ENERGY ABSORBING BUMPER SYSTEM.

Disposición de parachoques para vehículos automóviles que comprende al menos un elemento absorbedor de energía dispuesto entre un parachoques deformable bajo una acción de fuerza relativamente pequeña y un travesaño de parachoques relativamente rígido (1),

siendo el al menos un elemento absorbedor de energía un elemento de muelle (2) y estando configurado el elemento de muelle (2) como una acanaladura de forma de U dispuesta transversalmente a la dirección de la marcha, caracterizada porque el elemento de muelle (2) es deformable al producirse un impacto con una pierna y es adaptable al desplazamiento de rodadura de la pierna

La presente invención concierne a una disposición de parachoques para vehículos automóviles que comprende al me-nos un elemento absorbedor de energía dispuesto en una cavi-dad entre un parachoques deformable con una acción de fuerza 5 relativamente pequeña y un travesaño del parachoques.

Las estructuras absorbedoras de energía en la zona de la disposición de parachoques se utilizan cada vez más para mejorar la protección de los peatones. A este fin, se inte-gran usualmente en la cavidad entre el parachoques construi-10 do casi siempre en forma de casco y el travesaño del para-choques unos elementos absorbedores de energía o unas es-tructuras absorbedoras de energía que sirven para absorber hasta donde sea posible la energía de choque que se presenta al producirse un impacto con un peatón en la zona del tramo 15 de la pierna y minimizar así el riesgo de lesiones para el peatón.

Frecuentemente, se utilizan hoy en día para la protec-ción de peatones en la zona del impacto de la pierna entre el parachoques y la viga de flexión una espuma de polímero 20 de plástico como elemento absorbedor de energía, con la cual se rellena directamente el espacio intermedio entre la viga de flexión y el parachoques o bien la espuma se acumula allí en forma de cuñas de espuma o bloques de espuma.

Así, el documento DE 100 42 560 B4 describe una estruc-25 tura portante de un vehículo automóvil con un extremo fron-tal que está constituido por dos cascos, con una parte de casco exterior del extremo frontal (parachoques) deformable bajo una acción de fuerza relativamente pequeña y una parte de casco interior relativamente rígida del extremo frontal 30 (travesaño del parachoques), estando dispuesta entre el tra-vesaño del parachoques y el propio parachoques una pieza perfilada de deformación que puede presentar una estructuras de espuma.

En el documento EP 1 577 168 A2 se describen paracho-35 ques como componentes absorbedores de energía que están con-figurados como cuerpos huecos moldeados por soplado que ro-dean por todos los lados a un relleno de material espumado.

El empleo de espuma como medio absorbedor de energía tiene la ventaja de que la espuma es ligera y se puede uti-5 lizar a bajo coste, si bien la espuma necesita relativamente mucho espacio de montaje y adolece del inconveniente adicio-nal de que no es reversible al cien por ciento, lo que sig-nifica que el medio absorbedor de energía pierde rendimiento después de cada impacto. 10

Por tanto, se han probado alternativamente también otros sistemas absorbedores de energía. Así, en el documento DE 10 2005 020 730 A1 se describe un sistema de parachoques para vehículos automóviles en el que están dispuestos entre el travesaño del parachoques y el propio parachoques unos 15 elementos de deformación realizados con la configuración de tramos de perfil hueco para la absorción de energía. El do-cumento DE 198 61 026 A1 describe absorbedores de energía para parachoques de vehículos automóviles que están dispues-tos entre el parachoques y el travesaño del mismo, conte-20 niendo los absorbedores de energía unos elementos de rigidi-zación que presentan lados delanteros autoportantes (ner-vios) que miran hacia fuera de una estructura de retención trasera que se puede fijar al travesaño del parachoques, pu-diendo deformarse dichos elementos de rigidización indepen-25 dientemente uno de otro con absorción de energía. El incon-veniente de estos dos sistemas anteriormente citados para la absorción de energía con miras a la protección de las pier-nas de los peatones reside en que los elementos absorbedores de energía se deforman irreversiblemente al producirse un 30 impacto con un peatón, de modo que incluso en accidentes de menor importancia es indispensable una reparación subsi-guiente. Además, estas estructuras absorbedoras de energía necesitan también un espacio de montaje relativamente gran-de. 35

