DISPOSITIVO DE ABSORCIÓN DE ENERGÍA.

El invento se refiere a un dispositivo de absorción de energía para la protección de pasajeros en vehículos, con un depósito en el cual está contenido un líquido magnetorreológico que en caso de un choque es presionado a través de una sección de fluencia, y con una instalación que genera un campo magnético y que presenta superficies polares asignadas a la sección de fluencia, mediante las cuales el campo magnético actúa sobre el líquido magnetorreológico para regular las propiedades de fluencia. Para poder influir sobre la capacidad de fluencia del líquido magnetorreológico por medio de un campo magnético de manera que la resistencia al flujo de la sección de fluencia varíe, deben cumplirse varios criterios. Un campo magnético generado por una bobina debe ser introducido en el líquido magnetorreológico, por lo cual los elementos y piezas del dispositivo que están previstos para el recorrido directo de las líneas de campo a través del líquido magnetorreológico deberían ser magnéticamente mejores conductores que otros elementos y piezas que están fuera del recorrido directo de las líneas de campo. Un dispositivo semejante está descrito por ejemplo en el documento WO 2007/068436. El campo magnético es generado por una bobina, que está provista de un núcleo en forma de C de un material magnéticamente activo, en particular un núcleo de hierro. Entre las dos superficies polares poco distanciadas del núcleo en forma de C es llevado fuera del depósito un canal de salida de sección transversal rectangular, que contiene la sección de fluencia. Las paredes del canal de salida contiguas a las superficies polares son de material magnéticamente buen conductor, y las paredes laterales por el contrario son de un material magnéticamente al menos peor conductor que el líquido magnetorreológico. Las especiales circunstancias en caso de un choque dejan sólo un lapso de tiempo restante extremadamente corto, dentro del cual la capacidad de fluencia del líquido magnetorreológico debe ser modificada. Para la modificación se hace necesario un tiempo de espera mínimo en el campo magnético, de manera que la sección transversal del canal de salida y su longitud magnetizadora, es decir, la longitud de las superficies polares, determinan el volumen de líquido magnetorreológico magnetizable en el tiempo de espera mínimo. Para adaptar el flujo volumétrico resultante de la superficie de presión que ataca el líquido en el depósito y su velocidad de desplazamiento en caso de choque al flujo volumétrico determinado por el tiempo de espera mínimo, son necesarias determinadas dimensiones del canal de salida. Puesto que la altura del canal de salida determinada por la distancia entre las superficies polares puede ser aumentada sólo limitadamente, la mayoría de las veces por lo tanto pueden modificarse sólo el ancho del canal de salida y la longitud dentro de la cual actúa el campo magnético, en tanto que problemas de espacio de construcción no limiten también éstos. Según el documento WO 2007/068436 se ha ensayado aumentar el tiempo de espera del líquido entre las superficies polares mediante piezas agregadas en la sección de fluencia, si la longitud de la sección de fluencia dentro de la cual actúa el campo magnético es demasiado pequeña, por ejemplo mediante una placa de separación con una multiplicidad de nervios prominentes en ambos lados, que están dispuestos en filas desplazadas. El recorrido del líquido es de este modo alargado, pero debido a los nervios la superficie de sección transversal del canal de salida y con ella el volumen magnetizable por unidad de tiempo disminuye. El invento se ha planteado como problema introducir las fuerzas magnéticas que producen la variación de viscosidad del líquido magnetorreológico incluso en caso de condiciones de sitio extremadamente limitadas, y soluciona esto porque la bobina con el núcleo está dispuesta en la sección de fluencia, estando situado el eje de la bobina perpendicular a la dirección de fluencia del líquido magnetorreológico, y porque la sección de fluencia presenta una envoltura de un material magnéticamente conductor. El material magnéticamente buen conductor es en particular un material como el que se emplea en la práctica para núcleos de bobina y en lo sucesivo se denomina material de núcleos de bobina. Puesto que se suprimen las bobinas junto con el núcleo en el lado exterior, y la envoltura de la sección de fluencia, que en general es un tubo o similar, se emplea como parte del núcleo de la bobina, se consigue así una construcción especialmente economizadora de espacio. En una primera realización preferida, mediante la cual también se mejora considerablemente la magnetización del líquido magnetorreológico, se prevé que la sección de fluencia esté subdividida en dos vías de flujo mediante el