ES2331190T3 - Pieza deformable absorbedora de choques. - Google Patents
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Abstract
Estructura deformable para ser integrada entre un larguero y un travesaño de paragolpes de un automóvil, la cual posee una sección de deformación (3) que está montada delante de la cara frontal (12) del larguero, así como una sección de fijación (8) que encaja en el larguero (2) la cual está unida, pudiendo ser soltada, a las paredes de la sección de fijación (8) y a las paredes (12) del larguero (2) mediante pernos pasantes (9,10,11), en donde la sección de deformación (3) y la sección de fijación (8) son secciones longitudinales de un mismo componente metálico, en donde la capacidad de absorción de energía de la estructura deformable (1) está determinada por el máximo aplastamiento de la sección de deformación (3), caracterizada porque en la sección de transición entre la sección de deformación (3) y la sección de fijación (8) está previsto un resalte de material dirigido hacia fuera o un regruesamiento de la pared de la estructura deformable (1), que está construido como tope (13, 17, 19, 22) que se apoya en la cara frontal del larguero (2).
Description
Pieza deformable absorbedora de choques.
El invento se refiere a una estructura
deformable para el paragolpes de un automóvil de acuerdo con las
características en el preámbulo de la reivindicación 1.
Los paragolpes quedan colocados transversalmente
en el frontal y la trasera de un automóvil entre la envolvente de
plástico que cierra la carrocería y el chasis del automóvil. Para
evitar daños en la estructura del automóvil con ocasión de golpes
frontales o por detrás con bajas velocidades se integran elementos
de deformación, las llamadas estructuras deformables. Las
estructuras deformables son elementos por lo general rectangulares
de paredes delgadas hechos de acero, aluminio o plástico. Pueden
ser fabricadas por la unión de envolventes de chapa o de una sola
pieza, por ejemplo como perfil de aluminio extruido.
Colocadas entre el larguero del automóvil y el
travesaño del paragolpes las estructuras deformables absorben la
energía cinética resultante de un alcance, convirtiéndola en trabajo
de deformación. Con esto se debe evitar que el larguero sufra una
deformación permanente cuando se sobrepasa un valor crítico de
carga.
Por el documento DE 100 14 469 A1 una estructura
deformable acreditada por la practica cuenta como el estado de la
técnica. Tiene una sección transversal recta y esta construida con
una envolvente superior y una envolvente inferior. Este tipo de
construcción se destaca por una alta rigidez transversal. Mediante
rebordes en las estructuras deformables se puede dirigir una
deformación controlada hacia un punto determinado. La estructura
deformable esta soportada por una placa de brida sobre la parte
frontal del larguero. Mediante tornillos en la placa de brida se
puede unir la estructura deformable al larguero. Para ello se
necesita también en la zona del larguero una zona de
correspondiente unión, por ejemplo, una brida correspondiente.
El documento DE 296 22 715 U1 publica un soporte
de choque para un automóvil que puede ser introducido en un extremo
en el travesaño del paragolpes y puede ser unido con éste mediante
tornillos introducidos transversalmente.
Por los documentos WO 99/15364 y US 3.633.934 se
conocen por ejemplo, amortiguadores telescópicos que en el caso de
un alcance se deslizan en el interior del larguero. Por el documento
DE 42 38 631 A1, por ejemplo, el tubo interior y el tubo exterior
de un amortiguador se deslizan uno dentro del otro, en donde de
nuevo el tubo exterior se apoya en una brida en el larguero. El
documento DE 298 08 143 U1 publica una estructura deformable que
está fijada al larguero mediante pernos transversales. La unión se
produce lateralmente y no por la parte frontal del larguero de
manera que en esta forma de unión se requiere, al igual que en el
apoyo frontal mediante brida, un espacio de construcción mayor.
También el documento US 6.293.587 publica una estructura deformable
para integrarla entre un larguero, también travesaño de paragolpes
de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
El invento tiene como base la misión de crear
una estructura deformable la cual por un lado es especialmente
economizadora de espacio de montaje, es decir, puede ser fijada a
los largueros con un aprovechamiento optimo del espacio de montaje
existente y por otro lado posee un peso propio reducido.
