ES2318320T3 - Dispositivo para un automovil para la proteccion de los ocupantes en el caso de una aplicacion de energia condicionada por colision, dirigida sobre una puerta de un automovil. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para un automóvil para la protección de los ocupantes en el caso de una aplicación de energía condicionada por colisión y dirigida lateralmente sobre una puerta de un automóvil (6), con una estructura de unión (7), que presenta al menos dos partes, una primera y una segunda parte, cuya primera parte (T1) está conectada fijamente con la puerta del automóvil (6) y cuya segunda parte (T2) está conectada fijamente con una zona de la carrocería del automóvil (5) que absorbe energía y que se encuentra en el espacio interior del vehículo (1), y ambas partes se pueden llevar a conexión operativa entre sí a través de al menos una zona de unión común (F) para la derivación selectiva de al menos una parte de la aplicación de energía que actúa lateralmente sobre la puerta del automóvil (6) en la zona de la carrocería del automóvil (5), caracterizado porque la primera y/o la segunda parte (T1, T2) experimentan a través de la alimentación de energía a un material transformable una modificación mecánica del estado, especialmente en forma de una modificación de la forma, a través de la cual se pueden apoyar las dos partes y bloquear entre sí.

Description

Dispositivo para un automóvil para la protección de los ocupantes en el caso de una aplicación de energía condicionada por colisión, dirigida sobre una puerta de un automóvil.

Campo técnico

La invención se refiere a un dispositivo para un automóvil para la protección de los ocupantes en el caso de una aplicación de energía condicionada por colisión, dirigida sobre una puerta de un automóvil.

Estado de la técnica

La protección de los ocupantes en automóviles se considera como una de las tareas principales en el diseño y nuevo desarrollo de automóviles. Un objetivo de desarrollo propio sirve para el diseño de zonas de aplastamiento características en la región frontal y en la región trasera, que pueden proteger con seguridad en gran medida la célula de pasajeros en el caso de colisiones frontales y traseras. En el caso de colisiones laterales, en cambio, la protección de los ocupantes plantea problemas mayores en virtud de las vías de deformación disponibles más pequeñas y de la reducida capacidad de absorción de la estructura lateral de un automóvil.

Las soluciones conocidas para la reducción del peligro que existe para los ocupantes en caso de colisiones laterales de automóviles prevén refuerzos de la puerta del automóvil. Así, por ejemplo, se conocen perfiles integrados en la puerta del automóvil, que poseen en la dirección transversal del automóvil una alta rigidez y/o una alta capacidad de absorción de energía. Por ejemplo, a partir del documento DE 196 33 637 A1 se deduce una puerta de vehículo con protección contra impacto lateral, en cuyo bastidor de la puerta están previstas barras de retención configuradas en forma de arco, que se giran en caso de colisión y se deforman bajo carga de tracción de una manera equivalente a la acción de una red de retención.

Un refuerzo de este tipo de las puertas laterales a través de la previsión de soportes longitudinales correspondientes no siempre es suficiente, sin embargo, en casos de colisión graves para asegurar a los ocupantes, puesto que en el caso de una actuación exterior de la fuerza sobre la puerta lateral, ésta puede ser presionada regularmente a través de la sección de la puerta de la carrocería del vehículo, de manera que se estrecha drásticamente el espacio de supervivencia de los ocupantes y se reducen, por decirlo así, las posibilidades de supervivencia.

El estado de la técnica conoce, además, una serie de medidas, que son adecuadas para transmitir fuerzas, que actúan sobre la puerta lateral, sobre la carrocería del vehículo. Por ejemplo, por medio del solape correspondientemente grande entre la puerta y la sección de la puerta o a través de bulones que sobresalen desde el borde de la puerta, que encajan en caso de colisión en escotaduras reforzadas de la sección de la puerta de la carrocería del automóvil. Así, por ejemplo, se deduce a partir del documento DE AS 22 15 674 una instalación de refuerzo prevista para una puerta de un automóvil, que está constituida esencialmente por un soporte curvado hacia fuera, cuyas secciones extremas penetran, en el caso de una deformación del soporte provocada por un impacto exterior, en una forma estirada en escotaduras correspondientes estables dentro del bastidor de la puerta. El soporte está constituido de una manera preferida de chapa de acero perfilada, que se lleva típicamente a través de transformación a la forma correspondiente.

