ES2369465A1 - Dispositivo de absorción de energía en colisiones de vehículos a motor. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de absorción de energía en colisiones de vehículos a motor.Dispositivo que absorbe parcialmente la energía generada en una colisión de un vehículo a motor que circula a velocidad media o a gran velocidad. El dispositivo comprende elementos cilíndricos de cuatro tipos A (1), B (2), C (3) y D (4), siendo opcional el elemento B (2). Los elementos A (1), B (2) y C (3) son cilindros huecos y el elemento D (4) es un cilindro macizo. El dispositivo puede incluir elementos del mismo tipo o una combinación de elementos de distinto tipo.Tiene una gran eficiencia, ocupando un volumen reducido y un peso limitado. Puede fabricarse en cualquier tamaño y combinarse de múltiples formas dependiendo de las características del vehículo y del grado de protección deseado. También puede utilizarse en estructuras próximas a una carretera en las que exista riesgo de colisión con vehículos a motor.
Description
Dispositivo de absorción de energía en
colisiones de vehículos a motor.
La presente invención queda enmarcada dentro de
los dispositivos de protección pasiva que incorporan los vehículos a
motor así como de los dispositivos usados para proteger elementos
estáticos contra colisiones de vehículos a motor o para evitar daños
a los ocupantes del vehículo en caso de colisión.
Concretando el campo de la técnica al que se
hace referencia, la presente invención trata de un dispositivo que
absorbe parcialmente la energía generada en caso de una colisión en
la que hay implicado al menos un vehículo a motor que circula a
velocidad media o a gran velocidad. La absorción de energía que
realiza el dispositivo minimiza los posibles daños a los ocupantes
del vehículo.
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Actualmente, tanto en los países
industrializados como en los que se encuentran en vías de
desarrollo, existe un número creciente de vehículos a motor que
originan miles de desplazamientos por las carreteras de todo el
mundo. A pesar de los esfuerzos de las autoridades de cada país hay
un gran número de accidentes al año en los que están involucrados
vehículos a motor. Entre los distintos tipos de accidentes se
encuentran los que involucran a dos o más vehículos que colisionan
entre sí, o los que ocasionan la colisión de un vehículo contra
objetos fijos, como guardarraíles, árboles situados a los lados de
la vía, casas, puentes, construcciones, instalaciones, etc.
Miles de personas, conductores y pasajeros de
estos vehículos, se ven afectados anualmente por las consecuencias
de accidentes que incluyen todo tipo de lesiones con mayor o menor
gravedad: lesiones derivadas del latigazo cervical, lesiones por
aplastamiento de la estructura del vehículo. Una parte importante de
estas lesiones ocasiona daños irreparables en las personas, que ven
mermada su movilidad y su capacidad para llevar una vida normal.
Entre las lesiones graves causadas por accidentes automovilísticos
se pueden citar las fracturas y las lesiones en espalda, cabeza y
médula espinal.
Los sistemas de protección pasiva son elementos
que incorporan los vehículos a motor para minimizar las
consecuencias de un accidente que suponga la colisión del vehículo
contra otro vehículo o contra otro objeto, elemento estático,
peatón, ciclista o animal. Entre estos sistemas se encuentran los
airbags y el cinturón de seguridad. Otro sistema de protección
pasiva lo constituye el propio diseño del chasis y carrocería del
vehículo, con zonas que permiten el plegamiento de la estructura y
su deformación controlada siguiendo un esquema previamente
estudiado. Por otro lado se encuentran los parachoques, elementos
situados en la parte frontal y posterior del vehículo que absorben
parte de la energía generada en la colisión. A pesar de estos
sistemas de protección, la tecnología actual no es capaz de evitar
totalmente las consecuencias de los accidentes producidos año tras
año, muchos de ellos mortales.
Inicialmente los automóviles disponían de una
carrocería y chasis muy rígidos que les permitía mantener su
integridad estructural en caso de accidente. El desarrollo de los
motores de combustión interna supuso un aumento de las prestaciones
de los vehículos y conllevó una progresiva reducción del peso,
factor de importancia en la mejora de características tales como la
velocidad máxima y la aceleración. Para compensar la pérdida de
rigidez de una estructura formada por un chasis y una carrocería más
ligera, y por tanto menos resistente en caso de accidente, se dotó a
los vehículos de parachoques que permitían mantener la integridad
del vehículo, minimizando la deformación estructural en caso de
colisión, facilitando así su reparación. Posteriormente se comprobó
que mantener la integridad del vehículo en una colisión supone que
las fuerzas generadas en la colisión se transmitan a los ocupantes
del vehículo. En caso de una colisión a velocidad media, estas
fuerzas son de tal magnitud que pueden causar lesiones graves al
conductor y pasajeros del vehículo, o incluso la muerte. Por este
motivo progresivamente se fue reduciendo la rigidez y tamaño de los
parachoques al mismo tiempo que se diseñaba la carrocería, chasis y
otros elementos del vehículo teniendo en cuenta que en caso de
colisión la energía generada se utilice en la deformación controlada
del vehículo, minimizando la transmisión de fuerzas a los
pasajeros.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, y el
hecho de que los vehículos deben estar preparados obligatoriamente
ante una posible colisión con peatones y ciclistas, el parachoques
dejó de tener la función de mantener la integridad estructural del
vehículo, puesto que en caso de colisión a pequeña velocidad el
parachoques debe evitar daños a un peatón, y en caso de una colisión
a mayor velocidad el parachoques y el vehículo entero deben
deformarse de forma controlada para disipar la energía generada.
Los sistemas patentados en los últimos años se
orientan hacia el desarrollo de parachoques o dispositivos para
minimizar los daños a peatones en caso de colisión, especialmente a
pequeña velocidad. En esta línea la patente ES2237657 protege un
sistema de parachoques destinado a minimizar los daños a un peatón
en caso de colisión.
