ES2311904T3 - Elemento de carroceria y cuerpo de absorcion para un elemento de carroceria. - Google Patents

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Abstract

Elemento de carrocería (1) con un cuerpo de absorción (2; 10) para amortiguar un impacto sobre el elemento de carrocería (1), presentando dicho cuerpo de absorción (2; 10) una pluralidad de elementos de deformación controlada (4) dispuestos adyacentemente entre sí debajo de la chapa exterior (4) del elemento de carrocería (1), que están situados entre al menos dos paredes de apoyo (5, 6; 5, 6, 11) del cuerpo de absorción (2; 10) sucesivas y separadas entre sí dispuestas debajo de la porción de chapa exterior (3) del elemento de carrocería 1 y que están preformados de manera que los elementos de deformación controlada (4) presentan un comportamiento de deformación definido, caracterizado porque el cuerpo de absorción (10) presenta varias capas de elementos de deformación controlada (4) que están respectivamente dispuestas entre paredes de apoyo (5, 6, 11).

Description

Elemento de carrocería y cuerpo de absorción para un elemento de carrocería.
La invención se refiere a un elemento de carrocería con un cuerpo de absorción de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere además a un cuerpo de absorción para un elemento de carrocería de este tipo de acuerdo con la reivindicación 10.
Ya se conocen diferentes configuraciones de elementos de carrocería con un cuerpo de absorción del tipo mencionado al principio para la protección de los peatones. Se pueden encontrar ejemplos en los documentos DE 10063582 A1, DE 10102187 A1, DE 19948732 A1, DE 10242258 A1, DE 19959606 A1 y DE 10136898 A1. En estas configuraciones conocidas, una carga estática relativamente pequeña del elemento de carrocería perpendicularmente a la chapa exterior ya produce que el cuerpo de absorción, ceda plásticamente de forma no intencionada. Esto tiene un efecto negativo en la apariencia del vehículo, ya que los intersticios entre elementos de carrocería adyacentes y también las transiciones entre superficies ya no resultan atractivas desde el punto de vista óptico. Esto es especialmente aplicable cuando el cuerpo de absorción está dispuesto cerca de una de estas zonas de transición entre dos elementos de carrocería. Además, los cuerpos de absorción conocidos tienen una altura de montaje relativamente grande y, a pesar de esta altura de montaje, frecuentemente sólo se aprovecha de forma relativamente eficaz para la absorción de energía una pequeña parte del gran recorrido de deformación del cuerpo de absorción.
Por ello, un objetivo de la presente invención consiste en perfeccionar un elemento de carrocería del tipo mencionado en la introducción de tal modo que resista una carga estática definida y que, al mismo tiempo, en caso de una carga dinámica asegure una absorción de energía eficiente utilizando un cuerpo de absorción compacto.
Este objetivo se resuelve según la invención mediante un elemento de carrocería con las características indicadas en la parte de identificación de la reivindicación 1.
De acuerdo con la invención, en un cuerpo de absorción están previstos varios elementos de deformación controlada.
El efecto de absorción de energía del cuerpo de absorción se distribuye entre los elementos de deformación controlada individuales, de modo que cada elemento de deformación controlada individual ha de satisfacer unos requisitos relativamente pequeños, y en consecuencia fácilmente controlables, en lo que respecta a la estabilidad en caso de carga estática y al comportamiento de deformación definido en caso de carga dinámica. Los valores límite para la carga estática por un lado y para la dinámica, es decir, la deformación definida, en caso de carga dinámica por otro, se pueden predeterminar de forma selectiva a través de la conformación de los elementos de deformación controlada, la elección del material para éstos, el espesor de los elementos de deformación controlada y la densidad de la disposición de los elementos de deformación controlada entre las paredes de apoyo. Para ello se pueden tener en cuenta situaciones de carga típicas, de modo que el cuerpo de absorción sea adecuado por ejemplo para ser utilizado en un guardabarros o también en un parachoques. Si se utiliza en un guardabarros, el elemento de carrocería según la invención asegura una amortiguación efectiva en particular de un impacto de la cabeza de un peatón. En este contexto, el cuerpo de absorción es especialmente adecuado para ser utilizado en la zona del guardabarros adyacente al capó de un automóvil. El cuerpo de absorción puede estar diseñado de tal modo que el comportamiento de carga del guardabarros corresponda al comportamiento de carga del capó adyacente. De este modo se logra una buena protección de los peatones. El cuerpo de absorción puede estar realizado de forma compacta y en particular con poca altura de montaje.