Esta misión será resuelta por las estructuras
deformables con las características de la reivindicación 1, porque
la unión de la estructura deformable al larguero se realiza sin
placa de brida. La estructura deformable está insertada en el
extremo frontal del larguero y se apoya en la parte frontal del
larguero solamente mediante un resalte de material hacia el
exterior o un regruesamiento de la pared. El resalte de material o
también el regruesamiento de la pared sirve, por un lado, como tope
para transmitir al larguero la fuerza de alcance introducida en la
estructura deformable. Por otro lado un resalte de material o un
regruesamiento de la pared exactamente situados es simultáneamente
una ayuda de montaje para unir la estructura deformable con el
larguero mediante pernos. La unión de las estructuras deformables a
los largueros se produce por medio de pernos roscados que pueden
ser introducidos en la dirección Y y/o en la dirección Z. La
dirección Z describe el eje vertical del automóvil y la dirección Y
el eje transversal del automóvil. Por prescindirse de las placas de
brida tanto en las estructuras deformables como también en los
largueros se produce una reducción de peso nada despreciable.
Simultáneamente por prescindirse de la placa de brida se pasa a
disponer de un espacio adicional en la inmediata proximidad de la
estructura deformable. La deformación prevista de la estructura
deformable se produce básicamente en la zona de su sección de
deformación y no en el interior del larguero. Los pernos roscados
previstos para la sujeción no son como consecuencia pernos
transversales que en caso de una sobrecarga permiten un
desplazamiento de la estructura deformable hacia el larguero. Los
pernos roscados sirven para aplicar el empuje de la fuerza normal
sobre la superficie de solape de la estructura deformable y del
larguero para generar una fuerza de rozamiento que actúa en contra
de la fuerza producida en un choque. El resalte de material o el
regruesamiento de pared que se apoya sobre la cara frontal del
larguero absorbe otros empujes.
En la forma constructiva de la reivindicación 2
el tope se apoya en las caras longitudinales del larguero y/o en
las caras transversales del larguero. Básicamente en la cara frontal
del larguero o en dirección periférica de la estructura deformable
se crea una superficie de apoyo máxima para poder dirigir las
fuerzas de choque con la menor fuerza por superficie sobre el tope
hasta las paredes del larguero. Al mismo tiempo, la sección
transversal de la estructura deformable no debe ser esencialmente
aumentada por el tope. El resalte del material o el regruesamiento
de la pared pueden determinar el máximo diámetro exterior de la
estructura deformable (reivindicación 3). Básicamente la estructura
deformable puede presentar cualquier sección transversal, en
especial poligonal, especialmente cuadrada. También son posibles
secciones redondas. La sección transversal puede cambiar, por
ejemplo aumentar, pero también disminuir a lo largo de la longitud
de la estructura deformable. Una estructura deformable cuadrada
puede disminuir por ejemplo en forma de tronco de pirámide.
En el caso de una forma constructiva de este
tipo la mayor superficie transversal se da en el plano transversal
que corta el tope. Básicamente el diámetro de la sección de fijación
de la estructura deformable es menor que el diámetro en la zona del
tope, puesto que la zona de fijación se enchufa frontalmente en el
larguero y con ello queda colocada dentro del larguero. La longitud
de la zona de fijación puede esencialmente ser más corta que la
longitud de la zona de deformación. Esto es una ventaja respecto a
soluciones en las que la estructura deformable en el caso de un
choque se desplaza en el interior del larguero. Con la estructura
deformable acorde con el invento, el diseño de la sección
transversal directamente en conexión con la zona de fijación puede
poseer un diseño de la sección transversal ajustada a las exigencias
locales, Es decir por ejemplo, estar reducida en el diámetro. En la
forma constructiva de la reivindicación 4 está previsto que un
segundo tope esté colocado en el interior del larguero sobre el cual
se apoya la zona de fijación en posición de montaje. Mediante el
segundo tope adicional se produce otro apoyo de la estructura
deformable en el interior del larguero. De esta manera los empujes
de choque que actúan son dirigidos hacia el larguero tanto en el
primer tope como también en el segundo tope y, con ello, con menor
presión por superficie.
