ES2273462T3 - Metodo para decelerar un vehiculo y amortiguador de choque para autovias para su puesta en practica. - Google Patents
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Abstract
Un amortiguador de choque en autopista (10) provee un sistema nuevo con un perfil de respuesta que reduce la distancia de paro en caso de impacto. Este amortiguador de choque (10) incluye un bastidor (12) que forma al menos dos compartimentos (38, 40) dispuestos uno detrás del otro en una dirección de impacto previsible. El bastidor (12) incluye al menos tres bastidores transversales (20, 22, 24) y bastidores laterales (26, 27, 28, 30) que se extienden entre bastidores transversales contiguos (20, 22, 24). Cada uno de los bastidores laterales (26, 27, 28, 30) incluye un primero y un segundo elementos de bastidor (32) acoplados a los respectivos bastidores transversales (20, 22, 24), y una bisagra (34) acoplada entre los elementos de bastidor lateral primero y segundo (32). Al menos un elemento de absorción de energía (16) está dispuesto en uno de los compartimentos (38, 40), y al menos la primera y segunda retenciones (46) están acopladas a los bastidores laterales (26, 27, 28, 30) para resistir el movimiento de las bisagras (34, 36) en la etapa inicial de un suceso de impacto. El amortiguador de choque (10) se aplasta parcialmente de forma automática cuando el amortiguador de choque (10) se eleva desde una posición horizontal a una posición vertical, y seguidamente se extiende automáticamente hasta su posición operativa cuando el amortiguador de choque se baja de la posición vertical a la posición horizontal. Los elementos de absorción de energía (16) pueden incluir elementos metálicos de chapa frustocónicos ahusados (94) que se apilan con los extremos menores (98) dando frente al primero y segundo lados opuestos del elemento de absorción de energía.
Description
Método para decelerar un vehículo y amortiguador
de choque para autovías para su puesta en práctica.
La presente invención se refiere a un
amortiguador de choques de calzada que opera para decelerar de
manera segura y eficaz un vehículo que impacta.
Los amortiguadores de choques de calzada son
ampliamente utilizados para decelerar vehículos que chocan mientras
se limita la deceleración a niveles seguros para los ocupantes de
los vehículos. Tales amortiguadores se utilizan a lo largo de
carreteras en muchas aplicaciones, tales como frente a pilares de
puentes y otras obstrucciones. Adicionalmente, tales amortiguadores
de choques de calzada están situados en vehículos de vigilancia,
tales como camiones pesados que están aparcados frente a zonas de
trabajo. El camión protege la zona de trabajo contra la intrusión
de un vehículo que ha abandonado la carretera y el amortiguador de
choques de calzada protege el vehículo que impacta y al camión de
vigilancia durante la colisión.
La patente U.S. 5.642.792, cedida al cesionario
de la presente invención, describe un amortiguador de choques de
calzada que está montado en un camión por medio de un bastidor de
soporte que incluye brazos articulados. Un elemento de absorción
de energía está dispuesto en el bastidor de soporte, el cual está
diseñado para aplastarse y para decelerar de una manera controlada
un vehículo que choca.
La presente invención está dirigida a un
amortiguador de choques de calzada de acuerdo con la reivindicación
1 y a un método asociado de acuerdo con la reivindicación 25 que
proporcionan importantes ventajas en términos de flexibilidad de
diseño mejorada. Esto permite que el diseñador del amortiguador de
choques proyecte las cargas de deceleración impuestas por el
amortiguador de choques en el vehículo que choca para hacer óptima
la eficacia. Esta invención está definida por las siguientes
reivindicaciones, y nada en esta sección se ha de tomar como una
limitación de esas reivindicaciones.
A modo de introducción, el amortiguador de
choques descrito en lo que sigue incluye un bastidor que forma al
menos un primer y un segundo tramos dispuestos uno detrás de otro en
una dirección de impacto prevista o anticipada. El bastidor incluye
al menos primero, segundo y tercer bastidores transversales
separados unos de otros a lo largo de la dirección de impacto
prevista de tal manera que el primer tramo está entre el primer y
segundo bastidores transversales y el segundo tramo está entre el
segundo y tercer bastidores transversales. Están incluidos al menos
cuatro bastidores laterales en el bastidor, extendiéndose el primer
y segundo bastidores laterales entre el primer y segundo bastidores
transversales en respectivos lados del primer tramo, y extendiéndose
el tercer y cuarto bastidores laterales entre el segundo y tercer
bastidores transversales en respectivos lados del segundo tramo.
Cada uno de los bastidores laterales incluye primer y segundo
elementos de bastidores laterales que están acoplados a los
respectivos bastidores transversales, y una bisagra acoplada entre
el primer y el segundo elementos de bastidor laterales. Al menos un
elemento de absorción de energía está dispuesto en al menos uno de
los tramos, y al menos dos elementos de restricción están acoplados
a los bastidores laterales para resistir el movimiento de las
bisagras.
Los elementos de absorción de energía pueden
adoptar muchas formas. En una forma preferida, el elemento de
absorción de energía incluye elementos deformables de caras
convergentes, chapa metálica. Cada elemento de chapa metálica
define un eje longitudinal que se extiende entre un extremo menor y
un extremo mayor, y los ejes longitudinales están generalmente
alineados con alguno de los extremos menores vueltos hacia un primer
lado del elemento de absorción de energía y otros de los extremos
menores vueltos hacia un segundo lado del elemento de absorción de
energía, opuesto al primer lado.
El amortiguador de choques descrito con detalle
en lo que sigue es un ejemplo de un nuevo tipo de amortiguador de
choques que tiene un perfil de respuesta del sistema que proporciona
un funcionamiento usualmente eficaz y detiene un vehículo que choca
en una pequeña distancia mientras cumple con las regulaciones de
control. El perfil de respuesta del sistema del amortiguador de
choques descrito está caracterizado por una porción inicial, una
porción intermedia y una posición final. La fuerza de deceleración
del perfil de respuesta durante la porción final tiene un valor
promedio F; la fuerza de deceleración durante la porción inicial
alcanza un pico o máximo a un valor esencialmente mayor que F; y la
fuerza de deceleración durante la porción intermedia desciende
hasta un valor esencialmente menor que F. El perfil de respuesta del
sistema hace disminuir notablemente la velocidad inicial del
vehículo, después reduce esencialmente o elimina las fuerzas de
deceleración sobre el vehículo y, finalmente, proporciona una
fuerza de deceleración controlada para detener el vehículo. De este
modo, el tiempo y la distancia requeridos inicialmente para
disminuir la velocidad del vehículo que choca en una magnitud
especificada (tal como 12 metros por segundo) se reduce al mínimo, y
el vehículo que choca alcanza rápidamente la tercera porción del
perfil, donde el vehículo que choca es decelerado a un elevado
régimen promedio, hasta de unos 20 G en muchas aplicaciones.
Los dibujos y la descripción detallada explican
las realizaciones preferidas con mayor detalle, junto con muchas
otras ventajas.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
primera realización preferida del amortiguador de choques de
calzada de la invención.
La figura 2 es una vista más detallada en
perspectiva del amortiguador de choques de la figura 1.