Un elemento de carrocería según la reivindicación 2 se puede fabricar como componente individual con un gasto relativamente bajo. Alternativamente también es posible conformar el cuerpo de absorción de forma integral con el elemento de carrocería, lo que reduce el gasto de montaje.
Un elemento de deformación controlada conformado según la reivindicación 3 presenta un comportamiento de deformación muy definido. Con esta conformación, los valores límites para la carga estática y/o dinámica se pueden ajustar adicionalmente a través del ángulo de deformación inicial, es decir, el ángulo de deformación de los elementos de deformación controlada no sometidos a carga. Los elementos de deformación controlada con este tipo de ángulo tienen en su posición inicial suficiente capacidad de carga estática y presentan un buen efecto de absorción en caso de carga dinámica por impacto.
El ángulo de deformación inicial según la reivindicación 4 ha resultado especialmente ventajoso para lograr un comportamiento de carga muy adaptable a las circunstancias de la protección de peatones.
Una configuración de las porciones de arista según las reivindicaciones 5 y 6 favorece un comportamiento definido de flexión o deformación del cuerpo de absorción.
Un cuerpo de absorción según la reivindicación 7 puede proporcionar un gran recorrido de deformación.
Los materiales según las reivindicaciones 8 y 9 posibilitan una buena adaptación del comportamiento de carga del cuerpo de absorción a unos valores límite predeterminados.
Otro objetivo de la invención consiste en poner a disposición un cuerpo de absorción para un elemento de carrocería conocido por preuso manifiesto, que, con una construcción compacta, presente un comportamiento de carga bien adaptado a los requisitos de la protección contra impactos correspondiente al comportamiento de carga arriba indicado.
Este objetivo se resuelve según la invención mediante un cuerpo de absorción según la reivindicación 10.
Las ventajas de este cuerpo de absorción corresponden a las arriba indicadas con referencia a las reivindicaciones 1 a 9.
A continuación se explican más detalladamente ejemplos de realización de la invención con referencia a los dibujos. En los dibujos:
- la figura 1 muestra una sección de un elemento de carrocería con un cuerpo de absorción;
- la figura 2 muestra una sección de un elemento de carrocería con otra forma de realización de un cuerpo de absorción.
La figura 1 muestra una sección de un elemento de carrocería 1 de un vehículo (por lo demás no representado en las figuras) con un cuerpo de absorción 2 para amortiguar un impacto, por ejemplo de un peatón, sobre el elemento de carrocería 1. En la figura 1 sólo se muestra una porción de una chapa exterior del elemento de carrocería 1 de un vehículo. Esta zona representada también se denominará en lo sucesivo porción de chapa exterior 3 del elemento de carrocería 1. El elemento de carrocería 1 puede consistir en un guardabarros o un parachoques.
El cuerpo de absorción 2 incluye una pluralidad de elementos de deformación controlada 4 de plástico dispuestos debajo de la porción de chapa exterior 3 del elemento de carrocería 1 que se encuentran situados entre paredes de apoyo 5, 6 sucesivas y separadas entre sí dispuestas debajo de la porción de chapa exterior 3 del elemento de carrocería 1. La pared de apoyo superior 5 en la figura 1 está dispuesta directamente debajo de la porción de chapa exterior 3. La pared de apoyo inferior 6 en la figura 1 está separada de la porción de chapa exterior 3 hacia el interior a causa de los elementos de deformación controlada 4 interpuestos.
Los elementos de deformación controlada 4 están preformados de tal modo que presentan un comportamiento de deformación definido. Cada elemento de deformación controlada 4 está configurado como elemento angular y presenta una primera porción de pared 7, que está conformada en la pared de apoyo superior 5, y una segunda porción de pared 8, que está conformada en la pared de apoyo inferior 6. En la transición entre las dos porciones de pared 7, 8 se encuentra una porción de arista 9 del elemento de deformación controlada 4. La porción de arista 9 se extiende paralela a los planos de las paredes de apoyo 5, 6 y perpendicular a una dirección de extensión principal de las paredes de apoyo 5, 6. Las porciones de arista 9 de todos los elementos de deformación controlada 4 se extienden paralelas entre sí y además de forma aproximadamente paralela a la chapa exterior del vehículo en el área del cuerpo de absorción 2.