Para evitar un incremento del peso propio del automóvil, condicionado por las medidas anteriores, se describe en el documento DE 41 25 299 C2 una instalación de refuerzo prevista para una puerta de un automóvil, que está constituida, por razones de reducción del peso, por una instalación de soporte de refuerzo configurada en forma de arco, fabricada a partir de material compuesto reforzado con fibras. También en este caso, el dispositivo de refuerzo se encuentra totalmente dentro de la puerta, que sobresale solamente en caso de colisión en virtud de la deformación implicada del soporte de refuerzo a ambos lados con las zonas extremas fuera de la puerta, que, por su parte, entran en conexión operativa de nuevo con flancos de apoyo estables en el marco de la puerta de la carrocería del automóvil.

A partir del documento DE 196 39 519 A1 se deduce una célula de pasajeros, que prevé como instalación de protección para los ocupantes del vehículo, en caso de colisión lateral, una construcción de soporte transversal, que establece en caso de colisión una unión transversal rígida entre la puerta del vehículo la consola central, de manera que la zona del asiento debe protegerse frente a las zonas de la puerta del vehículo que penetran en la célula de pasajeros. La construcción de soporte transversal solamente se manifiesta en caso de colisión, en el que son suficientes unos actuadores pirotécnicos o neumáticos que activan la construcción de soporte transversal configurada de forma articulada, integrada en el revestimiento del asiento, de la puerta y de la consola central bajo la configuración de una unión transversal estable.

Se conoce a partir del documento US 6 237 991 un dispositivo para un automóvil para la protección de ocupantes en caso de una colisión lateral de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Representación de la invención

Partiendo del estado de la técnica representado anteriormente, la invención tiene el problema de indicar un sistema de seguridad que optimiza la protección de los ocupantes, que puede ofrecer una protección elevada de los ocupantes en el caso de un impacto lateral o de una situación de colisión similar al impacto lateral. En particular, se aplica que la energía de deformación, que actúa en caso de colisión lateralmente sobre una puerta de automóvil, sea transmitida de una manera selectiva y segura desde la zona de la puerta del automóvil hacia fuera, para impedir en último término que el espacio de los ocupantes se reduzca excesivamente por deformaciones condicionadas por colisión de la puerta del automóvil o bien partes de la misma lesionen a los ocupantes en caso de penetración.

La solución del problema en el que se basa la invención se indica en la reivindicación 1. Las características que desarrollan de una manera ventajosa la idea de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes así como se pueden deducir a partir de la descripción, especialmente con referencia al ejemplo de realización.

El dispositivo para un automóvil para la protección de los ocupantes en el caso de una aplicación de energía condicionada por colisión y dirigida lateralmente sobre una puerta de un automóvil, con una estructura de unión, que presenta al menos dos partes, una primera y una segunda parte, cuya primera parte está conectada fijamente con la puerta del automóvil y cuya segunda parte está conectada fijamente con una zona de la carrocería del automóvil que absorbe energía y que se encuentra en el espacio interior del vehículo, y ambas partes se pueden llevar a conexión operativa entre sí a través de al menos una zona de unión común para la derivación selectiva de al menos una parte de la aplicación de energía que actúa lateralmente sobre la puerta del automóvil en la zona de la carrocería del automóvil, está configurado de tal forma que la primera y/o la segunda parte experimenta a través de la alimentación de energía a un material transformable una modificación mecánica del estado y como resultado de ello una modificación de la forma, a través de la cual se pueden apoyar las dos partes, bloquear entre sí y desbloquearse de forma reversible.

A diferencia de las soluciones conocidas, descritas al principio, para la elevación de la rigidez de puertas de automóviles, en las que están previstos soportes de impacto lateral que atraviesan la puerta del automóvil, que penetran en caso de colisión lateralmente en zonas más estables de la carrocería, para desviar de esta manera la energía de impacto dirigida sobre la puerta del automóvil en el caso extremo transversalmente a la dirección de actuación, de acuerdo con las publicaciones DE-AS 2 215 674 y DE 196 33 637 A1, la solución indicada prevé una estructura de unión estable conectada con la puerta del automóvil, a través de la cual la energía de impacto se deriva, especialmente en un escenario de impacto lateral esencialmente en paralelo a la dirección de la acción una zona de la carrocería que se encuentra en el espacio interior del automóvil. Evidentemente, la estructura de unión puede absorber o bien desviar selectivamente también aplicaciones de energía dirigidas sobre la puerta lateral, que actúan desde otras direcciones espaciales sobre la puerta del vehículo, distintas al caso de una situación de impacto lateral clásica. La particularidad del dispositivo se puede ver en que en el caso ideal, por una parte, se mantiene inalterada la funcionalidad de la puerta del automóvil, es decir, que existe como anteriormente una apertura y cierre libres de la puerta, pero, por otra parte, una estructura de unión nivelada en sí en el estado cerrado de la puerta del automóvil entre la puerta del automóvil y el espacio interior de la carrocería del automóvil, con preferencia en la zona de la infraestructura del asiento, proporciona una función de apoyo estable para una aplicación de energía, que actúa con preferencia en la dirección longitudinal a la estructura de unión en caso de impacto. Por otra parte, el desbloqueo y bloqueo repetidos permite el acoplamiento con sensores progresivos, los llamados sensores pre-impacto, por ejemplo en forma de sensores ópticos o a base de radar, que pueden suministrar, condicionados por la técnica, informaciones erróneas sobre la medida crítica de la situación detectada y requieren para asegurar el mensaje de un caso de impacto inminente un gasto elevado para el análisis y evaluación, que reducen de nuevo el tiempo de reacción, por ejemplo para el bloqueo, de manera que la reversibilidad representada del bloqueo permite tolerar posibles informaciones erróneas y como resultado de ello posibilitan una seguridad general elevada. Para la realización de la estructura de unión que corresponde a estos requerimientos se ofrecen varias formas de realización.

