DISPOSITIVO DE ABSORCIÓN DE ENERGÍA PARA ABSORBER LA ENERGÍA DE IMPACTO DE UN VEHÍCULO.

Un dispositivo de absorción de energía (10) para absorber la energía de impacto de un vehículo,

que comprende un miembro de impacto frontal (20), un miembro trasero (40) y uno o más elementos absorbentes de energía (60), dispuestos entre el miembro de impacto frontal (20) y el miembro trasero (40), caracterizado porque el dispositivo de absorción de energía comprende uno o más miembros deslizantes (30) que están conectados rígidamente al miembro de impacto frontal (20), en donde el miembro trasero (40) tiene una o más aberturas (50), a través de las cuales penetran los uno o más miembros deslizantes (30), en donde las aberturas (50) guían y limitan el movimiento de miembros deslizantes (30) a esencialmente sólo una dirección paralela a un eje longitudinal de los miembros deslizantes (30), y en donde los elementos absorbentes de energía (60) están dispuestos de manera esencialmente paralela al eje longitudinal de los miembros deslizantes (30)

La presente invención se refiere a un dispositivo de absorción de energía para absorber la energía de impacto de un vehículo que comprende uno o más elementos absorbentes de energía para absorber la energía de un impacto, por ejemplo de una colisión de un vehículo. Una realización particular de la invención es un vehículo, en particular un vehículo sobre raíles, que comprende un dispositivo de absorción de energía según las características del preámbulo de 5 la reivindicación independiente 1, y a un vehículo según la reivindicación independiente 12.

En el caso de un impacto sobre un vehículo, por ejemplo en una colisión de un vehículo en movimiento, la energía del impacto es disipada principalmente en deformación de partes del vehículo y en energía cinética residual del vehículo o partes del vehículo. En un intento de reducir los efectos perjudiciales de un impacto, en la técnica anterior se han presentado numerosas soluciones. 10

El documento US 6,158,356 describe un dispositivo de absorción de energía para su uso en vehículos, en particular vehículos ferroviarios, que comprende dos anillos planos que están insertados entre la cabina del conductor y el chasis del vagón, estando unidos los anillos en su parte superior cerca del techo del vehículo mediante una viga giratoria, y en donde dichos anillos comprenden en una parte inferior cerca del suelo del vehículo dispositivos amortiguadores para absorber la energía de una colisión. En caso de impacto del vehículo el miembro pivotante provoca 15 que el anillo frontal gire hacia el anillo posterior empujando al amortiguador hacia el chasis de la cabina, con lo cual el amortiguador absorbe la energía del impacto.

En el documento US 202/0073887 se describe un vehículo ferroviario que tiene un marco rígido que cubre todo el frente de la cabina del conductor, dispuesto sobre varios elementos absorbentes de energía para proteger a la cabina de impactos de colisión por encima del bastidor del vehículo. 20

El inconveniente de los dispositivos de absorción de energía de la técnica anterior es que la capacidad de absorción de energía no es suficiente, en particular para modernos trenes de alta velocidad y en el caso de colisiones graves. Por lo tanto, existe todavía un riesgo de daños graves al vehículo y a las personas que se encuentran en el vehículo. Además, los dispositivos no funcionan de manera óptima y por lo tanto no son fiables en todas las circunstancias de colisión. En particular, cuando la dirección de impacto es oblicua al eje longitudinal del vehículo, la 25 energía del impacto no es absorbida eficazmente. En relación con esto, el eje longitudinal del vehículo es el eje que se extiende a lo largo del chasis del vehículo. En vías rectas el eje longitudinal del vehículo es paralelo a la dirección de marcha del vehículo. Sin embargo, en vías curvas existe un ángulo oblicuo entre la dirección de marcha y el eje longitudinal del vehículo. Por tanto, un impacto de colisión en una vía curva transfiere fuerza y energía al vehículo en un ángulo oblicuo. Se ha hallado que en tales circunstancias los dispositivos de absorción de energía de la técnica anterior 30 son inadecuados.

En el documento DE 198 03501 se describe un dispositivo de absorción de energía para un tren en el cual se montan parachoques normales en una plancha de parachoques que está conectada de manera movible mediante una prolongación que engancha una guía montada en dirección longitudinal bajo el bastidor del compartimiento del tren, en donde dicha plancha de parachoques se deforma de manera controlada en el caso de un impacto que exceda la 35 capacidad de absorción de los parachoques normales.

El inconveniente de este dispositivo de absorción de energía consiste en que la capacidad de absorción de energía no es suficiente, en particular para los modernos trenes de alta velocidad, y en caso de colisiones graves. La longitud de deformación es demasiado corta para permitir una absorción de energía suficiente. Además, los impactos a un nivel por encima de la plancha de parachoques son insuficientemente absorbidos, y conducen a una deformación 40 incontrolada de la parte frontal del tren, en particular la cabina del conductor, que pone en peligro al conductor y a los pasajeros que se encuentren en los compartimientos situados detrás de la cabina del conductor.