Las figuras 3, 4 y 5 son vistas frontal,
superior y lateral, respectivamente, del amortiguador de choques de
la figura 2.
La figura 6 es una vista detallada de una
bisagra y elemento de restricción incluidos en la realización de la
figura 2.
La figura 7 es una vista superior de una segunda
realización preferida de esta invención, que muestra un bastidor en
una etapa inicial de colapso durante un impacto.
Las figuras 8 y 9 son vistas superiores de la
realización de la figura 7, que muestran el amortiguador de choques
en una posición parcialmente colapsada (figura 8) y en una posición
extendida (figura 9).
Las figuras 10 y 11 son vistas laterales de la
realización de la figura 7, que muestran el amortiguador de choques
en una posición funcional horizontal (figura 10) y en una posición
de transporte/almacenamiento vertical (figura 11).
La figura 12 es un gráfico de la fuerza de
deceleración en función del tiempo para dos variantes de la
realización de la figura 2 durante eventos de impacto
comparables.
La figura 13 es una vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de una porción de un elemento de absorción de
energía apropiado para utilizar con esta invención.
Las figuras 14 y 15 son una vista en
perspectiva, en despiece ordenado y una vista frontal,
respectivamente, de elementos de chapa metálica deformables
apropiados para utilizar en otro elemento de absorción de energía
de esta invención.
Las 16 y 17 son vistas superior e inferior en
perspectiva de un conjunto unidireccional de elementos deformables
de caras convergentes.
La figura 18 es una vista en perspectiva de un
conjunto bidireccional de elementos deformables de caras
convergentes.
La figura 19 es una vista en perspectiva de un
elemento poligonal deformable de caras convergentes.
Las figuras 20 y 21 son vistas en perspectiva de
conjuntos unidireccional y bidireccional, respectivamente, que
utilizan el elemento poligonal deformable de la figura 19.
Volviendo ahora a los dibujos, la figura 1
muestra un amortiguador de choques 10 que incorpora una realización
actualmente preferida de esta invención. El amortiguador de choques
10 está montado en la parte trasera de un vehículo de vigilancia o
camión T por medio de una estructura de montaje 18. El amortiguador
de choques 10 incluye un bastidor 12 descrito con más detalle más
adelante. El bastidor 12 soporta una cara de impacto 14 dirigida
hacia fuera del bastidor con respecto al camión T, y el bastidor 12
define dos tramos que soportan respectivos elementos 16 de
absorción de energía. El bastidor 12 forma una estructura
autosoportante, y los elementos 16 de absorción de energía están
diseñados para absorber energía en un impacto, pero no cumplen una
función estructural en el amortiguador de choques 10.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva más
detallada del amortiguador de choques 10, que incluye bastidores
transversales 20, 22 y 24 y bastidores laterales 26, 27, 28, 30. La
cara de impacto 14 de la figura 1 no se muestra en la figura 2 para
claridad de la ilustración, pero la cara 14 está montada en el
bastidor transversal 20. En algunas realizaciones, la cara 14 puede
ser no estructural o incluso eliminada.
Como se muestra del mejor modo en la figura 4,
cada uno de los bastidores laterales 26, 27, 28, 30 incluye dos
elementos separados 32 de bastidor lateral que están interconectados
por un par de bisagras centrales 34. Adicionalmente, cada uno de
los elementos de bastidor lateral 32 está conectado mediante
bisagras adicionales 36 a uno respectivo de los bastidores
transversales 20, 22, 24. Como se muestra en la figura 4, los
elementos de bastidor lateral 32 están desviados hacia fuera y las
bisagras 34 están situadas para permitir que los elementos de
bastidor lateral 32 se muevan o giren hacia fuera en un impacto.
Los bastidores transversales 20, 22 y los
bastidores laterales 26, 27 forman un primer tramo 38 que contiene
el primer elemento 16. Análogamente, los bastidores transversales
22, 24 y los bastidores laterales 28, 30 forman un segundo tramo 40
que contiene el segundo elemento 16. Los elementos 16 de absorción
de energía están unidos a respectivos bastidores transversales 22,
24 y en voladizo desde ellos.
Como se muestra en la figura 5, pueden estar
dispuestos uno o más cilindros hidráulicos 52 en la estructura de
montaje 18 para hacer pivotar el bastidor 12 entre la posición
funcional horizontal mostrada en las figuras 5 y 10 y la posición
vertical de almacenamiento/transporte mostrada en la figura 11.
Tirantes oblicuos 44 están montados entre los bastidores
transversales, como se muestra en las figuras 4 y 5, para
proporcionar estabilidad antes del impacto. Estos tirantes oblicuos
44 han sido dejados fuera de las figuras restantes por razones de
claridad de la ilustración.
La figura 6 proporciona una vista en
perspectiva, en despiece ordenado, de una de las bisagras 34 y de
los elementos de bastidor lateral asociados 32. La bisagra 34 está
mostrada en una posición girada para claridad de la ilustración.
Normalmente, las bisagras 34 están orientadas con ejes o pasadores
de bisagra verticales, como se muestra en las figuras 2 y 4.
Como se muestra en la figura 6, un elemento de
restricción o freno 46 está asociado con cada una de las bisagras
34. En esta realización, el elemento de restricción 46 adopta la
forma de un espárrago 48 y una tuerca 50. El espárrago 48 se hace
pasar a través de aberturas de los bloques de montaje 52, y los
bloques de montaje están rígidamente asegurados en posición en unos
respectivos de los elementos de bastidor lateral 32. La bisagra 34
de esta realización está formada por un pasador 56 que está recibido
dentro de aberturas 54, 55. La abertura 55 puede estar formada por
un manguito 57 recibido en una de las partes de bisagra.
Cuando el amortiguador de choques 10 está en la
posición funcional mostrada en las figuras 1 a 5, cada una de las
ocho bisagras 34 es mantenida en la posición cerrada por el
respectivo elemento de restricción 46. Obsérvese que las bisagras
34 están situadas de tal modo que las fuerzas de compresión
aplicadas al bastidor 12 por un vehículo que impacta (no mostrado),
que inciden sobre el bastidor transversal 20 a lo largo de la
dirección de impacto I (figura 4), aplican fuerzas de tracción sobre
los respectivos elementos de restricción 46. Cuando estas fuerzas
de tracción exceden de la resistencia de los respectivos espárragos
48 (figura 6), los espárragos se rompen, con lo que las bisagras 34
tienen libertad para abrirse hacia fuera y permitir que los
bastidores transversales 20, 22, 24 se aproximen entre sí y
compriman los elementos 16 de absorción de energía.
Las figuras 7 a 11 se refieren a un segundo
amortiguador de choques preferido, que es en muchos aspectos similar
al primer amortiguador de choques descrito anteriormente. A
elementos comparables se les han dado números de referencia
comparables. El amortiguador de choques de las figuras 7 a 11
difiere del amortiguador de choques 10 descrito anteriormente en
que los elementos de bastidor laterales 32 asegurados al primer
bastidor transversal 20 están adicionalmente provistos de bisagras
auxiliares 58. Como se muestra en la figura 7, durante un impacto
normal las bisagras 58 permanecen cerradas y la realización de las
figuras 7 a 11 opera de modo muy similar a la realización descrita
anteriormente en relación con las figuras 1 a 6.