La patente ES2259111 reivindica un parachoques
de espuma de material termoplástico de diferente rigidez en
distintas zonas, de manera que la parte superior sea capaz de
absorber la energía generada por una colisión a pequeña velocidad,
minimizando posibles daños a peatones, ciclistas o animales,
mientras que la parte inferior, más rígida, absorbería la energía
generada en una colisión a mayor velocidad. En esta misma línea se
pueden citar también las patentes ES2269639, ES2043851 y la patente
ES2259111 en la que se utilizan espumas termoplásticas de diferente
densidad y elasticidad, por tanto con diferentes características de
absorción de energía.
En la patente ES2223511 se hace referencia a un
parachoques con elementos constituidos por bolsas de aire accionadas
por un sensor cuando se produce la colisión del vehículo, similares
a los airbags situados en el habitáculo de los pasajeros. Este
sistema de parachoques está también orientado a minimizar los daños
a peatones en caso de colisión.
Las colisiones a velocidad media y a gran
velocidad implican necesariamente la deformación estructural del
vehículo, puesto que los parachoques diseñados para actuar a pequeña
velocidad tan solo pueden absorber una pequeña fracción de la
energía generada en una colisión a media o gran velocidad. La
publicación ES2043777 hace referencia a un soporte curvo
especialmente diseñado para conseguir un máximo de resistencia a
flexión en caso de impacto. Este soporte puede utilizarse en el
diseño de parachoques de vehículos. Se detallan ejemplos de
realización en los que este soporte incorpora unos perfiles
adicionales de refuerzo formados de perfil extruxionado de aluminio
reforzado con fibras. Este perfil es hueco con una superficie plana
de aplicación de fuerza y con dos superficies de deformación
opuestas planas y paralelas dispuestas perpendicularmente a la
superficie de aplicación de la fuerza. Conviene destacar que esta
técnica de utilización de perfiles metálicos sencillos no permite
absorber una fracción importante de la energía generada en una
colisión, además, el cociente entre la energía absorbida y el peso
del dispositivo o entre la energía absorbida y el volumen del
dispositivo tiene un valor muy pequeño. Por este motivo estos
sistemas son poco eficientes y en la práctica no son utilizados como
parachoques en los vehículos, pues no suponen una mejora sustancial
a un diseño optimizado de chasis y carrocería.
La estructura de los vehículos actuales
incorpora perfiles metálicos con un diseño tal que permite aumentar
el momento de inercia en la dirección de la deformación y por tanto
aumentar su capacidad de absorber energía, tal como se reivindica en
la patente ES2300728 relativa a un refuerzo lateral para absorción
de impacto en puertas de vehículos. Estos perfiles son de acero y
tienen formas sencillas, por lo que no representan una mejora
sustancial para el vehículo en la capacidad de absorber la energía
generada en una colisión a media o a gran velocidad.
La patente ES2140677 recoge la invención de un
amortiguador de choque para vallas protectoras. El dispositivo
contiene elementos de amortiguación constituidos por tramos de tubo
con un diámetro relativamente grande, que están colocados en sentido
vertical, de manera que absorban la energía del vehículo impactado.
Al igual que en el caso anterior, la utilización de este sistema en
vehículos no constituye una alternativa eficiente debido al peso
adicional que supondría para el vehículo y el gran volumen ocupado,
si se quiere que sean capaces de absorber una proporción importante
de la energía generada en una colisión.
La patente ES2135847 trata sobre un conjunto de
parachoques con panel supletorio que incorpora un mecanismo
absorbente de energía que puede fabricarse con materiales conocidos
absorbentes de energía de espuma de celdas abiertas o cerradas. Las
espumas poliméricas absorben una pequeña cantidad de energía de
forma elástica, de manera que son apropiadas para minimizar daños en
colisiones con peatones o para evitar deformaciones permanentes en
caso de contacto con otros vehículos o con objetos, por ejemplo en
una maniobra de aparcamiento. En cambio, una espuma polimérica de
tamaño apropiado para un vehículo no tiene la capacidad necesaria
para absorber la energía generada en una colisión a media o gran
velocidad. Sería necesaria una pieza de espuma de un tamaño
comparable al del vehículo para poder absorber gran parte de la
energía generada en la colisión. Además, en este hipotético
supuesto, debido a que las espumas presentan una componente elástica
importante y recuperan en gran medida su forma original, someterían
a los pasajeros a esfuerzos adicionales a los de la propia colisión.
En esta patente también se sugiere que se podrían usar otros
mecanismos absorbentes de energía, tales como muelles y dispositivos
hidromecánicos, si bien no ofrece detalles al respecto y tampoco se
hacen reivindicaciones en este sentido. Cabe destacar que al igual
que sucede con las espumas poliméricas, para ser efectivos serían
necesarios muelles de un tamaño tal que los hacen totalmente
inadecuados en la práctica, dado que la constante elástica de los
muelles tiene un rango limitado. Además, para evitar la
característica elástica, propia de un muelle, sería necesario
dotarlos de amortiguadores hidráulicos para reducir la aceleración
sobre los pasajeros, lo que haría que el sistema tuviera un peso y
volumen excesivo.
La patente ES2216223 hace referencia a un
amortiguador de rebotes para un vehículo automóvil que comprende un
material capaz de deformarse elásticamente en caso de colisión.
Actualmente es conocido que cualquier sistema que actúe de forma
preferentemente elástica devuelve gran parte de la energía
absorbida, lo que puede ocasionar esfuerzos y aceleraciones
adicionales sobre los ocupantes de los vehículos, agravando las
consecuencias del impacto. Con el mismo inconveniente se encuentran
los dispositivos de las patentes JP56131849 y JP4372436 en las que
se utilizan diferentes elementos fabricados con elastómeros o
materiales elásticos.
La patente ES2185334 hace referencia a un
parachoques de vehículo que comprende unas láminas onduladas
deformables y un material elastomérico que absorbe la energía del
impacto. La absorción de energía permanente es producida por la
deformación de las láminas o perfiles. La absorción de energía por
parte del material elastomérico es reversible y por tanto no
adecuada en el caso de una colisión a media o gran velocidad.