El invento será aclarado con más detalle a
continuación sobre la base de un ejemplo constructivo representado
en los dibujos esquemáticos. Muestran:
Fig. 1 una vista en perspectiva de una
estructura deformable que está insertada en la cara frontal de un
larguero;
Fig. 2 una representación en perspectiva de la
estructura deformable de la figura 1, con el larguero semiabierto
y
Figuras 3 a 5 dos formas constructivas
diferentes de resaltes de material y de un regruesamiento de pared
en el módulo de chapa de la estructura deformable que se apoya en la
cara frontal de un larguero.
La figura 1 muestra una representación en
perspectiva de una estructura deformable 1. La estructura deformable
1 se utiliza como elemento de deformación absorbente de energía
entre un travesaño de parachoques no representado con más detalle y
un larguero 2 del chasis de un automóvil. La estructura deformable 1
posee una sección de deformación 3 diseñada como un cuerpo hueco
alargado que está compuesto como construcción metálica de pared
fina de dos cuerpos envolventes 4,5 configurados en forma de U. Los
cuerpos envolventes 4,5 se solapan en los extremos por sus patas
que discurren en forma de Z y están unidos a lo largo de ella. En el
ejemplo constructivo, las patas del cuerpo envolvente superior 5
engranan por el interior en las patas del cuerpo envolvente inferior
4.
La sección de deformación 3 está diseñada en
forma de tronco de pirámide y va disminuyendo desde el extremo en
el lado del larguero hasta el extremo 7 del lado del travesaño
paragolpes. La zona de deformación 3 presenta tornillos que
discurren tanto en dirección Z como también en dirección Y, que
están colocados en los lados longitudinales que discurren en
dirección Z hacia el interior y en los lados superiores e inferiores
de la sección de deformación 3 que discurren en dirección Y hacia
el exterior. La forma del tornillo es variable y según las
exigencias puede presentar también tornillos en dirección X.
Naturalmente también es posible construir la estructura deformable
sin tornillos.
En la perspectiva representada en la figura 2 se
puede reconocer que la estructura deformable 1 presenta una sección
de fijación 8 que se une a la sección de deformación 3, que está
introducida en el larguero 2 y que está sujeta a la pared 12 del
larguero 2 mediante pernos 9,10,11. En este ejemplo constructivo los
pernos 9, 10,11 están introducidos en la dirección Y. En total
están previstos cuatro pernos enfrentados entre si por parejas. En
la zona de transición entre la sección de deformación 3 y la sección
de fijación 8 esta construido un tope 13. El tope 13 está
representado en las figuras 1 y 2 como una línea dibujada
regruesada. El tope 13 puede ser tanto un resalte de material
dirigido hacia el exterior o un regruesamiento de la pared del
módulo metálico de la estructura deformable dirigido hacia el
exterior. En la figura 1 se puede reconocer que el tope 13 puede
discurrir tanto en dirección Y como también en dirección Z, es decir
bajo la exclusión de las zonas de ángulo 14 rodea a toda la
estructura deformable a modo de voladizo. Las zonas de ángulo 14 de
la zona de fijación 8 son oblicuas. Las patas de los cuerpos
envolventes 4, 5 están unidas entre si por sus extremos opuestos al
larguero del paragolpes mediante vigas transversales 15, 16.
Las figuras 3 a 5 muestran diferentes formas
constructivas posibles de un tope. La figura 3 muestra una forma
constructiva en la cual el tope 17 es un resalte de material
dirigido hacia fuera, que se apoya en la cara frontal 18 de la
pared 12 del larguero 2. Por lo que respecta a la construcción del
resalte de material se puede pensar en distintas variantes. En la
figura 3 el resalte de material es una uñeta similar a un
pliegue.