En el caso más sencillo, se ofrece fabricar la primera y la segunda parte total o parcialmente de un material transformable y activarlo de una manera correspondiente en caso de colisión. En principio es posible el empleo de una pluralidad de diferentes materiales transformables conocidos, posiblemente materiales transformables de cuerpos sólidos como piezo-cerámicas, cerámicas electrostrictivas, aleaciones de memoria de forma (SMA). Tales materiales transformables permiten una aplicación directa bajo la previsión de una conformación adecuada para la estructura de unión para las partes conectadas con la puerta del automóvil así como con la zona interior de la carrocería del automóvil.

No obstante, se conocen, además, también materiales transformables fluidos, como por ejemplo piezo-polímeros, fluidos electro reológicos, geles de polímeros así como fluidos magneto reológicos, que son adecuados, dado el caso, con la previsión dentro de un encapsulado seleccionado adecuado de la misma manera para el empleo y la utilización en el marco de la estructura de unión.

A través del empleo de materiales transformables dentro de la estructura de unión propuesta, es posible ajustar de una manera selectiva la rigidez así como el comportamiento de amortiguación de las partes que entran en conexión operativa entre sí en caso de colisión y, por lo tanto, el sistema de asiento de la carrocería relevante para el impacto y los ocupantes. Por ejemplo, los materiales transformables, que están constituidos por materiales de memoria de forma, pueden modificar su forma por medio de alimentación de corriente eléctrica selectiva de una manera predeterminada y al mismo tiempo también influir sobre la rigidez del material y/o las propiedades de amortiguación del material. Esta propiedad se utiliza de una manera ventajosa en el dispositivo de acuerdo con la invención porque una estructura de unión, que está constituida por un material de memoria de forma, que prevé, al menos sobre una zona de unión, dos partes o bien zonas parciales separables una de la otra, puede ser activada en el caso de una situación de impacto a través de la alimentación selectiva de energía eléctrica, de tal manera que ambas partes establecen una unión operativa íntima y estable entre sí, a través de la cual la energía de impacto que actúa sobre la puerta del automóvil es derivada a lo largo de la estructura de unión de una manera selectiva a una zona estable, con preferencia en la región del suelo del automóvil, o zona de absorción de energía.

Además de la función de la derivación selectiva de la fuerza a lo largo de la estructura de unión, el material transformable empleado posibilita la modificación de su comportamiento de rigidez o bien de amortiguación a través de un control activo de una forma de energía, que actúa de una manera selectiva sobre el material transformable, por ejemplo en forma de energía eléctrica, térmica u otra, con la salvedad de una carga fisiológica reducida de los ocupantes que se encuentran en el interior del automóvil. La regulación o bien el control del comportamiento de rigidez o bien de amortiguación del material transformable empleado se puede realizar de acuerdo con diferentes funciones selectivas, por ejemplo, teniendo en cuenta una aceleración reducida de la nuca de los ocupantes que se encuentran en el vehículo. La función selectiva depende, en principio, de la edad, peso, sexo, tamaño y de la posición sentada respectiva de los ocupantes dentro del automóvil.

Evidentemente, el dispositivo no sólo se puede emplear con éxito en las puertas laterales de un automóvil, más bien la estructura de unión es adecuada también para la estabilización de una puerta trasera. En el caso de puertas laterales, se ha revelado como especialmente ventajoso que cada parte de la estructura de unión, que está conectada con la zona interior estable de la carrocería, esté en unión operativa fija con la carrocería en cada caso en la zona debajo del asiento del vehículo. Un anclaje de este tipo de la estructura de unión prevista en el espacio interior de la carrocería del vehículo repercute, en situaciones de impacto, de una manera especialmente cuidadosa desde el punto de vista fisiológico, sobre los ocupantes que se encuentran en el asiento respectivo del vehículo, especialmente en casos, en los que la estructura de unión está fabricada de materiales transformables descritos anteriormente con el comportamiento de amortiguación y de rigidez que se puede ajustar de esta manera.

