menudo tienen absorbentes de energía elaborados de material polimérico que proporcionan la absorción inicial de la energía cuando un sistema de amortiguación de choque sea impactado . Los absorbentes de energía pueden ser ajustados para modificar la curva de fuerza-deformación (es decir, la curva de absorción de energía) para un sistema dado de amortiguación de choque. Por ejemplo, este ajuste podría incluir el engrosamiento o adelgazamiento de las paredes y/o la sustitución de material y/o la adición de una mayor estructura al absorbente de energía. Sin embargo, se desean métodos más simples y menos intrusivos para el ajuste de un sistema de amortiguación de choque. Por lo tanto, se desea un sistema de amortiguación de choque o parachoques y un método relacionado que tenga las ventajas mencionadas y que resuelva los problemas también mencionados con anterioridad.

Sumario de la Invención En un aspecto de la presente invención, un sistema de amortiguación de choque o parachoques comprende una viga tubular de amortiguación de choque que tiene las paredes superior, inferior, frontal y posterior, y además posee un par de montajes adaptados para la colocación de la viga en el armazón del vehículo. Un cono de amortiguación o deformación es situado en la parte frontal de cada montaje dentro de la viga, cada cono de deformación incluye una pestaña que embraga con la pared frontal y una sección de tubo que se extiende a partir de la pestaña a través de un agujero en la pared frontal en embrague con la pared posterior. En otro aspecto de la presente invención, un sistema de amortiguación de choque o parachoques incluye una viga de amortiguación de choque que tiene una cara, y un absorbente de energía termoformado que se encuentra situado contra la cara. El absorbente de energía incluye una pared de base y por lo menos dos bloques adyacentes de amortiguación o deformación formados en la pared de base. Los bloques adyacentes de deformación incluyen un par de paredes laterales adyacentes, cada una de las cuales tiene una sección de base próxima a la pared de base. Las secciones de base son unidas juntas a una distancia de la pared de base, de manera que las paredes laterales adyacentes se refuerzan y apuntalan entre sí . Todavía en otro aspecto de la presente invención, un método de formación de un absorbente de energía comprende las etapas de suministro de una lámina de base de material plástico que puede ser termoformada, también, el calentamiento de la lámina, y el suministro de una herramienta que tiene una pluralidad de protusiones de forma de cuchilla, con bordes delanteros para el conformado de una pluralidad de bloques de deformación en la lámina de base. Los bloques de amortiguación o deformación incluyen un par de bloques adyacentes de deformación. Al menos uno de los bordes delanteros es trazado y cortado a lo largo de un área central, de modo que cuando la pared de base esté siendo térmicamente conformada por la protrusión de forma de cuchilla, una región central de base de las paredes laterales adyacentes en el par de bloques adyacentes de deformación formados por el borde delantero trazado son dejadas expuestas por la protrusión de forma de cuchilla y no son enfriadas por la protrusión de forma de cuchilla. El método además incluye el embrague de la herramienta con la lámina caliente, con las protrusiones de forma de cuchilla formando una pluralidad de bloques de deformación en la lámina. La protrusión de forma de cuchilla con el borde delantero trazado deja las regiones de base expuestas durante el proceso de termoformado, de modo que las regiones de base se unan juntas mientras que el material plástico está caliente, lo cual origina un incremento en la resistencia del par de bloques adyacentes de amortiguación o deformación en base al enfriamiento de la lámina .

Estos y otros aspectos, objetivos y características de la presente invención serán entendidos y apreciados por aquellas personas expertas en la técnica en base al estudio de la siguiente especificación, reivindicaciones y figuras adjuntas.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de amortiguación de choque o parachoques que incluye la presente invención; Las Figuras 2, 2a-2c son un corte transversal tomado en posición vertical a través de la Figura 1, y las Figuras 2A-2C son vistas idénticas a la Figura 2 aunque de los componentes individuales de la viga, el tubo de choque y el absorbente de energía, de manera respectiva; La Figura 3 es una vista en perspectiva fragmentaria de una sección de extremo de la viga y el absorbente de energía que se muestra en la Figura 1; La Figura 4 es una vista en perspectiva fragmentaria de una sección de extremo de la viga que se muestra en la Figura 3 ; La Figura 5 es una vista frontal en perspectiva de la Figura 4 ; La Figura 6 es una vista esquemática en perspectiva de una herramienta con protrusiones de forma de cuchilla para el termoformado del absorbente de energía que se muestra en las Figuras 1-3; La Figura 7 es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea VII-VII en la Figura 6; y La Figura 8 es una vista en perspectiva fragmentaria de un bloque de deformación de la Figura 3.