Respecto a mecanismos específicos de absorción
de energía con aplicación en una colisión a media o gran velocidad,
la patente ES2194118 hace referencia a un aparato que transforma la
energía cinética de un impacto en energía cinética de un chorro a
alta velocidad de un líquido de baja viscosidad. En caso de colisión
una parte del dispositivo o una membrana frangible, revienta y se
expulsa un chorro de dicho líquido a presión a través de dicha parte
o membrana reventada. Usualmente, el líquido tendrá un coeficiente
de viscosidad bajo, similar al del agua. Preferiblemente, la
velocidad del chorro es aproximadamente de 200 a 300 m/s. El
inconveniente de este sistema es que la membrana frangible debe
estar calibrada para romperse a una determinada presión, que
corresponde a una determinada velocidad de colisión. Si la velocidad
elegida es pequeña, el sistema sólo actuará de manera eficaz para
una colisión a velocidad pequeña. Si la velocidad elegida es grande,
el sistema sólo actúa en un choque a gran velocidad. Por otra parte
el peso del líquido añadido hace que este sistema sea muy pesado en
comparación con la energía que es capaz de absorber, que solo es la
necesaria para romper la membrana frangible. Otro inconveniente es
que el sistema no es capaz de absorber la energía de forma
progresiva. En consecuencia el dispositivo resulta poco eficiente
para vehículos.
La patente ES2219597 hace referencia a un
amortiguador de impacto compuesto por perfiles y tubos con
acanaladuras deformables. En la misma línea la patente ES2164234 se
refiere a un sistema compuesto de un tubo flexible formado por
múltiples capas con al menos una metálica y otra de papel o
plástico. El tubo está enrollado en forma helicoidal a partir de
varias bandas, y presenta acanaladuras helicoidales rotativas de
forma helicoidal en la periferia del tubo. La utilización de un tubo
flexible implica una componente elástica no deseable en un sistema
diseñado para absorber energía por deformación permanente.
La patente ES2083085 hace referencia a un
dispositivo atenuador de impactos en vehículos formado por una
estructura que incluye láminas y perfiles de refuerzo deformables en
forma de panal de abeja además de láminas de PVC para absorber
impactos a baja velocidad evitando deformar los perfiles en forma de
panal. El conjunto constituye un parachoques que se puede utilizar
en camiones que trabajan en carreteras y suelen estar aparcados en
el arcén. El sistema no tiene aplicación en vehículos convencionales
por el excesivo volumen que ocupa. Otros sistemas con forma de panal
o similar se describen en las patentes US2009/0026799, ES2275730,
ES2266397, ES2303195, US6679967, CA2422415. Las espumas y las
estructuras tipo panal de abeja no son apropiadas para uso en
vehículos contra impactos a velocidad media o a gran velocidad
debido al gran volumen de material necesario para absorber una
fracción importante de la energía implicada en la colisión.
Respecto a los vehículos pesados, como camiones,
autobuses y maquinaria móvil, la gran mayoría incorporan tras el
parachoques delantero un perfil metálico con forma de U, o un perfil
de sección circular, cuadrada o rectangular y como parachoques
trasero un perfil metálico con forma de U, o un perfil de sección
circular, cuadrada, rectangular o poligonal. Algunos de estos
vehículos no llevan parachoques trasero o incluyen una rueda de
repuesto en posición horizontal a modo de parachoques. Al igual que
ocurre en los vehículos ligeros, los sistemas basados en perfiles
metálicos sencillos solo absorben una pequeña parte de la energía
generada en una colisión a media o gran velocidad. Por otra parte,
si el vehículo pesado no lleva parachoques trasero, en una colisión
con un vehículo ligero la mayor parte de la energía generada se
transmitiría al vehículo ligero porque el vehículo pesado, mucho más
rígido, apenas deformaría su estructura y el vehículo ligero
sufriría una gran deformación, aumentando las probabilidades de que
sus ocupantes sufran lesiones graves. Si el vehículo pesado
incorpora como parachoques trasero una rueda de repuesto, en una
colisión con un vehículo ligero, la rueda actúa en gran medida de
forma elástica generando un efecto rebote en el vehículo ligero,
posterior a su deformación, que agrava las consecuencias de la
colisión.
Resumiendo las patentes comentadas anteriormente
y la tecnología utilizada en los vehículos, cabe decir que los
automóviles y vehículos ligeros actuales utilizan parachoques
integrados de termoplásticos y espumas, diseñados para evitar daños
a pequeña velocidad. Como protección contra colisiones a media y
gran velocidad se utilizan detrás de los parachoques: perfiles,
tubos metálicos y zonas de deformación controlada en el diseño del
chasis y carrocería del vehículo. No se utilizan como absorbentes de
energía sistemas que incluyan muelles y amortiguadores
hidráulicos.
Tampoco los que incorporan elementos elásticos
deformables o aquellos en los que un líquido transmite la presión
del impacto a placas frangibles. Los vehículos pesados, como
camiones, autobuses, grúas móviles, etc., llevan un perfil metálico
sencillo como parachoques, lo que es completamente insuficiente para
una protección adecuada en caso de impacto, especialmente para los
pasajeros de un vehículo ligero que colisione contra el vehículo
pesado. Dentro de estos vehículos también los hay que llevan una
rueda de repuesto en la zona posterior, con lo que un eventual
choque contra un vehículo de menor peso tendrá una componente
elástica importante. En otras ocasiones estos vehículos pesados no
llevan parachoques, ni siquiera para absorción de energía a pequeña
velocidad. Una colisión a media o gran velocidad con un vehículo
ligero supondría una gran transferencia de la energía generada al
vehículo ligero, puesto que la estructura del vehículo pesado es muy
rígida y con poca capacidad de absorción de energía, lo que puede
tener graves consecuencias para los pasajeros del vehículo
ligero.