Como se muestra en las figuras 8 y 9, esta
realización incluye también cables 60 y 62. Los cables 60 están
conectados a unos respectivos de los elementos 32 de bastidor
lateral delantero, junto a las bisagras auxiliares 58. Cuando se
tensan los cables 60 y se afloja el cable 62, se aplican fuerzas a
los elementos 32 de bastidor lateral delantero para cerrar las
bisagras auxiliares 58 y para extender el primer bastidor
transversal 20 hacia fuera del segundo bastidor transversal hasta
la posición funcional mostrada en la figura 9. Inversamente, cuando
se aflojan los cables 60 y se tensa el cable 62, se tira del primer
bastidor transversal 20 hacia el segundo bastidor transversal 22
cuando se abren las bisagras auxiliares, como se muestra en la
figura 8. De este modo, se reduce la longitud total del
amortiguador de choques. Las bisagras 58 pueden estar cargadas por
muelle hacia la dirección de apertura para facilitar este
movimiento.
Preferiblemente, los cables 60, 62 están unidos
a una estructura de montaje similar a la explicada anteriormente de
tal modo que los cables 60, 62 se aflojan y tensan como se ha
descrito anteriormente de manera automática cuando se hace girar el
amortiguador de choques entre la posición funcional horizontal de la
figura 10 y la posición vertical de desplazamiento/almacenamiento
de la figura 11. Así, cuando el amortiguador de choques es elevado
a la posición vertical de la figura 11, los cables 60 son aflojados
automáticamente y el cable 62 es tensado automáticamente para
acortar automáticamente la altura de desplazamiento del amortiguador
de choques. Inversamente, a medida que el amortiguador de choques
es bajado a la posición funcional mostrada en la figura 10, los
cables 60 son tensados automáticamente y el cable 62 es aflojado
automáticamente para extender el primer bastidor transversal 20
hacia la posición funcional mostrada en la figura 9. De este modo,
la altura total del amortiguador de choques 10 en la posición de
desplazamiento puede ser mantenida en el nivel deseado, tal como no
más de aproximadamente 3,96 m por encima de la calzada.
Los cables 60, 62 y las bisagras auxiliares 58
funcionan como unos medios para colapsar automáticamente el primer
tramo cuando se hace girar el amortiguador de choques desde la
posición horizontal a la vertical, y como unos medios para extender
automáticamente el primer tramo cuando el amortiguador de choques es
hecho girar desde la posición vertical a la horizontal. Estos
elementos funcionan también como unos medios para colapsar, al
menos parcialmente, el bastidor 12 para acortar su longitud con
fines de almacenamiento.
Los medios para extender y retraer
automáticamente el bastidor 12 pueden adoptar cualesquiera otras
formas. Por ejemplo, los medios para extender el bastidor pueden
incluir un sistema cargado por muelle que haga que el primer tramo
del bastidor 12 permanezca completamente extendido cuando sean
aflojados los cables de retracción. Si se desea, se puede disponer
de uno o más enganches para que en la posición de desplazamiento y/o
la posición funcional la configuración del amortiguador de choques
10 sea mantenida por algunos medios distintos de la tensión en los
cables.
La figura 13 muestra una estructura preferida
para uno de los elementos 16 de absorción de energía. Como se
muestra en la figura 13, una pluralidad de celdas rectangulares 90
de chapa metálica están dispuestas entre placas de cubierta 92. En
un impacto, estos elementos de chapa metálica son aplastados para
proporcionar una fuerza de deceleración controlada. Las celdas 90 y
las placas de cubierta 92 de la figura 13 son similares a elementos
correspondientes de las patentes U.S. 4.711.481 y 5.199.755, cedidas
al cesionario de la presente invención.
Otra estructura preferida para el elemento de
absorción de energía de la figura 1 incluye una pluralidad de
elementos deformables de caras convergentes. Los elementos
deformables de caras convergentes pueden adoptar muchas formas y en
las figuras 14-21 se muestran varios ejemplos. En
general, los elementos deformables de caras convergentes pueden
estar formados como elementos autónomos separados de caras
convergentes que son estabilizados sujetando ambos extremos de los
elementos deformables de caras convergentes a un bastidor de algún
tipo, tal como, por ejemplo, mediante el uso de remaches,
soldaduras, adhesivos u otros sujetadores. Alternativamente, los
elementos deformables de caras convergentes pueden ser formados en
uno o dos conjuntos dimensionales.
Las figuras 14 y 15 se refieren a un primer tipo
de elementos deformables de superficie o caras convergentes 94 en
el que los elementos son generalmente de forma cónica y cada uno
incluye un extremo pequeño 98 y un extremo grande 100 separados a
lo largo de un eje longitudinal 96. Como se muestra en la figura 14,
en esta realización los elementos deformables 94 de superficie
cónica están estrechamente apilados con alguno de los extremos
pequeños 100 orientados hacia un primer lado 102 del conjunto, y
otros de los extremos pequeños 98 vueltos hacia el segundo lado 104
opuesto del conjunto.
En la vista extrema de la figura 15, los
elementos deformables están identificados como 94' y 94''. Los
elementos 94' tienen sus extremos pequeños 98' vueltos hacia el
plano de observación, mientras que los elementos 94'' tienen sus
extremos pequeños 98'' vueltos hacia fuera del plano de
observación.
Volviendo a la figura 14, en esta realización
los elementos deformables 94 están formados de dos chapas estampadas
106, 108 de un material en chapa, tal como chapa de aluminio.
Dependiendo de la rigidez deseada de los elementos deformables, se
puede utilizar cualquier calibre y aleación apropiados del material.
Como se muestra en la fila más superior de la figura 14, cada una
de las chapas 106, 108 está estampada o conformada de otro modo
para crear un conjunto de medios conos. Las chapas 106, 108 pueden
ser físicamente idénticas si los medios conos están situados
apropiadamente sobre las chapas. Cuando se acoplan conjuntamente las
chapas 106, 108, se forman las configuraciones troncocónicas de los
elementos individuales 94 de superficie cónica, como se muestra en
las dos filas inferiores de la figura 14. Las chapas 106, 108 pueden
ser mantenidas conjuntamente de cualquier manera apropiada, como
mediante soldadura por puntos, remachado, sujeción o manteniéndolas
juntas o a un bastidor externo (no mostrado) mediante adhesivo.
Las figuras 16-18 se refieren a
otra realización preferida, en la que cada uno de los elementos
deformables de superficie cónica 111 está formado a partir de una
chapa única 110 de material de chapa tal como chapa de aluminio. En
este caso, los elementos deformables de superficie cónica 111 son
estampados o embutidos a partir de la chapa 110 en una operación
convencional de estampación o embutido. De este modo, la chapa única
110 forma la totalidad de los elementos deformables de caras
convergentes asociados 111, junto con la porción plana restante de
la chapa de respaldo.
