DISPOSITIVO ABSORBEDOR DE ENERGÍA.

Dispositivo absorbedor de energía para proteger una sola vez a los ocupantes de vehículos,

que comprende un recipiente (1) que hace transición a un canal de salida a través de un estrechamiento, estando contenido en el recipiente (1) un líquido magnetorreológico (3) que, al producirse un impacto del vehículo, es impulsado a través de un trayecto de flujo (5) que está previsto en el canal de salida del recipiente (1), y un equipo (2) que genera un campo magnético variable (10) y presenta dos superficies polares planas (11, 12) asociadas al trayecto de flujo (5), entre las cuales actúa el campo magnético (10) sobre el líquido magnetorreológico (3) para regular las propiedades de flujo, caracterizado porque el trayecto de flujo (5) está subdividido en al menos dos rutas de circulación (16) por al menos un tabique (15) que forma dos superficies polares planas adicionales (13, 14)

La invención concierne a un dispositivo absorbedor de energía para proteger una sola vez a los ocupantes de vehículos, que comprende un recipiente que hace transición a un canal de salida a través de un estrechamiento, en donde está contenido en el recipiente un líquido magnetorreológico que, al producirse un impacto del vehículo, es impulsado a través de un trayecto de flujo que está previsto en el canal de salida del recipiente, y un equipo generador de un campo magnético variable que presenta dos superficies polares planas asociadas al trayecto de flujo, a través de las cuales actúa el campo magnético sobre el líquido magnetorreológico para regular las propiedades de flujo.

Para poder influir sobre la capacidad de flujo del líquido magnetorreológico por medio de un campo magnético de modo que se modifique la resistencia a la circulación del trayecto de flujo, se tiene que cumplir con diferentes criterios. Un campo magnético generado por una bobina ha de ser introducido en el líquido magnetorreológico, para lo cual ciertos elementos y partes del dispositivo, que están previstos para el recorrido directo de las líneas de campo por el líquido magnetorreológico, deberán ser mejores conductores magnéticos que otros elementos y partes que están fuera del recorrido directo de las líneas de campo.

Se conoce por el documento DE 19820570 un amortiguador de vibraciones con un recipiente cilíndrico en el que están contenidos un pistón y un líquido electrorreológico. Para que pueda moverse el pistón, éste está formado por envolventes cilíndricas concéntricas distanciadas una de otra, a cada una de las cuales se aplica la tensión necesaria para formar un campo eléctrico a fin de variar la viscosidad. El sistema está pensado para un uso múltiple como amortiguador de vibraciones, estando formadas dos cámaras de presión por el pistón móvil en un sistema cerrado.

Un dispositivo para proteger una sola vez a los ocupantes de un vehículo se encuentra descrito, por ejemplo, en el documento WO 2007/068436. El campo magnético es generado por una bobina que está provista de un núcleo de forma de C hecho de un material magnéticamente activo, especialmente un núcleo de hierro. Entre las dos superficies polares ligeramente distanciadas del núcleo de forma de C se extiende un canal de salida del recipiente, de sección transversal rectangular, que contiene el trayecto de flujo. Las paredes del canal de salida que se aplican a las superficies polares son de un material buen conductor magnético, mientras que las paredes laterales son de un material al menos peor conductor magnético que el líquido magnetorreológico.

Las circunstancias especiales de un impacto dejan tan sólo un espacio de tiempo extremadamente corto, dentro del cual se tiene que variar la capacidad de flujo del líquido magnetorreológico. Para variar la capacidad de flujo se necesita un tiempo de permanencia mínimo en el campo magnético, de modo que la sección transversal del canal de salida y su longitud magnetizante, es decir, la longitud de las superficies polares, prefijan el volumen del líquido magnetorreológico que puede magnetizarse en el tiempo de permanencia mínimo. Para que el caudal volumétrico resultante durante el impacto a consecuencia de la superficie de presión que solicita al líquido del recipiente y de la velocidad de traslación de dicha superficie se acomode al caudal volumétrico determinado por el tiempo de permanencia mínimo son necesarias dimensiones determinadas del canal de salida. Por tanto, dado que la altura del canal de salida determinada por la distancia entre las superficies polares sólo condicionalmente podrá ser agrandada, se pueden variar generalmente tan sólo la anchura del canal de salida y la longitud dentro de la cual actúa el campo magnético, siempre que no se limiten también éstas debido a problemas de espacio de montaje.