La invención descrita a continuación hace
referencia a un dispositivo de absorción de energía en caso de
impacto utilizable en vehículos automóviles con el fin de minimizar
los daños a los ocupantes del vehículo que incorpora el dispositivo
y también a los del vehículo u obstáculo con el que colisiona. Este
dispositivo es capaz de absorber una fracción no despreciable de la
energía generada en el choque, complementando la deformación de la
carrocería, chasis y parachoques del vehículo, al mismo tiempo que
evita que se transmitan grandes esfuerzos a los pasajeros de los
vehículos implicados. El dispositivo absorbe energía en el caso de
una colisión a media y gran velocidad por lo que debe situarse en el
interior del automóvil, en diferentes posiciones según la geometría
y características del vehículo y según el grado de protección
deseado. Si se sitúa cerca del parachoques nunca se situará por
delante de éste, ya que el dispositivo no actúa en colisiones a
pequeña velocidad, con lo que no ofrece protección a un peatón o
ciclista en caso de colisión. Se trata por tanto de un dispositivo
que complementa la función del parachoques y actúa conjuntamente con
la deformación de la carrocería y chasis del vehículo. Las mejoras
que introduce la invención sobre lo ya existente radican en que el
dispositivo permite conseguir una protección adicional en cualquier
diseño de vehículo, complementaria a las que incorpore el vehículo
según su esquema de deformación de chasis y carrocería, de manera
que es capaz de absorber una mayor proporción de la energía generada
en una colisión, ofreciendo por tanto una mayor protección tanto a
los ocupantes del vehículo que incorpora el sistema como también a
los del vehículo con el que colisiona. También proporciona
sustanciales mejoras para vehículos pesados, que al contrario de lo
que ocurre actualmente deben poder absorber por sí mismos gran parte
de la energía generada en una colisión contra un vehículo más
ligero, minimizando así los daños potenciales que puedan sufrir las
personas que viajan en el vehículo ligero. Además se eliminan las
desventajas de los sistemas descritos anteriormente basados en la
deformación de simples perfiles o láminas en forma de panal de
abeja, que suponen un peso y volumen adicional excesivo para el
vehículo y por lo que en la práctica no se utilizan o si se
utilizaran añadirían un grado de protección muy limitado. Otra
mejora introducida es que el sistema consta de varias etapas que
actúan de forma consecutiva en caso de impacto, absorbiendo la
energía de manera gradual y proporcional a la energía generada en la
colisión, lo que supone una menor aceleración sobre los pasajeros,
con lo que se reducen las potenciales lesiones. Por otra parte, el
dispositivo utiliza innovaciones respecto a la tecnología existente
como son el empleo de filamentos que actúan a tracción en caso de
colisión mejorando las prestaciones de tubos y perfiles
convencionales, disminuyendo así el peso, volumen y espesor
necesarios. Otra innovación es la utilización de polímeros
termoestables cuya rotura de enlaces actúa absorbiendo la energía
generada en el impacto y el empleo de filamentos tejidos de alta
resistencia combinados con perfiles termoplásticos de gran
resistencia y resinas termoestables. Ninguna de estas innovaciones
está anticipada en el estado de la técnica conocido.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención objeto de esta patente es un
dispositivo de absorción de energía en caso de colisión, utilizable
en vehículos a motor, automóviles, camiones, autobuses, máquinas
móviles, vehículos blindados, vehículos militares, etc., aunque
también puede utilizarse para proteger construcciones, puentes,
casas, árboles, postes de tendido eléctrico o torres de
telecomunicaciones, edificaciones, etc., contra colisiones de
vehículos a motor.
En este documento se hace referencia a la
invención con la palabra dispositivo. El dispositivo comprende
varios elementos cilíndricos cuyas dimensiones, número y disposición
varía de acuerdo al tipo y características del vehículo al que se
incorpore así como del grado de protección deseado. El vehículo a
proteger se puede dotar de uno o más dispositivos que se unan al
chasis, carrocería y demás partes del vehículo según un estudio que
determine el número de dispositivos a utilizar y sus posiciones,
dependiendo de las características del vehículo. El eje longitudinal
del dispositivo se sitúa perpendicular a la dirección de la fuerza
que actúa sobre él en caso de colisión. El dispositivo actúa
absorbiendo energía en caso de colisión a media o gran velocidad, de
forma que en un vehículo ligero supone un complemento al parachoques
actual que actúa principalmente a pequeña velocidad y reemplaza o
complementa al perfil metálico que habitualmente se coloca detrás
del parachoques y que absorbe una pequeña cantidad de energía en
caso de colisión a media o gran velocidad. En un vehículo pesado el
dispositivo reemplaza a los perfiles metálicos sencillos
usados actualmente como parachoques trasero y también a los perfiles metálicos usados tras el parachoques delantero.
usados actualmente como parachoques trasero y también a los perfiles metálicos usados tras el parachoques delantero.
El dispositivo comprende elementos cilíndricos
de cuatro tipos, denominados A, B, C y D, siendo opcional el
elemento B. Los elementos A, B y C son cilindros huecos y el
elemento D es un cilindro macizo. Tienen un diámetro exterior
comprendido entre 1-50 cm y una longitud comprendida
entre 1-300 cm. Los elementos A, B y C tienen un
espesor de pared comprendido entre 0.5 mm y 1 cm. Estas dimensiones
son las adecuadas al tamaño de los vehículos y estructuras en las
que se utiliza el dispositivo. El dispositivo puede incluir
elementos del mismo tipo o una combinación de elementos de distinto
tipo A, B, C y D. El elemento A tiene menor capacidad de absorción
de energía que el elemento B. El elemento B tiene menor capacidad de
absorción de energía que el elemento C, que a su vez tiene menor
capacidad de absorción de energía que el elemento D. Los elementos
se combinan para actuar en serie y en paralelo, de tal manera que la
absorción de energía del dispositivo sea linealmente proporcional a
la fuerza aplicada o con la proporcionalidad deseada en función de
las características del vehículo donde se incorpore, o de la
estructura o edificación, en su caso. Dependiendo del vehículo u
objeto a proteger y del grado de protección deseado se usa un
determinado número de dispositivos que pueden situarse separadamente
en diferentes posiciones o formando un conjunto, pudiendo actuar en
serie o en paralelo. En este caso pueden recubrirse de una cubierta
protectora que los mantiene unidos y evita su deterioro.