Como se muestra en las 16 y 17, una chapa única
110 de los elementos deformables de superficie cónica 111 puede ser
usada para formar un conjunto unidireccional. Alternativamente, como
se muestra en la figura 18, dos de las chapas 110 pueden ser
encajadas conjuntamente para formar un conjunto bidireccional, en el
que los extremos pequeños de los elementos 111 de una chapa están
orientados en una primera dirección mientras que los extremos
menores de los elementos deformables de caras convergentes 111 de la
segunda chapa se enfrentan en sentido inverso.
No es esencial en todas las realizaciones que
los elementos deformables convergentes sean de sección transversal
circular. Como se muestra en las figuras 19-21, se
pueden utilizar varias formas de sección transversal poligonal. Los
elementos deformables de caras convergentes 116 de la figura 19
tienen una forma rectangular en sección transversal. Se pueden usar
otras formas poligonales, incluyendo polígonos con más o menos lados
dispuestos como polígonos regulares o irregulares. Como se muestra
en las figuras 20-21, los elementos deformables de
caras convergentes poligonales 116 pueden estar dispuestos en un
conjunto unidireccional 118 o un conjunto bidimensional 120.
Aunque no se muestra en las figuras
14-21, se pueden usar placas de cubierta
convencionales para alojar y asegurar los elementos deformables
convergentes en posición, si se desea, y se pueden utilizar filas
múltiples de los elementos ilustrados en un único elemento de
absorción de energía.
Los elementos deformables de caras o superficie
convergentes proporcionan la ventaja de una carrera incrementada y
con ello eficacia incrementada. Esto es debido a que los elementos
deformables convergentes 94, 111, 116 pueden ser aplastados a una
pequeña fracción de su longitud original antes de que el contacto
metal con metal del elemento aplastado proporcione aumentos
esenciales de las fuerzas requeridas para aplastamiento
adicional.
El amortiguador de choques 10 reacciona al
impacto de un vehículo del siguiente modo. En primer lugar, el
vehículo que impacta toma contacto con la cara de impacto trasera
14. Esta cara proporciona una superficie uniforme para que el
vehículo interactúe con la carga y la transfiera desde el vehículo
al amortiguador de choques 10. Los elementos de bastidor lateral 32
comienzan a flexionarse debido a esta carga y después continúan
flexionando hasta que fallan los elementos de restricción 46. La
magnitud de la carga que se aplica a un vehículo que impacta puede
ser ajustada teniendo en cuenta los diversos factores que determinan
cuándo los elementos de restricción liberan las respectivas
bisagras. Estos factores pueden incluir la geometría de las bisagras
34 y de los elementos de bastidor lateral 32 en relación con la
situación de los elementos de restricción 46, la longitud final de
los espárragos 48, la rigidez de los elementos de bastidor lateral y
la masa de los elementos de bastidor lateral, de los bastidores
transversales y de la cara 14.
Una vez que fallan los elementos de restricción
46, los elementos de bastidor lateral 32 comienzan a girar en
respuesta a la fuerza suministrada por el vehículo que impacta al
bastidor transversal 20. La traslación del bastidor transversal 20
y la rotación de los elementos de bastidor lateral 32 originan una
transferencia de energía cinética, que estaba originalmente en el
vehículo que impacta, al bastidor 12, decelerando con ello el
vehículo que impacta. Los elementos de bastidor lateral 32 continúan
aplastándose hasta que se cierran los espacios de separación G1, G2
entre los elementos 16 de absorción de energía y los bastidores
transversales 20, 22 (figura 4). Los elementos 16 de absorción de
energía son entonces deformados a medida que se aplastan hasta que
el nivel de diseño de energía cinética ha sido disipado por el
sistema o el vehículo ha sido detenido.
El amortiguador de choques 10 está diseñado de
manera que, bajo muchos impactos, sean reutilizables la mayoría de
los componentes del bastidor 12. Los elementos 16 de absorción de
energía se pueden expandir y están destinados a ser sustituidos
después de un impacto.
Las fuerzas de deceleración iniciales aplicadas
por el amortiguador de choques 10 a un vehículo que impacta están
determinadas como una función de (1) inercia lineal de los elementos
componentes del bastidor 12 (por ejemplo la masa del bastidor
transversal 20), (2) la inercia lineal y rotacional de los elementos
de bastidor lateral 32, y (3) el desplazamiento angular de cada una
de los elementos de bastidor lateral 32 con respecto a las cargas
de aplastamiento aplicadas durante un impacto. Obsérvese que las
respuestas inerciales tanto lineal como rotacional del sistema no
implican ninguna deflexión prevista de desgarramiento u otro daño al
bastidor 12.
La respuesta inicial al impacto del amortiguador
de choques 10 depende también del uso de los elementos de
restricción mecánicos o electromecánicos que limitan la cesión de
los tramos aplastables hasta que se consigue algún nivel de umbral
mínimo deseado de gravedad de impacto. El sistema descrito
anteriormente es completamente pasivo y se basa en la rotura de
espárragos puestos en tensión por el impacto para controlar la
cesión del bastidor 12. También pueden ser utilizados otros medios
pasivos, tales como pasadores de cizalladura, cables de rotura o
frenos de elevada fricción en cada una de las bisagras 34.
Alternativamente, elementos de restricción apropiados para usar con
esta invención pueden comprender sensores y/o controles que ajusten
las propiedades de la cesión para que se adapten del mejor modo a
las características particulares del vehículo que impacta, después
de que se efectúa alguna determinación acerca de las condiciones del
impacto. Por ejemplo, un elemento de restricción puede incluir un
dispositivo electromecánico. Cuando una carga (según es medida por
una célula de carga integral) alcanza un valor de umbral, se puede
extraer un pasador de fijación de una junta mediante un actuador,
liberando así la bisagra. De este modo, los elementos de restricción
que limitan el colapso del bastidor pueden ser o no reutilizables y
pueden ser pasivos o activos. La característica clave es que el
colapso del sistema sea liberado bajo condiciones específicas y
predecibles, pero no de otro modo. Los elementos de restricción
activos pueden permitir que el colapso del bastidor esté
condicionado a cualquier combinación deseada de condiciones de
impacto tales como fuerza, velocidad y desplazamiento.
Ajustando las propiedades inerciales de los
bastidores transversales 20, 22 y de los elementos 32 de bastidor
lateral, mediante ajuste de la geometría de los elementos 32 de
bastidor lateral (es decir, la magnitud en la que los elementos 32
de bastidor lateral son doblados en sus bisagras 34 en su posición
funcional desplegada), y ajustando las características de los
elementos de restricción 46, la respuesta del amortiguador de
choques 10 puede ser proyectada para activar de manera óptima
bolsas de aire (airbags) a bordo u otros sistemas de seguridad a
bordo de un vehículo que impacta. Un reto particular de las bolsas
de aire es la distinción de condiciones que requieran el despliegue
de la bolsa de aire, por ejemplo un accidente a elevada velocidad,
a partir de condiciones bajo las cuales no se requiere la bolsa de
aire, por ejemplo un golpe a baja velocidad a un bolardo de
aparcamiento u otro vehículo. Ajustando la respuesta del
amortiguador de choques, puede ser reducido el problema de no
despliegue o de despliegue inapropiados de bolsas de aire. Por
ejemplo, ajustando los parámetros del amortiguador de choques para
obtener una punta de deceleración inicial relativamente elevada, el
amortiguador de choques 10 puede proporcionar una fuerza inicial
sobre el vehículo que impacta que sea suficientemente grande y
prevista para tender a asegurar el despliegue de una bolsa de aire
antes del impacto, haciendo así máximo el beneficio de la bolsa de
aire para los ocupantes del vehículo.