En el ejemplo de realización representado, los elementos de deformación controlada 4 presentan entre las porciones de pared 7, 8, en la zona de la porción de arista 9, un ángulo de deformación inicial no sometido a carga previa de 120º. También son posibles otros ángulos de plegadura, por ejemplo entre 90º y 150º.
Los elementos de deformación controlada 4 están dispuestos adyacentemente entre sí por debajo de la porción de chapa exterior 3 del elemento de carrocería 1. Las porciones de arista 9 están orientadas de forma alterna. Por consiguiente, los elementos de deformación controlada 4 están orientados de tal modo que cada dos porciones de arista 9 están mutuamente enfrentadas o se alejan una de la otra.
En caso de una carga del elemento de carrocería 1 con un componente de fuerza perpendicular a la porción de chapa exterior 3, el cuerpo de absorción 2 se comporta de la siguiente manera:
El cuerpo de absorción 2 resiste una carga estática hasta un límite de fuerza predeterminado. Este límite de fuerza se puede elegir de tal modo que el cuerpo de absorción 2 resista una carga estática típica del elemento de carrocería 1, por ejemplo la carga que se produce cuando una persona se apoya en el elemento de carrocería 1 o se sienta sobre el mismo. Los elementos de deformación controlada 4 del cuerpo de absorción 2 también resisten una carga dinámica hasta un valor límite determinado de la fuerza de impacto.
Este valor límite también se designará más abajo como umbral de activación. Por encima del umbral de activación, los elementos de deformación controlada 4 ceden y se deforman de forma definida, con lo que el ángulo de deformación entre las porciones de pared 7, 8 se reduce a partir del ángulo de deformación inicial. Después, los elementos de deformación controlada 4 que se están deformando se rompen de forma definida en la zona de la porción de arista 9 y en la transición entre las porciones de pared 7, 8 y las paredes de apoyo 5, 6. Gracias a la orientación alterna de las porciones de arista 9, con esta deformación y rotura definida las paredes de apoyo 5, 6 se aproximan entre sí sin un gran desplazamiento lateral. Por ello, el comportamiento de deformación del cuerpo de absorción 2 está bien definido.
Durante el diseño del cuerpo de absorción 2 se puede influir en la magnitud del umbral de activación a través de la elección del material para los elementos de deformación controlada 4, a través del espesor de éstos, a través del ángulo de deformación inicial, a través de la extensión de las porciones de arista 9, es decir, la anchura el cuerpo de absorción 2 en la dirección de las porciones de arista 9, y a través de la cantidad de elementos de deformación controlada 4 a lo largo de una porción longitudinal dada del cuerpo de absorción 2, es decir, la densidad de los elementos de deformación controlada 4. Cuanto menor es el ángulo de deformación inicial, más bajos son el valor límite de fuerza y el umbral de activación. Para los especialistas es evidente esta dependencia de los valores límite de las otras magnitudes de influencia arriba mencionadas, por lo que no requiere ninguna descripción detallada.
El cuerpo de absorción 2 está hecho en conjunto de poliamida (PA) con una proporción de fibra de vidrio de un 30% en peso, en particular de PA6 GF30. También es posible una construcción con otra poliamida, incluso de una poliamida no reforzada. Alternativamente también es posible realizar el cuerpo de absorción 2 con otro plástico, por ejemplo polipropileno (PP).
En la realización según la figura 1, el cuerpo de absorción 2 constituye un elemento estructural propio que está unido con el elemento de carrocería 1 a través de elementos de fijación, por ejemplo mediante uniones por clip. Alternativamente, el cuerpo de absorción 2 también se puede conformar integralmente con el elemento de carrocería 1.
La figura 2 muestra una representación similar de un elemento de carrocería 1 con otra forma de realización de un cuerpo de absorción 10. Los componentes correspondientes a los ya descritos previamente en relación con la figura 1 tienen los mismos números de referencia y no se describirán de nuevo en detalle.