El dispositivo puede también utilizarse en el
diseño de parachoques externos al vehículo añadiendo una cubierta
protectora externa que envuelve al conjunto de dispositivos, y
comprende un material elástico que permite dotar al parachoques de
protección a peatones y ciclistas en caso de colisión a pequeña
velocidad.
El dispositivo puede contener de manera opcional
uno o varios sensores para indicar en caso de colisión los elementos
que han actuado. De esta forma se tiene una estimación de la energía
implicada en una colisión.
Se describe a continuación los diferentes tipos
de elementos que puede incorporar el dispositivo:
\vskip1.000000\baselineskip
Elemento
A
Comprende un tubo de titanio, acero, plástico o
de aleación de aluminio. Opcionalmente el tubo puede ser corrugado.
La parte superior e inferior del tubo se cierra con tapas de metal o
plástico. En el interior del tubo se sitúa un polímero de gran
viscosidad preferentemente, poli (alcohol vinílico) o un derivado de
la celulosa, disuelto en agua, propilenglicol o en un disolvente o
plastificante orgánico, con una concentración comprendida entre
0-90% en peso, respecto al peso total, junto con uno
o varios de los elementos tipo B, C o D. La función de la disolución
de polímero es mejorar la transmisión de esfuerzos a los elementos
tipo B, C o D, aunque no es fundamental su empleo, pudiendo
prescindirse de su utilización. Opcionalmente la disolución de
polímero puede contener micropartículas o nanopartículas con un
diámetro comprendido entre 0-1000 micrómetros y
entre 50-200 nanómetros, respectivamente, con una
concentración comprendida entre 0-60% en peso,
respecto al peso total de disolución de polímero. Las
micropartículas se seleccionan entre microesferas de plástico o
caucho, microesferas huecas de vidrio o microesferas poliméricas
huecas rellenas con aire o gas a una presión comprendida entre
1-200 kp/cm^{2}. Las nanopartículas se seleccionan
entre nanopartículas de carbono y nanotubos de carbono. También de
forma opcional el elemento se puede presurizar con aire o nitrógeno
a una presión comprendida entre 0-200 kp/cm^{2}
para ajustar su capacidad de absorción de energía.
\vskip1.000000\baselineskip
Elemento
B
Comprende un tubo de un material seleccionado
entre poliamida, poliacetal, poliéster, poliprolileno, poliuretano,
poli(cloruro de vinilo) o polietileno, que pueden ser
homopolímeros o copolímeros, que opcionalmente pueden estar
reforzados con fibra de vidrio o de carbono. Opcionalmente el tubo
puede ser corrugado o tener entrantes y salientes con forma
semiesférica o parabólica sobre su superficie. Sobre su superficie
externa se enrollan uno o varios filamentos, o un tejido compuesto
por filamentos, de un material de gran resistencia a tracción,
seleccionado entre poliéster, polipropileno, poliacetal, poliamida,
poliaramida o carbono. El tejido se adhiere a la superficie del tubo
mediante un adhesivo basado en resina epoxi, viniléster, o
poliéster, formando una unión sólida. La parte superior e inferior
del tubo se cierra con tapas del mismo material que el tubo, sobre
las que opcionalmente también se puede adherir el citado tejido. La
función del tejido adherido al tubo consiste en contrarrestar la
deformación del tubo causada por una colisión, aprovechando la gran
resistencia a esfuerzos de tracción de los materiales que forman el
tejido. De manera opcional en el interior del tubo se introduce un
número variable de separadores cuya sección viene representada en la
figura 1, que actúan separando los elementos B y C. Estas piezas
están fabricadas en el mismo material que el tubo, tienen un
diámetro comprendido entre el diámetro exterior del elemento C y el
diámetro interior del elemento B y un espesor comprendido entre
1-20 mm. De esta forma se consigue que el elemento
sea capaz de soportar una gran fuerza de compresión, deformándose de
forma proporcional a la fuerza aplicada. Opcionalmente este elemento
se puede presurizar con aire o nitrógeno a una presión comprendida
entre 0-200 kp/cm^{2} para ajustar su capacidad de
absorción de energía.
\vskip1.000000\baselineskip
Elemento
C
Comprende un tubo de titanio, acero, plástico o
de aleación de aluminio sobre el que se enrolla en su superficie
exterior un filamento de 0.1-3 mm de espesor de un
material de gran resistencia a tracción, seleccionado entre
poliéster, polipropileno, polietileno de alto peso molecular,
poliamida, poliacetal, poliaramida, acero o carbono. El filamento
ocupa gran parte de la superficie exterior del tubo y está unido a
los extremos mediante unas abrazaderas de metal o plástico. La
función del filamento enrollado en el tubo consiste en contrarrestar
la deformación del tubo causada por una colisión, aprovechando la
gran resistencia a esfuerzos de tracción del filamento. De esta
forma se consigue que el elemento sea capaz de soportar una gran
fuerza de compresión, deformándose de forma proporcional a la fuerza
aplicada.