Descripción Detallada de la Invención Un sistema de amortiguación de choque o parachoques 20 (Figura 1) incluye una viga tubular de amortiguación de choque 21 que tiene un par de montajes 22 para la colocación en un armazón del vehículo y un cono de amortiguación o deformación 23 en la parte frontal de cada montaje dentro de la viga 21. Cada cono de deformación 23 incluye una pestaña 24 que embraga con la superficie frontal de la pared frontal 25 de la viga 21 e incluye una sección de tubo 26 que se extiende a través de la pared frontal 25 en embrague con la pared posterior 27 de la viga 21. Un absorbente de energía termoformado 28 incluye los resaltes 29 que embragan con los canales horizontales 30 en la superficie de cara de la pared frontal 25 y los rebajos adicionales poco profundos 31 que reciben las pestañas 24 de los conos de deformación 23. El absorbente de energía 28 es termoformado, de manera que incluya una pluralidad de bloques de amortiguación o deformación 32. Al menos dos bloques de deformación 32A-32B incluyen las paredes laterales adyacentes 33 que tienen las secciones de base 34 unidas juntas próximas a sus paredes de base 35 para el aumento de la resistencia. Esto es conseguido mediante el trazado y el corte de un borde delantero 36 de la protrusión 63 de las protrusiones de forma de cuchilla 37 (Figura 6) , de manera que el borde delantero trazado 36 deja las regiones de base 34 expuestas durante el proceso de termoformado, de modo que la regiones de base 34 se unan juntas mientras que el material plástico está caliente. Esto origina bloques de deformación más rígidos y más resistentes 32A-32B, lo cual permite ajustar o regular la resistencia del impacto en áreas particulares del absorbente de energía, y también permite la reducción en el espesor de la lámina y las propiedades del material, mientras que todavía se mantiene una resistencia suficiente del absorbente de energía. En forma notable, el trazado de la cuchilla puede ser realizado en base al herramental de producción con rapidez y no requiere el cambio de materiales ni de los espesores de la lámina, como se describe en mayor detalle más adelante. Asimismo, ayuda a conseguir una deformación progresiva en base al impacto. La viga 21 (Figura 1) es un refuerzo tubular con las paredes frontal y posterior 25 y 27 conectadas a través de las paredes superior e inferior 40 y 41. La viga 21 es girada y curveada en dirección longitudinal para coincidir con la forma aerodinámica de la parte frontal del vehículo para el cual se pretende utilizar. La pared frontal 25 define un par de canales verticalmente separados 30. La viga que se ilustra 21 forma un tubo único, sin embargo, se contempla que los presentes conceptos inventivos puedan ser utilizados en una viga de doble tubo, en una viga de forma-C o en otras formas de viga. Una apertura 42 es formada en la pared frontal 25 en cada extremo en alineación con los montajes 22 para la recepción de la sección de tubo 26 del cono de deformación 23, como se discute más adelante. Los montajes 22 comprenden una abrazadera que tiene las pestañas interior y exterior de unión de viga 45 y 46 soldadas en la pared posterior 27 junto a los extremos exteriores de la viga 21. Una pestaña de unión de armazón 47 se extiende entre las pestañas de unión de amortiguador o parachoques 45 y 46 e incluye aperturas para la conexión con el armazón del vehículo. Cada uno de los conos de amortiguación o deformación 23 (Figura 2B) incluye una pestaña de unión de forma de anillo 24 y una sección de tubo que se extiende hacia atrás 26. La pestaña de unión 24 tiene una forma que embraga en forma acoplada con la superficie frontal de la pared frontal 25 (Figura 2) alrededor de la apertura 42. La pestaña 24 puede ser asegurada en la pared frontal de viga 25 a través de medios mecánicos tales como un sujetador o lengüeta 50 o puede ser moldeada en retenes. La pestaña que se ilustra 24 define una forma relativamente cuadrada, aunque se contempla que también podrían utilizarse otras formas. La sección de tubo 26 también define una sección transversal relativamente cuadrada con esquinas redondeadas o con radio . La sección de tubo 26 se extiende hacia la pared posterior 27. Se contempla que la sección de tubo 26 puede ser terminada en formas diferentes, que depende de los requerimientos funcionales del sistema de amortiguación de choque. En el presente arreglo, la sección de tubo 26 apoya la pared posterior 27 e incluye un "piso" o pared inferior. Sin embargo, se contempla que la pared inferior podría ser eliminada, si se deseara. El montaje 22 no incluye una placa plana soldada con la pared posterior 27 de la viga 21 aunque se contempla que podría proporcionarse una, si se deseara. El extremo posterior de la sección de tubo 26 puede ser soldado con la pared posterior 27 o puede ser dejado sin unir, según se desee. Los conos de deformación 23 comunican las fuerzas de impacto en forma directa e inmediata a los montajes 22, de modo que el armazón del vehículo (y los ocupantes del vehículo) comenzarán a experimentar en forma inmediata la desaceleración en reacción a la fuerza. Esto tiene el beneficio de expandir las fuerzas de impacto con respecto a un período de tiempo más grande. (Si las fuerzas de impacto tuvieran que colapsar el absorbente de energía antes que las fuerzas fueran comunicadas a través del armazón del vehículo, entonces, su transmisión al vehículo sería retrasada en unos cuantos microsegundos y la elevación en las fuerzas de impacto comunicadas al armazón del vehículo sería más dramática y relativamente severa) . En forma notable, mientras que los conos de deformación 23 comunican la energía de impacto al armazón del vehículo de