La figura 4 muestra otra posibilidad de
construir un resalte de material de un tope. En esta variante el
tope 19 no está construido en forma de un pliegue, sino que está
construido con su sección transversal en construcción triangular en
donde el resalte, a diferencia de la forma constructiva de la figura
3, muestra dos patas 20, 21 que discurren asimétricamente una
respecto a la otra. La primera pata 20 es, como en la forma
constructiva de la figura 3, paralela a la cara frontal 12 del
larguero 2, mientras que la segunda pata 21 discurre a modo de
rampa en ángulo con la primera pata 20. La longitud de la segunda
pata, la pendiente angular así como la concreta configuración de la
estructura deformable depende del material empleado, de las
propiedades de deformación inherentes a él y de la característica
de deformación deseada de la estructura deformable.
La forma constructiva de la figura 5 muestra
una variante en la que los cuerpos envolventes están construidos
como un modulo de chapa con espesor de pared parcialmente diferente.
En esta variante el tope 22 esta construido como un regruesamiento
de la pared que igualmente se apoya en la cara frontal 12 del
larguero 2 y sirve como apoyo para la estructura deformable 1.
En todas las variantes representadas se utiliza
un tope que especialmente ahorra mucho espacio, que verdaderamente
hace posible un soporte optimo de la estructura deformable 1 en el
larguero 2, ciertamente al mismo tiempo es de fabricación fácil y
de poco peso. Por ello, la estructura deformable 1 no se extiende en
la zona del tope 17, 21 mas allá de la sección transversal frontal
del larguero. Espacio adicional es necesario en cualquier caso
debido al acoplamiento de los pernos que son necesarios para la
fijación de la estructura deformable 1 con técnica de tornillos a
los largueros.
- 1-
- Estructura deformable
- 2-
- Larguero
- 3-
- Sección de deformación de 1
- 4-
- Cuerpo envolvente superior de 1
- 5-
- Cuerpo envolvente inferior de 1
- 6-
- Extremo de 3 del lado del larguero
- 7-
- Extremo de 3 del lado del travesaño del paragolpes
- 8-
- Sección de fijación de 1
- 9-
- Perno
- 10-
- Perno
- 11-
- Perno
- 12-
- Pared de 2
- 13-
- Tope
- 14-
- Zona de esquina de 8
- 15-
- Viga transversal de 5
- 16-
- Viga transversal de 4
- 17-
- Tope
- 18-
- Cara frontal de 12
- 19-
- Tope
- 20-
- Pata de 19
- 21-
- Pata de 19
- 22-
- Tope
Claims (4)
1. Estructura deformable para ser integrada
entre un larguero y un travesaño de paragolpes de un automóvil, la
cual posee una sección de deformación (3) que está montada delante
de la cara frontal (12) del larguero, así como una sección de
fijación (8) que encaja en el larguero (2) la cual está unida,
pudiendo ser soltada, a las paredes de la sección de fijación (8) y
a las paredes (12) del larguero (2) mediante pernos pasantes
(9,10,11), en donde la sección de deformación (3) y la sección de
fijación (8) son secciones longitudinales de un mismo componente
metálico, en donde la capacidad de absorción de energía de la
estructura deformable (1) está determinada por el máximo
aplastamiento de la sección de deformación (3), caracterizada
porque en la sección de transición entre la sección de deformación
(3) y la sección de fijación (8) está previsto un resalte de
material dirigido hacia fuera o un regruesamiento de la pared de la
estructura deformable (1), que está construido como tope (13, 17,
19, 22) que se apoya en la cara frontal del larguero (2).
2. Estructura deformable según la reivindicación
1, caracterizada porque el tope (13) se apoya en las caras
longitudinales y/o en las caras transversales del larguero (2).
3. Estructura deformable según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque el resalte de material o el
regruesamiento de pared determina el diámetro exterior máximo de la
estructura deformable (1).
4. Estructura deformable según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque está previsto un
segundo tope en el interior del larguero en el cual se apoya la
sección de fijación (8) en su posición de montaje.
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