\vskip1.000000\baselineskip
Elemento
D
Comprende un cilindro de un material
termoestable, preferentemente poliéster, epoxi, viniléster o resina
derivada de aceites de origen vegetal que incorpora partículas con
un espesor comprendido entre 0-20 mm, o
micropartículas o nanopartículas con un diámetro comprendido entre
0-500 micrómetros y entre 50-200
nanómetros, respectivamente, en una proporción comprendida entre
5-90% en peso, con relación al peso total. También
puede utilizarse una combinación de los diferentes tipos de
partículas mencionados. Las partículas son de uno o varios de los
siguientes materiales: caucho reciclado procedente de neumáticos de
automóvil, poli (cloruro de vinilo) plastificado reciclado (PVC),
poli (etilen tereftalato) reciclado de botellas (PET), caucho
reciclado, poliestireno reciclado procedente de artículos de
poliestireno expandido, poliestireno, copolímero
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS), copolímero
estireno-butadieno-estireno (SBS),
copolímero estireno-acrilonitrilo (SAN), mezcla de
plástico reciclado procedente del reciclado de partes de vehículos
fabricadas en plástico, arlita, silicatos de pequeña densidad. Las
micropartículas se seleccionan entre microesferas de plástico,
microesferas huecas de vidrio o microesferas poliméricas huecas
rellenas con aire o gas a una presión comprendida entre
1-200 kp/cm^{2}. Las nanopartículas se seleccionan
preferentemente entre nanopartículas de carbono y nanotubos de
carbono. En caso de que este elemento se introduzca dentro de un
elemento C, se utilizan separadores de plástico para mantenerlo
fijo.
El dispositivo funciona de la siguiente forma en
caso de colisión: la energía generada en una colisión a media o gran
velocidad se transmite en forma de una gran fuerza aplicada al
parachoques, esta fuerza es transmitida a la carrocería y chasis del
vehículo, que a su vez la transfieren a los diferentes dispositivos
objeto de esta patente, situados en el vehículo. La fuerza que
recibe cada dispositivo se transmite a sus elementos interiores. El
elemento A absorbe energía por deformación, comprimiendo el fluido
interno y transmitiendo la fuerza al resto de elementos. El elemento
B absorbe energía que se utiliza en la tracción del tejido adherido
a la pared del elemento y en la deformación del elemento,
transmitiendo fuerza al elemento C por medio de los separadores. El
elemento C absorbe energía al deformarse el tubo plásticamente y
estirar el filamento enrollado, transmitiendo fuerza al elemento D a
través de los separadores. El elemento D absorbe energía al romperse
los enlaces de la matriz termoestable y al comprimirse las
partículas que incorpora la matriz. Dependiendo del tipo de
partícula utilizado se recupera una pequeña fracción de la energía
utilizada en su compresión, recuperando parcialmente su forma, sin
que esto genere esfuerzos adicionales, ya que la rotura de la matriz
termoestable genera un volumen libre adicional que se ocupa con la
recuperación de la forma de las partículas.
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Figura
1
Sección transversal del separador de los
elementos B 2 y C 3.
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Figura
2
Representación de la sección transversal del
dispositivo descrito en el ejemplo 1, que comprende elementos de los
tipos A 1, B 2, C 3 y D 4.
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Figura
3
Representación de la sección transversal del
dispositivo descrito en el ejemplo 2, que comprende elementos de los
tipos A 1, C 3 y D 4.
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Figura
4
Representación de la sección transversal del
dispositivo descrito en el ejemplo 2, que comprende elementos de los
tipos A 1, B 2, C 3 y D 4.
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Figura
5
Agrupaciones de dispositivos detalladas en el
ejemplo 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
6
Agrupación de dispositivos detallada en el
ejemplo 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
7
Agrupación de dispositivos detallada en el
ejemplo 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Con carácter ilustrativo se describen a
continuación diferentes ejemplos de aplicación de la presente
invención, sin que éstos puedan tomarse como limitaciones a la
misma. En las figuras se incluye una representación esquemática, las
flechas indican la dirección de la fuerza que actúa en caso de
colisión.
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo comprende 4 elementos A 1, B 2, C
3 y D 4 con una longitud de 17 cm cada uno. En la figura 2 se
incluye un esquema que representa la sección transversal del
dispositivo, junto a la dirección de aplicación de la fuerza. El
elemento A 1 es de aleación de aluminio con un espesor de pared de 2
mm y un diámetro exterior de 70 mm, cerrado con tapas de acero de
0.5 mm de espesor en la parte superior e inferior. El elemento B 2
comprende un tubo de poliamida de 50 mm de diámetro exterior y 2 mm
de espesor de pared recubierto exteriormente con tejido de fibra de
carbono adherido con resina epoxi, con un espesor total de
recubrimiento de 2 mm. En su interior se sitúan 17 separadores de
polietileno de alto peso molecular con la sección representada en la
figura 1, con un diámetro externo de 46 mm, diámetro interno 34 mm y
10 mm de espesor. El elemento C 3 comprende un tubo de acero de 30
mm de diámetro exterior y 1.5 mm de espesor de pared sobre el que se
enrollan 20 m de filamento de poliamida de 0.8 mm de grosor. El
filamento está unido a los extremos del tubo de acero mediante dos
bridas metálicas. El elemento D 4 comprende un cilindro macizo
compuesto de poliéster termoestable con un 60% de partículas de
caucho reciclado de neumático con diámetro comprendido entre
0.01-3 mm. Cuatro separadores cilíndricos de
polietileno lo mantienen centrado respecto del centro del elemento C
3.
El espacio entre la superficie interior del
elemento A 1 y la superficie exterior del elemento B 2 está relleno
de una disolución al 5% en peso de poli (alcohol vinílico) en agua.
La disolución contiene microesferas huecas de vidrio con un diámetro
comprendido entre 7-13 micrómetros en una proporción
del 20%, respecto al peso total, y micropartículas de caucho con un
diámetro comprendido entre 1-200 micrómetros en una
proporción del 40%, respecto al peso total.
Este dispositivo absorbe energía de forma
progresiva actuando inicialmente el elemento A 1, que absorberá una
pequeña parte de la energía que recibe el dispositivo y transmite la
fuerza al elemento B 2. Posteriormente actúa el elemento C 3. Por
último actúa el elemento D 4. Si al dispositivo no llega una fuerza
suficientemente grande puede que no actúen todos los elementos
aunque se absorba toda la energía generada en la colisión y
transmitida al dispositivo.