A partir del documento EP 1 310 416, que se considera que representa la técnica anterior más próxima, es conocido un dispositivo de absorción de energía que comprende un miembro de impacto frontal, un miembro trasero y elementos absorbentes de energía dispuestos entre el miembro de impacto frontal y el miembro trasero. Sin embargo, 45 este dispositivo no está adaptado a trenes de alta velocidad.

Por consiguiente, existe la necesidad de un dispositivo de absorción de energía mejorado que tenga una elevada capacidad de absorción de energía, que sea fiable y tenga una absorción de energía óptima con independencia del nivel de impacto o la dirección del mismo, proporcionando de este modo una seguridad incrementada para el conductor y los pasajeros, en particular para modernos trenes de alta velocidad y en caso de colisiones graves. 50

De acuerdo con la presente invención se proporciona un dispositivo de absorción de energía, que comprende un miembro de impacto frontal, un miembro trasero y uno o más elementos absorbentes de energía, dispuestos entre el miembro de impacto frontal y el miembro trasero, en donde el dispositivo de absorción de energía comprende uno o más miembros deslizantes que están conectados rígidamente al miembro de impacto frontal, en donde el miembro trasero tiene una o más aberturas, a través de las cuales se pueden mover los uno o más miembros deslizantes, en donde las 55 aberturas guían y limitan el movimiento de los miembros deslizantes a esencialmente una dirección paralela a un eje longitudinal de los miembros deslizantes, y en donde los elementos absorbentes de energía están dispuestos de manera esencialmente paralela al eje longitudinal de los miembros deslizantes.

En otro aspecto de la invención se proporciona un vehículo, en particular un vehículo sobre raíles, que comprende un dispositivo de absorción de energía de acuerdo con la invención.

En una realización particularmente preferida del vehículo, el dispositivo de absorción de energía tiene una forma y dimensiones que corresponden a la forma y dimensiones de una cabina frontal del vehículo, y preferiblemente está integrado en el marco estructural de la cabina frontal del vehículo, en donde el miembro de impacto frontal está en 5 el frente de la cabina, el miembro trasero está en la parte posterior de la cabina y los miembros deslizantes y elementos absorbentes están en una parte del suelo de la cabina y el miembro de impacto frontal está conectado en un marco frontal de la cabina a miembros diagonales que tienen una zona arrugable, en donde dicho marco frontal está conectado a un marco trasero de la cabina que comprende el miembro trasero conectado a largueros traseros.

En el diseño del dispositivo de absorción de energía de acuerdo con la invención, la capacidad de absorción de 10 energía ha sido significativamente mejorada, lo que reduce el riesgo de daños estructurales al vehículo que sean caros o imposibles de reparar, y mejora la seguridad de los pasajeros del vehículo.

Las referencias a "frontal" y "trasero" se deben entender en términos de la dirección normal de marcha del vehículo. Así, el miembro frontal está situado delante del miembro trasero cuando el vehículo está marchando normalmente, y en el caso de una colisión recibirá el impacto antes que el miembro trasero. El dispositivo de absorción 15 de energía puede estar situado en los costados o en la parte posterior del vehículo. En tales casos, el miembro frontal y el miembro trasero deben entenderse como dispuestos de forma tal que, en una colisión, el miembro frontal recibe primero el impacto, antes que el miembro trasero.

El dispositivo de absorción de energía proporciona una absorción óptima de energía también cuando la dirección de impacto es oblicua al eje longitudinal de los miembros deslizantes o a la dirección longitudinal de un 20 vehículo sobre el cual está montado el dispositivo. Por tanto, el vehículo que comprende el dispositivo de absorción de energía de la invención es más fiable en varias circunstancias de colisión diferentes.

Breve descripción de los dibujos

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1. Un dispositivo de absorción de energía (10) para absorber la energía de impacto de un vehículo, que comprende un miembro de impacto frontal (20), un miembro trasero (40) y uno o más elementos absorbentes de energía (60), dispuestos entre el miembro de impacto frontal (20) y el miembro trasero (40), caracterizado porque el dispositivo de absorción de energía comprende uno o más miembros deslizantes (30) que están conectados 5 rígidamente al miembro de impacto frontal (20), en donde el miembro trasero (40) tiene una o más aberturas (50), a través de las cuales penetran los uno o más miembros deslizantes (30), en donde las aberturas (50) guían y limitan el movimiento de miembros deslizantes (30) a esencialmente sólo una dirección paralela a un eje longitudinal de los miembros deslizantes (30), y en donde los elementos absorbentes de energía (60) están dispuestos de manera esencialmente paralela al eje longitudinal de los miembros deslizantes (30). 10

2. El dispositivo de absorción de energía según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos 2 miembros deslizantes (30), al menos 2 aberturas (50) en el miembro trasero (40) y al menos 2 elementos absorbentes (60).