núcleo envuelto por la bobina. En particular también cada una de las dos vías de flujo está subdividida por al menos una pared de separación que presenta otras superficies polares. Cada subdivisión o pared de separación reduce sin duda la superficie de sección transversal de la sección de fluencia y con ella el volumen del líquido magnetizable por unidad de tiempo, pero debido a las menores distancias entre cada dos superficies polares produce una magnetización considerablemente mejor. Esto permite aumentar la altura total de la sección de fluencia de manera que su sección transversal de paso a pesar de la pared de separación puede mantenerse adecuadamente grande para el volumen a magnetizar del líquido magnetorreológico s hacer pasar a través. -2- ES 2 365 440 T3 Preferentemente varias paredes de separación se reúnen en un paquete y se insertan en la sección de fluencia. En este paquete las distancias entre las superficies polares determinantes para la intensidad de la magnetización son muy pequeñas. La bobina y las paredes de separación situadas en el interior reducen la sección transversal media libre, de manera que la entrada en la sección de fluencia representa un punto estrecho, por lo que la sección de fluencia preferentemente está prevista en un canal de salida del depósito. Las superficies polares adicionales elevan la concentración del campo magnético en las partículas que circulan en acción recíproca con el campo magnético en el líquido magnetorreológico. Para mejorar el efecto deberían evitarse lo más posible o al menos no favorecerse turbulencias en el flujo. Por eso debe preferirse el montaje de paredes de separación que presenten una superficie lisa, que no favorezca turbulencia ninguna. En particular son apropiadas las superficies planas. Los nervios y bordes prominentes son desfavorables. En contraposición a esto las capas que elevan el rozamiento son por completo concebibles y posibles. En una primera realización el paquete puede estar construido de paredes de separación que se extienden paralelas a las vías de flujo y que son mantenidas a distancia mediante piezas distanciadoras o patillas, especialmente patillas de borde muy curvadas. Mediante una unión cualquiera en las patillas, pegado directo, soldadura blanda, tiras adhesivas o similares, el paquete puede ser mantenido junto. Por ejemplo pueden estar previstas 16 paredes de separación de 0,2 mm de espesor, que subdividen el canal de salida en 17 vías de flujo de 0,2 mm. El canal de salida tiene por lo tanto en la zona de las superficies polares una luz de 6,6 mm. El paquete de paredes de separación en otra realización del invento también puede estar formado por un plegado en forma de zigzag de una tira de material. Las paredes de separación que se extienden paralelas a las vías de flujo pueden por ejemplo estar fabricadas de material de núcleos de bobina y estar distanciadas unas de otras mediante piezas distanciadoras o nervios de un material que magnéticamente conduce peor que el líquido magnetorreológico. Al menos algunas de las paredes de separación, preferentemente todas las paredes de separación están configuradas planas y sin resaltes, y orientadas perpendiculares a las líneas de campo del campo magnético concentradas entre las superficies polares. En otra realización preferida las paredes de separación están situadas juntas unas contra otras dispuestas en fila perpendicularmente a la dirección de fluencia en la sección de fluencia y presentan ranuras alineadas, que forman las vías de flujo. Las paredes de ranura representan las superficies polares adicionales. Una pared de separación semejante puede ser fabricada como pieza troquelada de chapa, como pieza sinterizada o como pieza MIM (en fundición inyectada de metal), apareciendo por ejemplo en forma de escalera o en forma de peine. Preferentemente los nervios que quedan entre las ranuras pueden extenderse también a ambos lados de un nervio de unión central. Especialmente ventajosa y fácil de fabricar... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de absorción de energía para la protección de pasajeros en vehículos, con un depósito (1) en el cual está contenido un líquido magnetorreológico (3), que en caso de un choque es presionado a través de una sección de fluencia (5), y con una instalación (2) que genera un campo magnético variable (10) y que presenta un núcleo (6) rodeado por una bobina (7), actuando el campo magnético (10) sobre el líquido magnetorreológico (3) para regular las propiedades de fluencia, caracterizado porque la bobina (7) con el núcleo (6) está dispuesta en la sección de fluencia (5), estando situado el eje de la bobina (7) perpendicular a la dirección de fluencia del líquido magnetorreológico (3), y porque la sección de fluencia (5) presenta una envoltura de un material magnéticamente conductor. 