Según el documento WO 2007/068436, se intenta ampliar el tiempo de permanencia del líquido entre las superficies polares por medio de estructuras internas montadas en el trayecto de flujo cuando la longitud del trayecto de flujo dentro del cual actúa el campo magnético es demasiado pequeña, por ejemplo por medio de una placa de separación con una pluralidad de almas realzadas por ambos lados que están dispuestas en filas decaladas una respecto de otra. Se prolonga así el recorrido del líquido, pero se reducen por las almas la superficie de la sección transversal del canal de salida y, por tanto, el volumen magnetizable por unidad de tiempo.

La invención se ha planteado ahora el problema de introducir, incluso en condiciones de espacio extremadamente limitado, las fuerzas magnéticas que provocan la variación de la viscosidad del líquido magnetorreológico, y resuelve dicho problema haciendo que el trayecto de flujo esté subdividido en al menos dos rutas de circulación por medio de al menos un tabique que forma dos superficies polares planas adicionales.

Cada tabique reduce ciertamente la superficie de la sección transversal del trayecto de flujo y, por tanto, el volumen del líquido magnetizable por unidad de tiempo, pero, debido a la menor distancia entre cada dos superficies polares, provoca una magnetización sensiblemente mejor. Esto permite agrandar la altura total del trayecto de flujo de modo que su sección transversal, a pesar del tabique, pueda mantenerse con un tamaño correspondiente al volumen a magnetizar del líquido magnetorreológico que se debe impulsar a su través. Las superficies polares adicionales incrementan la concentración del campo magnético sobre las partículas del líquido magnetorreológico que entran en interacción con el campo magnético. Para mejorar la acción se deberán evitar aquí en lo posible turbulencias en la circulación o al menos no se deberá fomentarlas.

Preferiblemente, se agrupan varios tabiques formando un paquete y se les insertan el trayecto de flujo. En este paquete son muy pequeñas las distancias entre las superficies polares que resultan decisivas para la intensidad de la magnetización.

En una primera realización el paquete puede estar constituido por tabiques que se extienden paralelamente a las rutas de circulación y que se mantienen distanciadas por medio de piezas distanciadoras u orejetas realzadas, especialmente orejetas de borde dobladas hacia arriba. El paquete puede mantenerse unido por medio de una unión cualquiera en las orejetas, una unión pegada directa, una unión soldada, tiras adhesivas o similares. Por ejemplo, pueden estar previstos dieciséis tabiques de 0,2 mm de espesor cada uno, que subdividan el canal de salida en diecisiete rutas de circulación de 0,2 mm cada una. Por tanto, el canal de salida tiene una altura libre de 6,6 mm en la zona de las superficies polares. El paquete de tabiques puede fabricarse también en otra realización de la invención por medio de un plegado en zig-zag de una banda de material.

En otra realización el al menos un tabique puede extenderse en un plano de la sección transversal del trayecto de flujo y presentar hendiduras que formen las rutas de circulación, representando las paredes de las hendiduras las superficies polares adicionales. Un tabique de esta clase puede fabricarse como una pieza troquelada de chapa, como una pieza sinterizada o como una pieza MIM (en fundición inyectada de metal), apareciendo este tabique, por ejemplo, a manera de escalera o a manera de peine. Preferiblemente, las almas restantes entre las hendiduras se extienden a ambos lados de un alma de unión central.

Para conseguir cualquier longitud necesaria de las rutas de circulación se pueden yuxtaponer apretadamente varios de tales tabiques en esta realización, quedando las hendiduras alineadas una con otra.

Especialmente ventajosa y fácil de fabricar es una realización en la que los tabiques se han troquelado en chapa para transformadores y están aislados, especialmente barnizados, en las superficies que se tocan una a otra. El aislamiento impide que puedan sumarse corrientes parásitas producidas.