El amortiguador de choques 10 puede ser también
diseñado para reducir la longitud total del amortiguador de choques
10. Es generalmente cierto que cuanto mayor es la longitud de un
amortiguador de choques, menores serán las fuerzas de impacto. Sin
embargo, la longitud adicional limita los lugares en los que se
puede aplicar apropiadamente un amortiguador de choques particular.
En la aplicación de un amortiguador de choques montado en la parte
trasera de un camión, la longitud del amortiguador de choques es de
sensibilidad particular, por cuanto que la longitud adicional añade
peso que debe ser soportado por el bastidor del camión. Además, el
peso del amortiguador de choques montado en el camión está
generalmente montado en voladizo en el camión, de manera que la
longitud adicional aumenta el momento del peso del amortiguador de
choques sobre la estructura de montaje 18. Asimismo, cuando aumenta
la longitud de un amortiguador de choques montado en camión, el
extremo más trasero del amortiguador de choques tenderá a oscilar
ampliamente al girar el camión. Por estas razones, la reducción de
la longitud de amortiguador de choques montados en camión es de
beneficio particular.
Cuando se reduce la longitud de un amortiguador
de choques, es importante que la respuesta al impacto del
amortiguador de choques sea muy cuidadosamente diseñada para que
continúe proporcionando comportamiento de seguridad óptimo. La
capacidad del diseñador para ajustar la respuesta del amortiguador
de choques permite establecer este delicado equilibrio entre la
longitud del sistema y su comportamiento al impacto.
Otra ventaja del bastidor 12 es que puede ser
recogido a un tamaño muy compacto para envío y almacenamiento. Si
los elementos 16 de absorción de energía incluidos son ellos mismos
retraíbles (por ejemplo, formados de elementos hidráulicos o
neumáticos), entonces el bastidor 12 puede ser recogido mientras se
monta en el camión T de manera que el amortiguador de choques 10
puede ser hecho muy compacto cuando el camión T está en
tránsito.
Los ensayos de choque actuales han mostrado que
el amortiguador de choques 10 puede ser ajustado fácilmente
ajustando los parámetros descritos anteriormente para obtener una
curva de aceleración deseada. La figura 12 muestra dos curvas 80,
82 de fuerza de deceleración en función del tiempo cuando un
vehículo que impacta choca con el amortiguador de choques 10. Las
diferencias principales entre los ensayos que dieron lugar a las
curvas 80 y 82 se refieren a unas variables seleccionadas de las
descritas anteriormente. Para la curva 80 se usaron dos elementos
16 de absorción de energía, pero el elemento 16 de absorción de
energía del primer tramo era más corto y menos rígido que el
elemento de absorción de energía del segundo tramo. En particular,
el espacio de separación G1 era de 0,84 m, mientras que el espacio
de separación G2 era de 0,18 m. Las condiciones utilizadas para la
curva 82 no incluía elemento de absorción de energía en el primer
tramo y un espacio de separación de sólo 0,03 m entre el elemento
de absorción de energía del segundo tramo y el segundo bastidor
transversal 22. Obsérvese que la curva 80 proporciona un segundo
pico después de la punta inicial, que ocurre esencialmente más
pronto durante el choque que el segundo pico de la curva 82. Las
magnitudes y situaciones en tiempo de los picos pueden ser
controladas eligiendo apropiadamente los parámetros del sistema
explicados anteriormente.
De lo anterior resultará evidente que se ha
descrito un amortiguador de choques de calzada que conduce él mismo
a ser ajustado por el diseñador para características de impacto
particulares. Para el amortiguador de choques 10 hay al menos cinco
variables que pueden ser seleccionadas para cada uno de los dos
tramos: inercia lineal, inercia rotacional, rigidez del elemento de
absorción de energía del tramo, espacio de separación entre el
elemento de absorción de energía y los respectivos bastidores
transversales, y carga que hace ceder a los elementos de
restricción. Cualquiera de estas variables puede ser fijada a
diferentes niveles para los dos tramos. Además, los dos tramos
cooperan entre sí de un modo complejo.
El amortiguador de choques preferido de esta
invención dispone estas variables para conseguir un nuevo perfil o
curva de respuesta del sistema que cumpla las normas reguladoras que
prevalecen actualmente mientras proporciona un amortiguador de
choques drásticamente acortado.
El ensayo de impacto de amortiguadores de choque
de calzada es conducido en Norteamérica por el National Cooperative
Highway Research Program Report 350 (NCHRP-350). Las
líneas de guía de NCRHP-350 (1993) se basan en el
modelo de espacio de mayal para evaluación de riesgo de ocupantes
durante un ensayo de impacto. El modelo de espacio de mayal supone
un ocupante no sujeto en el asiento delantero del vehículo. Al
comienzo del evento de choque, el vehículo es decelerado por el
impacto con el amortiguador de choques, mientras que el ocupante
continúa hacia delante de una manera no impedida. En algún punto,
el ocupante hace contacto con el interior del vehículo, y las
líneas de guía de NCHRP-350 especifican límites
sobre la velocidad del ocupante con relación al vehículo en el
momento de contacto. Una vez que el ocupante se ha puesto en
contacto con el interior del vehículo, se supone que aquél
permanece en contacto con el vehículo a medida que es decelerado
hasta pararse. Las líneas de guía de NCHRP-350
especifican que mientras el ocupante está en contacto con el
interior del vehículo, la magnitud de deceleración del vehículo no
debe exceder de 20G. Estas líneas de guía especifican también que
el ocupante no se pondrá en contacto con el vehículo a una velocidad
relativa mayor que 12 metros por segundo.
Para los fines de esta explicación, la porción
de un evento de impacto o choque hasta el instante de impacto del
ocupante con el interior del vehículo se denominará segmento o
porción de delta-V (\DeltaV), y el resto del
evento (desde el impacto del ocupante hasta que el vehículo se para)
se denominará segmento de detención.
El segmento de delta-V y el
segmento de detención para un impacto se muestran en la figura 12.
El segmento de delta-V se divide en una porción
inicial y una porción intermedia, y el segmento de detención
corresponde a la porción final del evento de impacto. Estas
leyendas son relevantes sólo para la curva 80. La curva 82 ha sido
ajustada para otras características y no es relevante en esta
explicación.
Como se muestra en la figura 12, la porción
inicial del perfil de respuesta del sistema está caracterizada por
una deceleración de pico elevada, que está asociada con una fuerza
de deceleración de pico que excede 3F en esta realización. La
porción inicial está seguida por una porción intermedia en la que
falla la deceleración del vehículo. La porción intermedia está
caracterizada por una reducción esencial de las fuerzas de
deceleración sobre el vehículo. En este caso, las fuerzas de
deceleración alcanzan aproximadamente cero.