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección de fluencia (5) está subdividida en dos vías de flujo (16) mediante el núcleo (6) envuelto por la bobina (7). 3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque cada vía de flujo (16) está subdividida mediante al menos una pared de separación (15) que presenta superficies polares planas (13, 14). 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque varias paredes de separación (15) paralelas unas a otras están reunidas en por lo menos un paquete (17). 5. Dispositivo según la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque las paredes de separación (15) están reunidas en dos paquetes (17), que están dispuestos en ambos lados del núcleo (6) envuelto por la bobina (7). 6. Dispositivo según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque las paredes de separación (15) se extienden paralelas a las vías de flujo (16) y son mantenidas a distancia unas de otras mediante piezas distanciadoras, por ejemplo patillas prominentes (18). 7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque la altura de cada vía de flujo (16) correspond3e en esencia al espesor de una pared de separación (15). 8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el núcleo (6) dentro de la bobina (7) contiene vías de flujo (16) subdivididas por al menos una pared de separación (15) dejando libres el arrollamiento de la bobina (7) las aberturas de entrada y salida de las vías de flujo (16). 9. Dispositivo según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque el paquete (17) presenta un espacio hueco (21) continuo a través de la longitud. 10. Dispositivo según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque las paredes de separación (15) se extienden juntas unas contra otras dispuestas en fila perpendicularmente a la dirección de fluencia y presentan ranuras (19) que forman las vías de flujo (16). 11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque las paredes de separación (15) están troqueladas de chapa de transformadores y preferentemente están aisladas, en particular barnizadas, en las superficies que se tocan recíprocamente. 12. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo (6) presenta superficies polares planas (11, 12), y la envoltura de la sección de fluencia (5) es cilíndrica, estando previstas superficies polares adicionales (13, 14) opuestas a las superficies polares planas (11, 12) del núcleo (6) en elementos (23) en forma de segmento circular, cuyas superficies abombadas están adaptadas al lado interior de la envoltura (5). 13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque en cada pared de separación (15) al menos los nervios (20) que separan las ranuras (19) y preferentemente también una zona central perteneciente al núcleo (6) así como los elementos (23) en forma de segmento circular están configurados de una sola pieza en zonas extremas recíprocamente opuestas y están en conexión mediante por lo menos un nervio de unión (22). 14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el líquido magnetorreológico (3) está encerrado en una cápsula (31) que presenta una zona de rotura predeterminada (32), que estalla en caso de ser sobrepasada una acción de fuerza exterior definida. 15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la sección de fluencia está subdividida en vías de flujo mediante al menos una, preferentemente varias paredes de separación (15) distanciadas, y por lo menos a una parte de las paredes de separación, preferentemente a cada pared de separación, está asignada una bobina de pared de separación, que preferentemente está guiada en la zona de las superficies frontales de las paredes de separación alrededor de éstas. 16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque la bobina de pared de separación presenta un único arrollamiento. -8- 17. Dispositivo según la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque la bobina de pared de separación está formada por un conductor aislado. 18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque las bobinas de pared de separación de paredes de separación adyacentes están unidas eléctricamente, preferentemente conectadas en serie. 5 19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el dispositivo en caso de un campo magnético máximo aplicado bloquea el paso del líquido magnetorreológico a través de las vías de flujo (9). ES 2 365 440 T3 20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque con el dispositivo pueden ser bloqueadas presiones en el líquido magnetorreológico de hasta 60 bar, preferentemente de hasta 200 bar. 21. Columna de dirección con un dispositivo de absorción de energía según una de las reivindicaciones 1 a 14. -9- ES 2 365 440 T3 -10- ES 2 365 440 T3 -11- ES 2 365 440 T3 -12- ES 2 365 440 T3 -13- ES 2 365 440 T3 -14- ES 2 365 440 T3 -15-