La configuración descrita anteriormente de la estructura de unión utilizando materiales transformables no presupone, sin embargo, necesariamente una activación de los materiales respectivos por medio de energía aplicada externamente, como por ejemplo la alimentación de energía eléctrica, de la misma manera es posible utilizar de forma ventajosa una estructura de unión configurada como anteriormente también de forma puramente pasiva. De esta manera, una estructura de unión fabricada de material de memoria de forma permite un ajuste técnico de fabricación o bien técnico de material del comportamiento de rigidez y/o del comportamiento de amortiguación aprovechando de una manera correspondiente las propiedades propias del material (por ejemplo, superelasticidad o histéresis del material), con lo que en último término es posible una adaptación predeterminada de la aplicación de energía que actúa, en caso de impacto, sobre la carrocería del vehículo y en último término también sobre los ocupantes que se encuentran en el asiento del vehículo.

De la misma manera es concebible un ajusta selectivo casi estático de las propiedades del material o bien del componente de una manera similar a la descrita anteriormente. Por ejemplo, en el caso de utilización de metales de memoria de forma es concebible aprovechar la activación térmica para un ajuste variable de la histéresis del sistema.

Además, es concebible aprovechar para el establecimiento de la unión de juntura la propia energía del impacto. Así, por ejemplo, la energía del impacto se puede aprovechar para el bloqueo de las partes de la estructura de unión. Un elemento activo puede provocar una separación siguiente de las partes, para posibilitar o bien facilitar la apertura de la puerta y el salvamento de los ocupantes.

De la misma manera es concebible aprovechar la energía del impacto para la activación del material transformable. En el caso de un material de memoria de forma, se puede convertir la energía mecánica en energía térmica, por medio de la cual se consigue entonces la activación propiamente dicha del efecto de memoria de forma.

Evidentemente, también son concebibles ejemplos de realización, que prevén estructuras de unión configuradas más complejas. Así, por ejemplo, es concebible configurar en cada caso la primera y la segunda parte de la estructura de unión duplicadas, de manera que se posibilita una disposición paralela de primeras y segundas partes que están en unión operativa entre sí. De esta manera, la primera parte podría estar configurada como tubo con una barra separada que se extiende en el interior, de manera que los dos componentes pueden estar fabricados en cada caso de materiales diferentes. De la misma manera, como alternativa o en combinación con la variante anterior, la segunda parte podría presentar una división en dos partes configurada en la dirección longitudinal, de manera que una zona está constituida por un material transformable y la otra zona por un material convencional. Las consideraciones anteriores deben mostrar que no se ponen casi límites a la pluralidad de configuraciones de la estructura de unión, para optimizar en último término la estructura de unión desde el punto de vista de una derivación efectiva o bien de una absorción de la energía de impacto desde la zona de la puerta del automóvil.

Para la ilustración adicional del dispositivo para la protección de los ocupantes en una aplicación de energía condicionada por colisión, dirigida sobre una puerta de un automóvil, se remite al ejemplo de realización único descrito a continuación con referencia a la figura.

Representación de la invención

La figura muestra una sección transversal parcial a través de un automóvil, en cuyo espacio interior del automóvil 1 se asienta una persona 2 sobre un asiento de un automóvil. El asiento del automóvil 3 está conectado a través de elementos de bloqueo correspondientes 4 con la zona del suelo de la carrocería del automóvil 5. El modo de funcionamiento de los elementos de bloqueo no se considera en este lugar. Hacia el lado izquierdo de la persona 2 se encuentra una puerta de automóvil 6, que se muestra en el estado cerrado en la representación de la sección transversal. Se presta una atención especial a la estructura de unión 7, que está articulada con uno de sus extremos 71 fijamente en el interior de la puerta de automóvil 6 y con su otro extremo 72 está conectada fijamente con la zona del suelo de la carrocería 5 del automóvil. Se puede comprender fácilmente una entrada de energía E dirigida en el marco de un impacto lateral lateralmente sobre la puerta de un automóvil 6 se puede derivar de una manera muy efectiva a través de la estructura de unión 7 a la zona del suelo de la carrocería 5 del automóvil, sin deformarse en este caso esencialmente la puerta del automóvil 6. Por lo tanto, esto se debe a que la estructura de unión 7 presenta una extensión longitudinal orientada en la dirección activa de la energía de impacto E, a lo largo de la cual se transmite la energía E hasta la zona estable del suelo de la carrocería 5.