Una vez que el vehículo ha sido decelerado a la
velocidad deseada (tal como 12 metros por segundo), el amortiguador
de choques proporciona entonces una deceleración controlada por
debajo del límite de regulación de 20 G durante la porción final.
En la porción final, la fuerza de deceleración media está en el
nivel F mostrado en la figura 12.
La curva 80 es proporcionada a modo de ejemplo.
En general, se prefiere aplicar fuerzas de deceleración elevadas al
vehículo que impacta que tengan el máximo en F1 durante la porción
inicial del evento de impacto. F1 es preferiblemente al menos 150%
de F, más preferiblemente de al menos aproximadamente 200% de F, y,
lo más preferible, de al menos 300% aproximadamente de F. Esto
proporciona una deceleración brusca al vehículo que contribuye a
una distancia corta de detención para el evento de impacto. Sin
embargo, si fuera continuada la deceleración de pico elevada de la
porción inicial del evento de impacto, el vehículo sería decelerado
en un grado tal que el ocupante chocaría con el interior del
vehículo con una velocidad excesivamente elevada. Con el fin de
evitar este resultado no deseado, la porción intermedia del evento
de impacto o el perfil de respuesta cae hasta una fuerza de
deceleración que es esencialmente menor que F. Preferiblemente, la
fuerza de deceleración desciende hasta un valor F2 que es menor que
50% de F, más preferiblemente menor que 20% de F, y más
preferiblemente menor que 10% de F. La fuerza de deceleración
permanece preferiblemente por debajo de este valor durante al menos
20 mS, más preferiblemente al menos 30 mS y de lo más preferible de
al menos 40 mS. Los valores precedentes están previstos para
niveles de fuerza y duraciones en tiempo como parámetros
independientes, y no se pretende indicar una preferencia para
ninguna combinación concreta de nivel de fuerza y duración en
tiempo.
Los inventores de la presente invención han
descubierto que tomando el paso contrario a la intuición de reducir
esencialmente las fuerzas de deceleración sobre el vehículo durante
la porción intermedia del evento de impacto, que sigue al pico
brusco de fuerzas de deceleración durante la porción inicial, se
pueden reducir el tiempo total transcurrido y la distancia total
recorrida en el evento de impacto. Debido a que un evento de impacto
corto es importante para muchas aplicaciones, esto representa un
avance significativo en la técnica.
Simplemente a modo de ejemplo, se describen en
la Tabla I parámetros significativos del sistema asociados con el
sistema que produjo la curva de deceleración 80 de la figura 12.
A.
\;Masa de Elementos de Bastidor
| bastidor transversal 20 | - | 129 kg | |
| bastidor transversal 22 | - | 58 kg | |
| elemento de bastidor lateral 32 | - | 32 kg |
\vskip1.000000\baselineskip
B.
\;Momento de Inercia
| elemento de bastidor lateral 32 | - | 1,92 kg-m^{2} |
\vskip1.000000\baselineskip
C.
\;Espárragos 48
- Espárrago Hex, 9,53 mm, rosca de paso grande, clase 8
\vskip1.000000\baselineskip
D.
\;Espacios de Separación
- G1 = 0,229 m
- G2 = 0,178 m
\vskip1.000000\baselineskip
E.
\;Elemento Delantero 16 Absorción de Energía
| Número de celdas | Espesor de material (mm) | ||
| por fila | |||
| Fila 1 (Delantera) | 4 | 0,81 | |
| Fila 2 | 4 | 0,81 | |
| Fila 3 | 8 | 0,81/1,02 (4 celdas de cada una) | |
| Fila 4 | 8 | 0,81/1,02 (4 celdas de cada una) | |
| Fila 5 (Trasera) | 8 | 1,02 |
F.
\;Elemento Trasero 16 de Absorción de Energía
| Número de celdas | Espesor de material (mm) | ||
| por filas | |||
| Fila 1 (Delantera) | 8 | 0,81 | |
| Fila 2 | 12 | 1,27 | |
| Fila 3 | 12 | 1,27 | |
| Fila 4 | 12 | 1,27 | |
| Fila 5 (Trasera) | 12 | 0,81/1,02 (6 celdas de cada una) |
En el amortiguador de choques de la Tabla I, los
elementos 16 de absorción de energía incluyen cada uno cinco filas
de celdas de chapa de aluminio. La figura 13 muestra una fila de
doce celdas, y las otras filas eran similares, pero con menos
celdas por fila donde era apropiado.
Los amortiguadores de choque de calzada
descritos anteriormente representan sólo una solución para conseguir
el perfil de respuesta apropiado del sistema. Son posibles muchas
otras soluciones. Por ejemplo, se puede poner una gran masa
inercial a una distancia seleccionada de un amortiguador de choques
convencional, tal como el atenuador montado en camión descrito en
la Patente de U.S. 5.199.755. Alternativamente, un amortiguador de
choques basado en freno, tal como el descrito en la Patente de U.S.
5.022.782 puede ser provisto de una porción intermedia de la
carrera en la que se reducen esencialmente la eficacia de frenado y
con ello la fuerza de deceleración. Esto se puede hacer ajustando
apropiadamente la dimensión, el material o la lubricación del cable
de freno. Todavía como otro ejemplo, la deceleración de pico elevado
durante la porción inicial del evento de impacto puede ser
proporcionada por un sistema de absorción de energía neumático o
hidráulico que sea seguido después de un espacio de separación
concreto por un segundo sistema de absorción de energía menos
rígido.
En un ejemplo más de un tal sistema provisto de
un sistema de absorción de energía neumático o hidráulico, los
medios de absorción de energía pueden estar provistos de válvulas
para proporcionar un pico de fuerza inicial, seguido por una
reducción drástica de la fuerza de resistencia, seguido después,
finalmente, por una segunda fuerza de resistencia, inferior. Más
concretamente, la fuerza de pico inicial puede ser proporcionada
por un elemento neumático previamente puesto a presión, por ejemplo
una bolsa que contenga gas, permitiéndosele al elemento neumático
evacuar inmediatamente después de la fuerza de pico inicial de
manera que la fuerza de resistencia del amortiguador de choques
disminuya drásticamente durante el segmento intermedio del evento
de choque, después de lo cual la bolsa que contiene gas puede ser
puesta de nuevo a presión de manera explosiva para proporcionar la
necesaria fuerza de resistencia durante el segmento final del evento
de choque. Otra solución consiste en utilizar un elemento
aplastable rígido para proporcionar el perfil de respuesta ideal.
Entonces podría tener lugar una liberación mecánica, como se ha
descrito en la Patente de U.S. 5.642.792, de June, después de tener
lugar una magnitud especificada de aplastamiento.