\vskip1.000000\baselineskip
Dispositivo, cuya sección transversal se
representa en la figura 3, comprende los elementos A 1, C 3 y D 4.
Dispositivo, cuya sección transversal se representa en la figura 4
comprende elementos A 1, B 2, C 3 y D 4 de acuerdo al esquema
indicado.
Estas combinaciones se prefieren en aquellos
casos donde el peso del dispositivo no sea un factor limitante y
donde se requiera una gran capacidad de absorción de energía,
pudiéndose utilizar en vehículos blindados y vehículos militares,
así como para proteger construcciones, viviendas, torres de
telecomunicaciones o estructuras contra la colisión de un vehículo a
media o gran velocidad o para proteger a los ocupantes del vehículo
que colisiona.
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo, esquematizado en la figura 5,
incluye dos agrupaciones de dispositivos como los descritos en el
ejemplo 1, situándose entre láminas planas para distribuir
uniformemente la fuerza a aplicar entre todos los dispositivos. La
dirección de la fuerza viene marcada por la flecha. Esta agrupación
de dispositivos se puede utilizar para proteger un vehículo ligero o
pesado, variando el número de dispositivos utilizados según el caso
de que se trate.
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo comprende 4 elementos A 1, B 2, C
3 y D 4, con las mismas características que en el ejemplo 1 excepto
que la longitud de los elementos y por tanto del dispositivo es de
1.90 m y el dispositivo se sitúa en el exterior de un camión o
autobús, en posición horizontal y en su parte trasera. Para evitar
daños en caso de colisión con un peatón o ciclista, la parte
exterior del dispositivo se recubre de un material elástico, o bien
se sitúa el dispositivo detrás del parachoques propio del vehículo,
de manera que en este caso no es necesario el recubrimiento
elástico.
\vskip1.000000\baselineskip
Parachoques para vehículo que absorbe
parcialmente la energía generada en una colisión a media o gran
velocidad, esquematizado en la figura 6. Comprende una agrupación de
30 dispositivos como los descritos en el ejemplo 1, combinados para
actuar en serie y en paralelo y situados en el interior de una
cubierta protectora de acero, aluminio o plástico. Se sitúa detrás
del parachoques convencional del vehículo para complementarlo,
uniéndose al chasis mediante los soportes adecuados. Puede sustituir
al parachoques convencional del vehículo y situarse en el exterior
del mismo si la cubierta protectora se forra exteriormente de un
material elástico capaz de proteger a un peatón en caso de
colisión.
\vskip1.000000\baselineskip
Parachoques para vehículo que absorbe
parcialmente la energía generada en una colisión a media o gran
velocidad, esquematizado en la figura 7. Comprende una agrupación de
11 dispositivos como los descritos en el ejemplo 1, combinados para
actuar en paralelo y situados en el interior de una cubierta
protectora de acero, aluminio o plástico. Se sitúa detrás del
parachoques convencional del vehículo para complementarlo, uniéndose
al chasis mediante los soportes adecuados, representados con
rectángulos de color negro 5. Puede sustituir al parachoques
convencional del vehículo y situarse en el exterior del mismo si la
cubierta protectora se forra exteriormente de un material elástico
capaz de proteger a un peatón en caso de colisión.
Claims (23)
1. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor que comprende al menos un tubo
exterior elemento A (1) con un diámetro exterior comprendido entre
1-50 cm, una longitud comprendida entre
1-300 cm y un espesor de pared comprendido entre 0.5
mm y 1 cm, al menos un tubo interior elemento C (3) con un diámetro
exterior comprendido entre 1-50 cm, una longitud
comprendida entre 1-300 cm y un espesor de pared
comprendido entre 0.5 mm y 1 cm y al menos un cilindro macizo
elemento D (4) con un diámetro comprendido entre
1-50 cm y una longitud comprendida entre
1-300 cm, que actúan absorbiendo parcialmente la
energía generada en una colisión a media o gran velocidad.
2. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 1, donde el
tubo exterior elemento A (1) es de titanio, acero, plástico o de
aleación de aluminio y consta de una tapa superior y una tapa
inferior de metal o plástico.
3. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 2, donde el
tubo exterior elemento A (1) es corrugado.
4. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 2, que
contiene un polímero de gran viscosidad poli (alcohol vinílico) o un
derivado de la celulosa, disuelto en agua, propilenglicol o en un
disolvente o plastificante orgánico, con una concentración
comprendida entre 0- 90%.
5. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 4, donde el
polímero contiene micropartículas con un diámetro comprendido entre
0-1000 micrómetros con una concentración comprendida
entre 0-60% en peso, que pueden ser microesferas de
plástico o caucho, microesferas huecas de vidrio o microesferas
poliméricas huecas rellenas con aire o gas a una presión comprendida
entre 1-200 kp/cm^{2}.
6. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 4, donde el
polímero contiene nanopartículas con un diámetro entre
50-200 nanómetros con una concentración comprendida
entre 0-60% en peso, que pueden ser de carbono o
nanotubos de carbono.
7. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 1, donde el
tubo interior elemento C (3) es de titanio, acero, plástico o de
aleación de aluminio sobre el que se enrolla en su superficie
exterior un filamento de 0.1-3 mm de espesor de un
material de gran resistencia a tracción, seleccionado entre
poliéster, polipropileno, polietileno de alto peso molecular,
poliamida, poliacetal, poliaramida, acero o carbono, y que está
unido a los extremos mediante unas abrazaderas de metal o
plástico.
8. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 1, donde el
cilindro macizo elemento D (4) es de un material termoestable,
poliéster, epoxi, viniléster o una resina derivada de aceites de
origen vegetal.
9. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 8, que
comprende partículas con un espesor comprendido entre
0-20 mm, micropartículas o nanopartículas con un
diámetro comprendido entre 0-500 micrómetros y
entre 50-200 nanómetros, respectivamente, en una
proporción comprendida entre 5-90% en peso con
relación al peso total.
10. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 9, donde las
partículas son de caucho reciclado procedente de neumáticos de
automóvil, poli(cloruro de vinilo) plastificado reciclado
(PVC), poli(etilen tereñalato) reciclado de botellas (PET),
caucho reciclado, poliestireno reciclado procedente de artículos de
poliestireno expandido, poliestireno, copolímero
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS), copolímero
estireno-butadieno-estireno (SBS),
copolímero estireno-acrilonitrilo (SAN), mezcla de
plástico reciclado procedente del reciclado de partes de vehículos
fabricadas en plástico, arlita, silicatos de pequeña densidad.
11. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 9, donde las
micropartículas son microesferas de plástico, microesferas huecas de
vidrio o microesferas poliméricas huecas rellenas con aire o gas a
una presión comprendida entre 1-200 kp/cm^{2}.
12. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 9, donde las
nanopartículas se seleccionan preferentemente entre nanopartículas
de carbono y nanotubos de carbono.
13. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 1, que
comprende al menos un tubo interior elemento B (2), con un diámetro
exterior comprendido entre 1-50 cm, una longitud
comprendida entre 1-300 cm y un espesor de pared
comprendido entre 0.5 mm y 1 cm.
14. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 13, donde el
tubo interior elemento B (2) es de poliamida, poliacetal, poliéster,
poliprolileno, poliuretano, poli(cloruro de vinilo) o
polietileno.
15. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 14, donde el
tubo interior elemento B (2) es corrugado.
16. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 14, donde el
tubo interior elemento B (2) tiene entrantes y salientes de forma
semiesférica o parabólica sobre la superficie.
17. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según las reivindicaciones
anteriores donde los elementos se combinan para actuar en serie y en
paralelo, de tal manera que la absorción de energía del dispositivo
sea linealmente proporcional a la fuerza aplicada o con la
proporcionalidad deseada en función de las características del
vehículo donde se incorpore, o de la estructura o edificación, en su
caso.
18. Dispositivo de absorción de energía
utilizable en vehículos a motor según la reivindicación 17, que
comprende al menos un sensor para indicar en caso de colisión los
elementos que han actuado.
19. Combinación de al menos un dispositivo según
la reivindicación 18 recubierto de una cubierta protectora para
mantenerlos unidos y evitar el deterioro.
20. Uso de la combinación de dispositivos según
la reivindicación 19 utilizable en vehículos a motor, automóviles,
camiones, autobuses, máquinas móviles, vehículos blindados,
vehículos militares para absorción de energía en caso de
colisión.
21. Uso de la combinación de dispositivos según
la reivindicación 19 utilizable para proteger construcciones,
puentes, casas, árboles, postes de tendido eléctrico o torres de
telecomunicaciones, edificaciones, etc., contra colisiones de
vehículos a motor.
22. Uso de la combinación de dispositivos según
la reivindicación 19 en los vehículos ligeros, donde supone un
complemento al parachoques actual que actúa principalmente a pequeña
velocidad y reemplaza o complementa al perfil metálico que
habitualmente se coloca detrás del parachoques y que absorbe una
pequeña cantidad de energía en caso de colisión a media o gran
velocidad.
23. Uso de la combinación de dispositivos según
la reivindicación 19 utilizable en vehículos a motor para utilizarse
en el diseño de parachoques externos al vehículo añadiendo una
cubierta protectora externa que envuelve al conjunto de
dispositivos, y comprende un material elástico que permite dotar al
parachoques de protección a peatones y ciclistas en caso de colisión
a pequeña velocidad.
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|---|---|---|---|---|
| US11034315B2 (en) * | 2018-04-17 | 2021-06-15 | Tesla, Inc. | Advanced thin-walled structures for enhanced crash performance |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2645382A1 (de) * | 1975-10-08 | 1977-04-21 | Heierli Ag Ing Bureau | Plastischer ring-stossdaempfer |
| JPH04372436A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-12-25 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 繊維強化複合材料及びエネルギー吸収部材 |
| FR2691124A1 (fr) * | 1992-05-12 | 1993-11-19 | Maximilien Annie | Atténuateur de choc d'un véhicule contre un obstacle fixe. |
| US5697478A (en) * | 1996-09-09 | 1997-12-16 | Boeing North American, Inc. | Sacrifical tube shock attenuation |
| ES2117839T3 (es) * | 1994-02-23 | 1998-08-16 | Anf Ind | Absorbedor de energia para vehiculos ferroviarios. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100001488U (ko) * | 2008-07-31 | 2010-02-10 | 강승구 | 충격 흡수장치 |
| JP5316935B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2013-10-16 | 新日鐵住金株式会社 | 自動車用の衝突エネルギー吸収用鋼管およびその製造方法 |
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-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2645382A1 (de) * | 1975-10-08 | 1977-04-21 | Heierli Ag Ing Bureau | Plastischer ring-stossdaempfer |
| JPH04372436A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-12-25 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 繊維強化複合材料及びエネルギー吸収部材 |
| FR2691124A1 (fr) * | 1992-05-12 | 1993-11-19 | Maximilien Annie | Atténuateur de choc d'un véhicule contre un obstacle fixe. |
| ES2117839T3 (es) * | 1994-02-23 | 1998-08-16 | Anf Ind | Absorbedor de energia para vehiculos ferroviarios. |
| US5697478A (en) * | 1996-09-09 | 1997-12-16 | Boeing North American, Inc. | Sacrifical tube shock attenuation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| OLABI, A. G. et al. Optimised design of nestedcircular tube energy absorbers under lateral impactloading. INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES. 2008. Vol. 50, páginas 104-116, doi:10.1016/j.ijmecsci.2007.04.005, ISSN 0020-7403, páginas 104-111. * |
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