Para no perjudicar el modo de funcionamiento de la puerta del automóvil en el caso normal, la estructura de unión 7 prevé al menos una zona de unión F, que divide la estructura de unión 7 en las partes T1 y T2.

Para asegurar que las partes T1 y T2 de la estructura de unión 7 establezcan una unión íntima, estable en el caso de colisión para desviar en último término la aplicación de energía E con seguridad a la zona del suelo de la carrocería del automóvil 5 y proteger la persona P contra daños fisiológicos, las zonas de unión están realizadas con una construcción correspondiente, y establecen una unión operativa estable entre sí. Con respecto a los ejemplos de realización posibles para la realización de una unión operativa de este tipo de las dos partes T1 y T2 se remite a la descripción anterior.

El objetivo en el que se basa el dispositivo de mejorar la protección de los ocupantes en caso de impacto lateral así como en situaciones de impacto combinadas, se consigue porque se lleva a cabo una reducción selectiva de la solicitación fisiológica de los ocupantes en caso de un impacto a través de una influencia controlada de las fuerzas o bien de las aceleraciones o bien de las deformaciones que actúan sobre el asiento. Esto se puede producir de una manera especialmente ventajosa a través de la configuración de una estructura de unión entre la puerta del automóvil y zonas rígidas de la infraestructura del asiento a través de la utilización selectiva de un material transformable, por ejemplo de un material de memoria de forma.

Lista de signos de referencia

1

Espacio interior del automóvil

2

Persona

3

Asiento del vehículo

4

Elemento de bloqueo

5

Carrocería del automóvil

6

Puerta del automóvil

7

Estructura de unión

71, 72

Extremos de la estructura de unión

Claims (11)

1. Dispositivo para un automóvil para la protección de los ocupantes en el caso de una aplicación de energía condicionada por colisión y dirigida lateralmente sobre una puerta de un automóvil (6), con una estructura de unión (7), que presenta al menos dos partes, una primera y una segunda parte, cuya primera parte (T1) está conectada fijamente con la puerta del automóvil (6) y cuya segunda parte (T2) está conectada fijamente con una zona de la carrocería del automóvil (5) que absorbe energía y que se encuentra en el espacio interior del vehículo (1), y ambas partes se pueden llevar a conexión operativa entre sí a través de al menos una zona de unión común (F) para la derivación selectiva de al menos una parte de la aplicación de energía que actúa lateralmente sobre la puerta del automóvil (6) en la zona de la carrocería del automóvil (5), caracterizado porque la primera y/o la segunda parte (T1, T2) experimentan a través de la alimentación de energía a un material transformable una modificación mecánica del estado, especialmente en forma de una modificación de la forma, a través de la cual se pueden apoyar las dos partes y bloquear entre sí.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera parte (T1) y la segunda parte (T2) presentan en la zona de unión (F) en cada caso contornos de unión configurados adaptados entre sí.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los contornos de unión adaptados de las dos partes (T1, T2) están configurados de tal forma que la primera parte (T1) en la zona de unión (F) rodea, al menos parcialmente, la segunda parte (T2) o penetra parcialmente en ésta.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las dos partes (T1, T2) se pueden llevar a apoyo mutuo en la zona de unión (F) a través del cierre de la puerta del vehículo (6).

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque ambas partes (T1, T2) apoyadas se pueden bloquear y desbloquear una de la otra.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material transformable está constituido por al menos una de las siguientes clases de material: piezo-cerámica, piezo-polímero, cerámica electrostrictiva, fluido electro reológico, aleación de memoria de forma, polímero de memoria de forma.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la primera parte (T1) y/o la segunda parte (T2) o al menos zonas parciales de la primera y/o de la segunda parte están constituidas por un material transformable, que experimenta antes y durante la aplicación de energía condicionada por la colisión, dirigida sobre una puerta del automóvil, una modificación de la forma, de tal manera que ambas partes están en una conexión activa fija desprendible.

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque una instalación de detección de aproximación está prevista uno o en el automóvil, que detecta una situación de colisión inevitable y genera una señal, a través de la cual se puede activar al menos un elemento activo y/o la estructura inteligente.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la estructura del automóvil (6) es una puerta lateral, y porque la segunda parte (T2) está fijada en la zona del suelo de la carrocería junto o debajo de la infraestructura del asiento.

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la modificación mecánica del estado consigue una acción que influye sobre el comportamiento de oscilación y/o el comportamiento de amortiguación del material transformable.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la alimentación de energía al material transformable es independiente de la energía de impacto.