Otra solución para generar el perfil de
respuesta deseado del sistema consiste en soportar la cara de
impacto del amortiguador de choques con un soporte mecánico
sacrificable que proporcione la fuerza de pico inicial precisa,
pero después sea completamente aplastado o fragmentado de manera que
la resistencia disminuye casi hasta cero durante el segmento
intermedio del evento de choque, después de lo cual el vehículo que
impacta se aplica a un elemento de choque más convencional durante
el segmento final del evento de choque. El elemento aplastable
puede ser sustituido por elementos que estén extrudidos, hendidos,
curvados, retorcidos o deformados de otro modo mecánicamente.
Se puede hacer también un amortiguador de
choques apropiado con tramos que se colapsen a través de elementos
de deslizamiento en lugar o además de algunos de los elementos
articulados del amortiguador de choques 10.
En general, se pueden utilizar la más amplia
variedad de sistemas de absorción de energía para proporcionar el
perfil de respuesta deseado del sistema, y se pueden usar diferentes
tecnologías de absorción de energía para conseguir distintas
porciones del perfil de respuesta del sistema. Se puede utilizar la
más amplia gama posible de sistemas de flexión de material, de
desgarradura de material, de aplastamiento de material, de
fragmentación de material, de fricción, hidráulicos, neumáticos e
inerciales, ya sea solos o en varias combinaciones para conseguir
el perfil de respuesta explicado anteriormente.
Naturalmente, se pueden hacer muchos cambios y
modificaciones en las realizaciones preferidas descritas
anteriormente. Por ejemplo, el bastidor puede ser hecho, en
conjunto o en parte, de paneles macizos como opuestos a la
construcción ilustrada. Análogamente, los bastidores transversales
pueden incluir paneles macizos y pueden diferir entre sí en espesor
y en masa. Si se desea, los lados de plegado del bastidor pueden
estar situados en las partes superior e inferior del amortiguador
de choques en lugar de en las caras laterales. Las bisagras de
múltiples componentes ilustradas pueden ser sustituidas por
bisagras activas y, como se ha descrito anteriormente, hay
disponibles muchas alternativas para los elementos de restricción.
Se puede adoptar cualquier tecnología apropiada de elementos de
absorción de energía para utilizar con esta invención, incluyendo
soluciones hidráulica, neumática, de deformación de material,
desgarramiento o pulverización y otras soluciones. Se pueden
utilizar sistemas tanto pasivos como activos. El término
"activo" significa sistemas en los que sensores proporcionan
información al amortiguador de choques que es de alguna manera
evaluada y usada para alterar el comportamiento del amortiguador de
choques antes y/o durante el impacto. Además, no es esencial que el
elemento de absorción de energía esté limitado a un tramo único. Si
se desea, los bastidores transversales pueden definir aberturas
centrales que permitan a un elemento de absorción de energía único
ocupar espacio en dos o más tramos. Esta invención no está limitada
al uso de atenuadores montados en camiones, sino que puede ser usada
en la parte delantera de otras obstrucciones de arcén, incluyendo
obstrucciones fijas de arcén tales como pilares de puente, por
ejemplo. Asimismo, se pueden utilizar, si se desea, más de dos
tramos.
Según se usa aquí, el término "cónico" está
destinado ampliamente a incluir formas troncocónicas y el término
"almacenamiento" está destinado ampliamente a incluir el
transporte, así como el almacenamiento. El término "cable"
está destinado ampliamente a cubrir miembros de tensión de manera
general, incluyendo cadenas, cables de alambre, cuerdas y
similares.
La descripción detallada precedente ha expuesto
sólo unas pocas de las formas que puede adoptar esta invención. Por
esta razón, esta descripción detallada está destinada a servir de
ilustración y de ningún modo de limitación. Sólo son las
reivindicaciones siguientes las que están destinadas a definir el
alcance de la invención.
Claims (28)
1. Un amortiguador de choques (10) de calzada
que genera un perfil o curva de respuesta del sistema cuando
impacta con el mismo un vehículo de una clase seleccionada a una
velocidad seleccionada, estando caracterizado el perfil de
respuesta del sistema por una porción inicial, una porción
intermedia y una porción final que comienza en el punto de impacto
de un ocupante no sujeto del vehículo con un interior del vehículo,
según se describe en NCHRP 350, en el que cada una de las porciones
inicial, intermedia y final son medidas a lo largo del tiempo;
comprendiendo dicho amortiguador de choques:
medios para aplicar una fuerza de deceleración
media F al vehículo que impacta durante la porción final;
medios para aplicar una fuerza de deceleración
al vehículo que impacta durante la porción inicial que alcanza un
máximo al menos a 150% de F, aproximadamente; y
medios para aplicar una fuerza de deceleración
al vehículo que impacta durante la porción intermedia, que
disminuye a menos que 50% de F.
2. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 1, en el que la fuerza de deceleración para
el vehículo que impacta desciende durante la porción intermedia
hasta un valor menor que una quinta parte de F.
3. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 1, en el que la fuerza de deceleración
aplicada al vehículo que impacta alcanza el máximo durante la
porción inicial en un valor mayor que dos veces F.
4. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 1, en el que la fuerza de deceleración
durante la porción intermedia permanece por debajo de la mitad de F
durante al menos 30 mseg.
5. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende:
un bastidor (12) que forma al menos tramos
primero y segundo dispuestos uno detrás de otro en una dirección de
impacto anticipada o prevista, comprendiendo dicho bastidor
(12):
al menos primer, segundo y tercer bastidores
transversales (20, 22, 24) separados entre sí a lo largo de la
dirección de impacto prevista de tal manera que el primer tramo está
entre los bastidores transversales primero y segundo (20, 22) y el
segundo tramo está entre los bastidores transversales segundo y
tercero (22, 24);
al menos primer, segundo, tercer y cuarto
bastidores laterales (26, 27, 28, 30), extendiéndose dichos
bastidores laterales primero y segundo (26, 27) entre el primer y
segundo bastidores transversales (20, 22) en respectivos lados del
primer tramo, y extendiéndose dichos bastidores laterales tercero y
cuarto (28, 30) entre los bastidores transversales segundo y
tercero (22, 24) en respectivos lados del segundo tramo,
comprendiendo cada uno de dichos bastidores (26, 27, 28, 30):
primer y segundo elementos de bastidor laterales
(32) acoplados a respectivos bastidores, y una bisagra (34)
acoplada entre los elementos de bastidor laterales primero y segundo
(32);
al menos un elemento (16) de absorción de
energía dispuesto en al menos uno de los tramos; y
al menos primer y segundo elementos de
restricción (46) acoplados a los bastidores laterales (26, 27, 28,
30) para resistir el movimiento de las bisagras (34).
6. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 5, en el que los elementos de restricción
(46) están asociados con respectivos tramos, en el que los elementos
de restricción primero y segundo (46) liberan los bastidores
laterales (26, 27, 28, 30) del respectivo tramo a respectivos
niveles primero y segundo de fuerza de compresión, y en el que
difieren los niveles primero y segundo.
7. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 5, que comprende además un segundo elemento
(16) de absorción de energía dispuesto en el segundo tramo, en el
que los elementos (16) de absorción de energía primero y segundo
son más cortos que los respectivos tramos en respectivas distancias
primera y segunda (G1, G2) en la dirección de impacto prevista, y
en el que las distancias primera y segunda (G1, G2) difieren entre
sí.
8. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 5, que comprende además un segundo elemento
(16) de absorción de energía dispuesto en el segundo tramo, en el
que los elementos de absorción (16) primero y segundo difieren en
rigidez en la dirección de impacto prevista.
9. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 5, que comprende además:
una pluralidad de bisagras auxiliares (58) en
los primeros elementos de bastidores lateral (32) de los bastidores
laterales primero y segundo (26, 27);
un primer cable (60) acoplado al menos a uno de
los bastidores laterales primero y segundo (26, 27) para tirar de
los bastidores laterales primero y segundo (26, 27) hasta una
posición funcional y hacer que se cierren las bisagras auxiliares
(58); y
un segundo cable (62) acoplado al primer
bastidor transversal (20) para tirar del primer bastidor transversal
(20) hacia el tercer bastidor transversal (24) y para hacer que se
abran las bisagras auxiliares (58).
10. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 5, que comprende además:
medios para recoger automáticamente el primer
tramo al menos parcialmente cuando es hecho girar el amortiguador
de choques (10) desde una posición horizontal a una posición
vertical; y
medios para extender automáticamente el primer
tramo hasta una posición funcional cuando el amortiguador de choques
(10) es hecho girar desde una posición vertical a una posición
horizontal.
11. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 1, que comprende:
un bastidor (12) que forma al menos tramos
primero y segundo dispuestos uno detrás de otro en una dirección de
impacto prevista, comprendiendo cada uno de dichos tramos una parte
delantera y una parte trasera, comprendiendo dicho bastidor:
al menos elementos laterales primero, segundo,
tercero y cuarto (26, 27, 28, 30), extendiéndose cada uno de dichos
elementos laterales (32) entre la parte delantera y la parte trasera
de un tramo respectivo, estando dispuestos dichos elementos
laterales primero y segundo (26, 27) en lados respectivos del primer
tramo, y estando dispuestos dichos elementos laterales tercero y
cuarto (28, 30) en respectivos lados del segundo tramo;
al menos un elemento (16) de absorción de
energía llevado por el bastidor (12);
estando cada uno de los elementos laterales (26,
27, 28, 30) configurado para colapsarse después de un impacto de
gravedad suficiente para absorber el acortamiento de los respectivos
tramos a lo largo de la dirección de impacto prevista;
limitando dichos elementos laterales (26, 27,
28, 30) el colapso de los tramos hasta que se alcanza un nivel
mínimo de gravedad de impacto;
cooperando dicho bastidor (12), al menos un
elemento (16) de absorción de energía y el nivel mínimo de gravedad
de impacto para proporcionar un perfil de respuesta del sistema que
comprende una porción inicial, una porción intermedia y una porción
final, en el que dicho perfil de respuesta comprende un pico o
máximo en la porción inicial, disminuye esencialmente por debajo
del máximo en la porción intermedia y se eleva desde la porción
intermedia a la porción final.
12. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que dicho amortiguador de choques
(10) es operativo para decelerar un vehículo que impacta a una
deceleración de pico o máxima mayor que 20G durante la porción
inicial y a una deceleración media inferior aproximadamente a 20G en
la porción final.
13. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que cada uno de los elementos
laterales (26, 27, 28,30) comprende una bisagra respectiva para
proporcionar zonas localizadas de deflexión junto a cada extremo
del respectivo tramo en la dirección de impacto prevista durante el
impacto.
14. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 13, en el que cada uno de los elementos
laterales (26, 27, 28, 30) comprende una bisagra adicional (34) para
proporcionar zonas localizadas de deflexión adyacentes a una
porción central del respectivo tramo en la dirección de impacto
prevista durante el impacto.
15. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que los elementos laterales (26,
27, 28, 30) están articulados de manera que se colapsan hacia fuera
desde el respectivo tramo durante el impacto.
16. Un amortiguador de choques de calzada (10)
según la reivindicación 11, en el que cada tramo comprende una
porción central intermedia a la parte delantera y a la parte trasera
del respectivo tramo, y en el que cada uno de los elementos
laterales (26, 27, 28, 30) está articulado de manera que se desvían
hacia fuera desde la respectiva porción central durante el
impacto.
17. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que cada uno de los elementos
laterales (26, 27, 28, 30) se desvía hacia fuera desde el respectivo
tramo en una condición inicial.
18. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que al menos algunos de los
elementos laterales (26, 27, 28, 30) se desvían hacia fuera hasta
una extensión después del impacto mayor que en una condición
inicial.
19. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que el elemento (16) de absorción
de energía primeramente mencionado está dispuesto en el primer tramo
y es más corto que el primer tramo en una primera distancia (G1) en
la dirección anticipada o prevista, y que comprende además un
segundo elemento (16) de absorción de energía dispuesto en el
segundo tramo, siendo dicho segundo elemento (16) de absorción de
energía más corto que el segundo tramo en una segunda distancia (G2)
en la dirección de impacto prevista, en el que la primera distancia
(G1) es diferente de la segunda distancia (G2).
20. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que el elemento (16) de absorción
de energía primeramente mencionado está dispuesto en el primer
tramo, y que comprende además un segundo elemento (16) de absorción
de energía dispuesto en el segundo tramo, en el que los elementos
(16) de absorción de energía primero y segundo difieren en
rigidez.
21. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según la reivindicación 11, en el que los elementos laterales (26,
27, 28, 30) proporcionan zonas localizadas de deflexión durante el
impacto.
22. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 21, en el que el
bastidor (12) se puede acoplar a un vehículo para transporte y
elevado por encima del nivel del suelo.
23. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, en el que el
bastidor (12) se puede montar en un vehículo como una estructura
autosoportante.
24. Un amortiguador de choques (10) de calzada
según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, en el que el
bastidor (12) está configurado para estar en voladizo desde un
vehículo.
25. Un método para decelerar un vehículo que ha
abandonado una calzada, comprendiendo dicho método los siguientes
pasos:
(a) aplicar fuerza de deceleración, que alcanza
un pico o máximo por encima de un valor F1, a un vehículo con un
amortiguador de choques durante una porción inicial de un evento de
impacto entre el vehículo y el amortiguador de choques;
(b) aplicar una fuerza de deceleración que
desciende por debajo de un valor F2 al vehículo con el amortiguador
de choques durante una porción intermedia del evento de impacto,
después de la porción inicial; y
(c) aplicar una fuerza de deceleración en un
valor promedio F al vehículo con el amortiguador de choques
durante una porción final del evento de impacto que comienza en el
momento de impacto de un ocupante no sujeto del vehículo con un
interior del vehículo, según se describe en NCHRP 350, después de la
porción intermedia;
en el que F1 es al menos aproximadamente 150% de
F, y F2 es menor que 50% de F.
26. El método de la reivindicación 25, en el que
F2 es menor que una quinta parte de F.
27. El método de la reivindicación 25, en el que
F1 es más que el doble de F.
28. El método de la reivindicación 25, en el que
la fuerza de deceleración durante la porción intermedia permanece
por debajo de la mitad de F durante al menos 30 mseg.
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