3. El dispositivo de absorción de energía según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la longitud del miembro de impacto frontal (20) y del miembro trasero (40) es al menos 50%, preferiblemente al menos 80% de la 15 anchura del vehículo.

4. El dispositivo de absorción de energía según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el miembro de impacto frontal (20), el uno o más miembros deslizantes (30) y el miembro trasero (40) tienen una rigidez a cizalladura y a flexión de al menos 10 veces la de los elementos absorbentes de energía (60).

5. El dispositivo de absorción de energía según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos 20 absorbentes de energía (60) tienen un comportamiento de absorción de energía anisotrópico y están dispuestos de manera tal que su eje de absorción de energía óptima es esencialmente paralelo al eje longitudinal de los miembros deslizantes (30).

6. El dispositivo de absorción de energía según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por un marco frontal (110) que comprende el miembro de impacto frontal (20) y miembros diagonales con zonas de arrugamiento (80) y un 25 marco trasero (120) que comprende el miembro trasero (40) y largueros traseros (70), en donde el marco frontal (110) y el marco trasero (120) están conectados en puntos superiores de los marcos trasero y frontal.

7. El dispositivo de absorción de energía según la reivindicación 6, caracterizado porque la resistencia a la deformacióndelosmiembros diagonales (80) con zonas de arrugamiento es baja comparada con la resistencia a la 30 deformación del miembro de impacto frontal y del miembro trasero (40) y los miembros deslizantes.

8. El dispositivo de absorción de energía según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el dispositivo tiene una forma y dimensiones que corresponden a la forma y dimensiones de una cabina frontal de un vehículo con el miembro de impacto frontal (20) en el frente de la cabina, el miembro trasero (40) situado en la parte posterior de la cabina y los miembros deslizantes (40) y elementos absorbentes (60) en una parte del suelo de la cabina. 35

9. El dispositivo de absorción de energía según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque la longitud (en dirección longitudinal) de los elementos absorbentes de energía (60) es al menos 20 cm.

10. El dispositivo de absorción de energía según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque la distancia (90) (en dirección longitudinal) entre el miembro de impacto frontal (20) y el miembro trasero (40) es al menos 30 cm, preferiblemente al menos 50 cm. 40

11. El dispositivo de absorción de energía según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los dispositivos de absorción de energía tienen una longitud incompresible residual definida que con los marcos frontal y trasero define una envoltura segura.

12. Un vehículo que comprende un dispositivo de absorción de energía (10) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes. 45

13. Un vehículo según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de absorción de energía tiene una forma y dimensiones que corresponde a la forma y dimensiones de una cabina frontal del vehículo y en donde el miembro de impacto frontal está en el frente de la cabina, el miembro trasero (40) está en la parte posterior de la cabina y los miembros deslizantes y elementos absorbentes están en una parte del suelo de la cabina.

14. Un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque el dispositivo de 50 absorción de energía está integrado en el marco estructural de la cabina frontal del vehículo.

15. Un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque comprende un marco frontal (110) que comprende el miembro de impacto frontal (20) y miembros diagonales (80) con zonas de arrugamiento y un marco trasero (120) que comprende el miembro trasero (40) y largueros traseros (70), en donde el marco frontal

(110) y el marco trasero (120) están conectados en largueros superiores del lado trasero y están configurados para formar la estructura de bastidor de la cabina frontal del vehículo.

16. El vehículo según la reivindicación 15, caracterizado porque el marco trasero (120) forma la parte posterior de la cabina del conductor y en donde el marco frontal (110) forma el techo y el frente de la cabina del conductor y en donde los miembros deslizantes y elementos absorbentes están en una parte del suelo de la cabina del 5 conductor.

17. El vehículo según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque además comprende un asiento de conductor, el cual asiento está conectado al marco frontal (110) y en caso de impacto con deformación el asiento se mueve hacia atrás junto con la parte frontal, al interior de una zona de seguridad incompresible. 10

18. El vehículo según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una abertura en el marco trasero (120) y una zona de seguridad detrás del marco trasero (120) y en donde el asiento está dispuesto para moverse en caso de impacto con deformación a través de la abertura del marco trasero (120) al interior de la zona de seguridad detrás del marco trasero (120).

19. El vehículo según la reivindicación 17, caracterizado porque el dispositivo de absorción de energía 15 comprende una longitud incompresible residual entre el miembro de impacto frontal (20) y la viga trasera (40) que proporciona una zona de seguridad incompresible en la cabina del conductor y en donde, en caso de impacto con deformación, el asiento del conductor se mueve hacia el marco trasero (120) al interior de dicha zona de seguridad.