una manera relativamente más rápida que si los conos de deformación 23 estuvieran ausentes, los conos de deformación 23 son diseñados para deformarse y absorber la energía. En otras palabras, los conos de deformación 23 suavizan y proporcionan un aumento más inmediato aunque gradual en la energía de impacto comunicada al armazón del vehículo, mientras que al mismo tiempo proporcionan una función de absorción de energía en una ubicación estratégica directamente sobre los montajes 22, de manera que la fuerza requerida para deformar la sección de viga sea ajustada, permitiendo el cambio local para conseguir el impulso deseado del impacto del vehículo. El absorbente de energía termoformado 28 (Figura 2C) incluye una pared de base 35 a partir de la cual son termoformados los bloques de deformación 32 (además, los bloques 32A y 32B, Figura 6), junto con los resaltes 29 (Figura 2C) que embragan con los canales 30 en la viga 21 (Figura 2A) y los rebajos 31 (Figura 2) los cuales reciben las pestañas 24 en los conos de deformación 23 (Figura 2B) . Los bloques de deformación 32 son elaborados a cualquier profundidad, altura, ancho, forma, densidad y separación deseados para optimizar la absorción de energía en varias regiones del sistema de amortiguación de choque. Se contempla que los bloques de deformación serán elaborados en consecuencia con las tecnologías conocidas de termoformado, tal como mediante la inclusión de radios a lo largo de todas las esquinas para facilitar el flujo más uniforme de material durante el proceso de termoformado. Las paredes laterales 33 de los bloques de amortiguación son relativamente planas, aunque también pueden incluir ondulaciones y ondas que se pretende incrementen su estabilidad y resistencia de choque. Se observa que el absorbente de energía podría ser moldeado por el proceso de inyección, si se deseara. Sin embargo, en donde el espacio interno entre una viga 21 y un salpicadero o protección del vehículo sea relativamente pequeño y/o los volúmenes sean bajos, los absorbentes de energía termoformados podrían ser más prácticos . Una propiedad importante del absorbente de energía 28 es que éste puede ser ajustado para cambiar, de manera selectiva, la absorción de energía durante el desarrollo del amortiguador o parachoques, incluso después que el herramental haya sido cortado. Esta adaptación puede ser realizada mediante la sustitución de material, cambiando el espesor y los radios de las paredes y agregando estructura en donde sea necesario. Asimismo, el ajuste puede ser conseguido mediante el trazado de las cuchillas en el herramental de termoformado, como se observa más adelante. El presente absorbente de energía 28 (Figura 6) puede ser ajustado, de manera selectiva de modo que tenga resistencias particulares de impacto en áreas seleccionadas en los bloques particulares de deformación, como se ilustra en los bloques de deformación 32A y 32B. En los bloques de deformación 32A y 32B, las paredes laterales adyacentes 33 incluyen secciones unidas de base 34 para un aumento de la resistencia. Esto es conseguido por un método denominado "trazado" de una protrusión de forma de cuchilla. Como se muestra en la Figura 6, la herramienta 60 para el termoformado de una lámina en el absorbente de energía 28 incluye una pluralidad de profusiones de forma de cuchilla 37, las cuales comprenden las protusiones específicas de forma de cuchilla 61-63. Las protrusiones de forma de cuchilla, del mismo modo que la protrusión ancha 61, pueden ser enfriadas con mayor facilidad que las protrusiones de forma de cuchilla como la protrusión 63 que son relativamente angostas. Esto puede ser utilizado como una ventaja como sigue. Si la protrusión angosta de forma de cuchilla 63 fuera trazada a lo largo del centro de su borde delantero 36, el resultado es que el material de la pared de base 35 que es estirado y térmicamente formado en las paredes laterales 33 tendrá una tendencia a estirarse junto con las secciones de base 34. Esta acción es ayudada por el hecho que las protrusiones más angostas de forma de cuchilla 37 son más difíciles de enfriar que las protrusiones más gruesas de forma de cuchilla, lo que origina que el material que hace contacto con las protrusiones más angostas de forma de cuchilla permanezca más caliente. Cuando el material todavía se encuentra caliente y en forma de semi-fluido, el material en las secciones de base 34 se estirará y hará contacto y posiblemente se unirá. Esto origina paredes laterales adyacentes 33 de refuerzo y estabilización entre sí, lo cual resulta en un aumento sustancial en la resistencia aún cuando el espesor de la pared lateral no haya sido incrementado. Se entiende que pueden realizarse variaciones y modificaciones en la estructura mencionada sin apartarse de los conceptos de la presente invención, y además se entiende que se pretende que estos conceptos sean cubiertos por las siguientes reivindicaciones a menos que estas reivindicaciones por su lenguaje en forma expresa lo señalen de otro modo. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un sistema de amortiguación de choque, caracterizado porque comprende: una viga tubular de amortiguación de choque que tiene las paredes superior, inferior, frontal y posterior, y además posee un par de montajes que se extienden a partir de la pared posterior y que son adaptados para la colocación de la viga en el armazón del vehículo; y un cono de deformación es situado en la parte frontal de cada montaje dentro de la viga, cada cono de deformación incluye una pestaña que embraga con la pared frontal y una sección de tubo que se extiende a partir de la pestaña a través de un agujero en la pared frontal en embrague con la pared posterior.