La invención hace posible también de manera sencilla que el canal de salida sea provisto de una sección transversal cilíndrica. En esta forma de realización preferida el equipo comprende un tubo cilíndrico continuo en el que el estrechamiento está formado por la incorporación del tabique, pero especialmente, como es natural, por la incorporación de un paquete de tabiques anteriormente descrito, estando asociados al paquete por ambos lados, como remates, sendos elementos de forma de segmento circular en sección transversal, hechos de un material buen conductor magnético,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo absorbedor de energía para proteger una sola vez a los ocupantes de vehículos, que comprende un recipiente (1) que hace transición a un canal de salida a través de un estrechamiento, estando contenido en el recipiente (1) un líquido magnetorreológico (3) que, al producirse un impacto del vehículo, es impulsado a través de un trayecto de flujo (5) que está previsto en el canal de salida del recipiente (1), y un equipo (2) que genera un campo magnético variable (10) y presenta dos superficies polares planas (11, 12) asociadas al trayecto de flujo (5), entre las cuales actúa el campo magnético (10) sobre el líquido magnetorreológico (3) para regular las propiedades de flujo, caracterizado porque el trayecto de flujo (5) está subdividido en al menos dos rutas de circulación (16) por al menos un tabique (15) que forma dos superficies polares planas adicionales (13, 14).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque varios tabiques (15) están agrupados paralelamente uno a otro en al menos un paquete (17).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los tabiques (15) se extienden paralelamente a las rutas de flujo (16) y se mantienen a distancia uno de otro por medio de piezas distanciadoras, por ejemplo orejetas realzadas (18).

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el tabique (15) se extiende en un plano de la sección transversal del trayecto de flujo (5) y presenta hendiduras (19) que forman las rutas de flujo (16), representando las paredes de las hendiduras las superficies polares adicionales (13, 14).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque varios tabiques (15) están apretadamente yuxtapuestos para formar un paquete (17), quedando las hendiduras (19) alineadas una con otra.

6. Dispositivo según la reivindicación 3 ó 5, caracterizado porque los tabiques (15) se han troquelado en chapa para transformadores y están aislados, especialmente barnizados, preferiblemente al menos en las superficies que se tocan una a otra.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el paquete (17) presenta una cavidad (21) continua en toda su longitud.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el equipo (2) generador del campo magnético variable presenta un núcleo (6) rodeado por una bobina (7), el cual forma el tabique (15) dispuesto en el trayecto de flujo (5), siendo el eje de la bobina (7) perpendicular a las rutas de circulación (16).

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el trayecto de flujo (5) está previsto en un canal de salida cilíndrico, y unas superficies polares exteriores planas (11, 12) están previstas en unos elementos (23) de forma de segmento circular cuyas superficies bombeadas se aplican a la pared interior del canal de salida.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el núcleo (6) situado dentro de la bobina (7) contiene también rutas de circulación (16), haciendo el devanado de la bobina (7) que queden libres las aberturas de entrada y de salida de las rutas de circulación (16).

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el trayecto de flujo está subdividido en varias rutas de circulación por varios tabiques distanciados (15'), y al menos una parte de los tabiques, preferiblemente cada tabique, lleva asociada una bobina de tabique propia que, en la zona de las superficies frontales de los tabiques, se extiende alrededor de estos.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque la bobina de tabique presenta una única espira.

13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque la bobina de tabique está formada por un conductor aislado.

14. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque las bobinas de tabiques contiguos están unidas eléctricamente, de preferencia conectadas en serie.

15. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el dispositivo, en caso de un campo magnético máximo aplicado, bloquea el paso del líquido magnetorreológico por las rutas de circulación (9).

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque con el dispositivo se pueden bloquear presiones en el líquido magnetorreológico de hasta 60 bares, preferiblemente hasta 200 bares.

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el líquido magnetorreológico

(3) está confinado en una cápsula (31) que presenta una zona de reventamiento prefijado (32) y que estalla al sobrepasarse una acción de fuerza exterior definida.

18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque la zona de reventamiento (32) de la cápsula (31) está prevista en uno de los dos extremos del trayecto de flujo (5).

19. Columna de dirección con un dispositivo absorbedor de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.