Además de las dos paredes de apoyo 5, 6, el cuerpo de absorción 10 presenta una tercera pared de apoyo 11 dispuesta desplazada en relación con la pared de apoyo 6 de nuevo hacia el interior con respecto a la porción de chapa exterior 3. Por consiguiente, el cuerpo de absorción 10 presenta dos capas de elementos de deformación controlada 4. Una primera capa de elementos de deformación controlada 4 está dispuesta entre las paredes de apoyo 5, 6, como en el cuerpo de absorción 3 según la figura 1. Una segunda capa de elementos de deformación controlada 4 está dispuesta en el cuerpo de absorción 10 entre las paredes de apoyo 6 y 11. La estructura y la disposición de los elementos de deformación controlada 4 de la segunda capa corresponden a la estructura y la disposición de los elementos de deformación controlada 4 de la primera capa.
El comportamiento de carga del cuerpo de absorción 10 corresponde al comportamiento de carga del cuerpo de absorción 2 y, debido a las dos capas sucesivas de elementos de deformación controlada 4, en el cuerpo de absorción 10 se dispone de un mayor recorrido de deformación, que puede ser aprovechado en caso de un impacto para asegurar una mayor absorción de energía.
Además de la forma angular de los elementos de deformación controlada, como en el caso de los elementos de deformación controlada 4 según las figuras 1 y 2, también son posibles otras conformaciones de los elementos de deformación controlada 4 que permitan un comportamiento de deformación definido. En particular, los elementos de deformación controlada se pueden configurar en forma de hoz.
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.
Documento de patente citado en la descripción
\bullet DE 10063582 A1 [0002]
\bullet DE 10242258 A1 [0002]
\bullet DE 10102187 A1 [0002]
\bullet DE 19959606 A1 [0002]
\bullet DE 19948732 A1 [0002]
\bullet DE 10136898 A1 [0002]

Claims (9)

1. Elemento de carrocería (1) con un cuerpo de absorción (2; 10) para amortiguar un impacto sobre el elemento de carrocería (1), presentando dicho cuerpo de absorción (2; 10) una pluralidad de elementos de deformación controlada (4) dispuestos adyacentemente entre sí debajo de la chapa exterior (4) del elemento de carrocería (1), que están situados entre al menos dos paredes de apoyo (5, 6; 5, 6, 11) del cuerpo de absorción (2; 10) sucesivas y separadas entre sí dispuestas debajo de la porción de chapa exterior (3) del elemento de carrocería 1 y que están preformados de manera que los elementos de deformación controlada (4) presentan un comportamiento de deformación definido, caracterizado porque el cuerpo de absorción (10) presenta varias capas de elementos de deformación controlada (4) que están respectivamente dispuestas entre paredes de apoyo (5, 6, 11).
2. Elemento de carrocería según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de absorción (2; 10) constituye un elemento estructural propio que está unido al elemento de carrocería (1).
3. Elemento de carrocería según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque cada elemento de deformación controlada (4) está configurado como elemento angular,
- con una primera porción de pared (7) que está unida con la primera pared de apoyo (5),
- con una segunda porción de pared (8) que está unida con la segunda pared de apoyo (6),
- con una porción de arista (9) en la transición entre las dos porciones de pared (7, 8), extendiéndose dicha porción de arista (9) paralelamente a los planos de las paredes de apoyo (5, 6; 5, 6, 11).
4. Elemento de carrocería según la reivindicación 3, caracterizado por un ángulo de deformación inicial del elemento de deformación controlada (4) entre las porciones de pared (7, 8) en la zona de la porción de arista (9) de 90º a 150º, preferentemente de 120º.
5. Elemento de carrocería según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque las porciones de arista (9) de todos los elementos de deformación controlada (4) se extienden paralelas entre sí y en particular perpendicularmente respecto de una dirección de extensión principal de las paredes de apoyo (5, 6; 5, 6, 11).
6. Elemento de carrocería según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque las porciones de arista (9) están orientadas de forma alterna.
7. Elemento de carrocería según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por elementos de deformación controlada (4) de poliamida (PA), en particular de poliamida reforzada con fibra de vidrio (GF), de forma especialmente preferente de una poliamida 6 (PA6 GF) con una proporción de fibra de vidrio de un 30 por ciento en peso.
8. Elemento de carrocería según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por elementos de deformación controlada (4) de polipropileno (PP).
9. Cuerpo de absorción (2; 10) según una de las reivindicaciones 1 a 8 para un elemento de carrocería (1).
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