2. 2. El sistema de amortiguación de choque de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye una absorbente de energía que embraga con la pared frontal, el absorbente de energía incluye una forma posterior que recibe en forma acoplada la pestaña y evita la interferencia con la pestaña o el bloque de amortiguación.
3. 3. El sistema de amortiguación de choque de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la forma posterior define un receptáculo que recibe, en forma acoplada, la pestaña.
4. 4. El sistema de amortiguación de choque de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un absorbente de energía que embraga con la pared frontal, la pared frontal comprende al menos un canal que se extiende en dirección horizontal y el absorbente de energía incluye un resalte que embraga con el canal.
5. 5. Un sistema de amortiguación de choque, caracterizado porque comprende: una viga de amortiguación de choque que tiene una cara; y un absorbente de energía termoformádo que se encuentra situado contra la cara, el absorbente de energía incluye una pared de base y por lo menos dos bloques adyacentes de deformación formados en la pared de base, los bloques adyacentes de deformación incluyen un par de paredes laterales adyacentes, cada una de las cuales tiene una sección de base próxima a la pared de base que son unidas juntas a una distancia de la pared de base, de manera que las paredes laterales adyacentes se refuerzan y apuntalan entre sí .
6. 6. El sistema de amortiguación de choque de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque los bloques de amortiguación incluyen una pared frontal y paredes laterales adicionales que se combinan con la pared frontal y las paredes laterales adyacentes para formar estructuras de forma de caja hueca, al menos una de las paredes laterales adyacentes y de las paredes laterales adicionales no son planas y tienen ondulaciones en las mismas lo que aumenta su resistencia y estabilidad.
7. 7. El sistema de amortiguación de choque de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el absorbente de energía es elaborado utilizando una matriz que tiene una protrusión de forma de cuchilla con un borde delantero, el borde delantero es trazado y cortado a lo largo del área central, de modo que cuando la pared de base esté siendo térmicamente conformada por la protrusión de forma de cuchilla, una región central de las paredes laterales adyacentes no es cubierta por la protrusión de forma de cuchilla ni es enfriada por la protrusión de forma de cuchilla, por medio de lo cual, las secciones de base se unen juntas mientras se encuentran calientes y antes de su enfriamiento .
8. 8. Un método de formación de un absorbente de energía, caracterizado porque comprende las etapas de: proporcionar una lámina de base de material plástico que puede ser termoformado; calentar la lámina; proporcionar una herramienta que tenga una pluralidad de profusiones de forma de cuchilla, con bordes delanteros para el conformado de una pluralidad de bloques de deformación en la lámina de base, los bloques de deformación incluyen un par de bloques adyacentes de deformación; al menos uno de los bordes delanteros es trazado y cortado a lo largo de un área central, de modo que cuando la pared de base este siendo térmicamente formada por la protrusión de forma de cuchilla, una región central de base de las paredes laterales adyacentes en el par de bloques adyacentes de deformación formados por el borde delantero trazado son dejadas expuestas por la protrusión de forma de cuchilla y no son enfriadas por la protrusión de forma de cuchilla; y embragar la herramienta con la lámina caliente, con las protrusiones de forma de cuchilla formando una pluralidad de bloques de deformación en la lámina, la protrusión de forma de cuchilla con el borde delantero trazado deja las regiones de base expuestas durante el proceso de termoformado, de modo que las regiones de base se unen juntas mientras que el material plástico está caliente, lo cual origina un incremento en la resistencia del par de bloques adyacentes de deformación en base al enfriamiento de la lámina .