Se conoce por el documento DE 4 401 874 C1 un elemento de amortiguación que puede colocarse entre una envoltura de parachoques y un travesaño de parachoques de un vehículo au-tomóvil y que dispone de una estructura nervada formada por dos patas de muelle y un puente que une las patas de muelle 5 y constituida por un nervio longitudinal que se extiende en la dirección longitudinal de la viga del parachoques, así como por una pluralidad de nervios transversales orientados en ángulo recto con el nervio longitudinal. Esta estructura nervada a manera de rejilla dispone de una deformabilidad 10 elástica especialmente a altas velocidades de colisión, si bien la absorción de energía en colisiones con velocidad re-lativamente reducidas no es muy grande y la estructura se comporta con relativa rigidez, de modo que esta disposición no es adecuada como protección de peatones. 15

Por tanto, sigue existiendo el problema de proporcionar una disposición de parachoques absorbedor de energía cuyos elementos absorbedores de energía estén diseñados para pro-porcionar protección en la zona de las piernas y estén en-tonces en condiciones de degradar una cantidad de energía 20 suficiente, y al mismo tiempo sean completamente reversi-bles, de modo que, especialmente en impactos a pequeña velo-cidad, no sean necesarias seguidamente medidas de repara-ción.

El problema se resuelve por medio de una disposición de 25 parachoques con las características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos y ejecuciones ventajosos de la invención se encuentran reproducidos en las reivindicaciones subordi-nadas.

El concepto de la presente invención se basa en utili-30 zar un elemento de muelle como absorbedor de energía para el impacto en las piernas. A este fin, el elemento de muelle tiene que satisfacer algunos requisitos. Así, se tienen que satisfacer los valores límite legalmente requeridos para el impacto en las piernas con protección del peatón, se deberá 35 reducir a un mínimo el espacio de montaje necesario para el absorbedor de energía y, no en último término, deberá cons-truirse un sistema reversible para minimizar o evitar ente-ramente de esta manera costes de servicio de mantenimiento en el caso de daños de poca monta. 5

Premisa fundamental para que un elemento absorbedor pueda utilizarse como protección de peatones en la zona de las piernas es que se cumplan los requisitos legales y se observen los valores límite correspondientes. Así, por ejem-plo, la normativa de inspección técnica de un proyecto de 10 ley actual para el ensayo de homologación de vehículos auto-móviles prevé que a una velocidad de impacto de 40 km/h en la zona de la parte inferior del cuerpo de impacto de forma de pierna contra el parachoques el máximo ángulo dinámico de flexión de la rodilla deberá ascender a lo sumo a 19º, el 15 máximo desplazamiento dinámico de cizalladura de la rodilla deberá ascender a 6 mm y la aceleración medida en el extremo superior de la tibia deberá ascender a lo sumo a 170 g. Es-tos parámetros tienen que satisfacerse con medidas de absor-ción de energía correspondientes en la disposición de para-20 choques.

Sin embargo, los otros dos factores anteriormente cita-dos tienen también un cometido importante. Así, es enorme-mente importante para el constructor de un vehículo el aho-rro y la reducción del espacio de montaje, ya que, debido a 25 los altos requisitos legales con respecto a la protección y seguridad de los ocupantes, así como debido a las altas ex-pectativas de equipamiento de los usuarios final, van siendo cada vez más escasos los espacios de montaje en el extremo frontal de un vehículo automóvil. Para evitar longitudes en 30 voladizo de un vehículo, observar los parámetros de diseño y mantener también dentro de límites el consumo, que depende directamente de la longitud del vehículo o del peso del vehículo, sin tener que prescindir entonces de la funciona-lidad y la calidad, los constructores están forzados a ganar 35 espacio de montaje adicional con ayuda de soluciones técni-cas.

Se ha encontrado ahora que mediante la incorporación de elementos de muelle de forma de U como elemento absorbedor en la zona de la disposición de parachoques se puede ahorrar 5 hasta aproximadamente un 20% de espacio de montaje para el elemento absorbedor de energía, sin que se sobrepasen por ello los valores límite legalmente admisibles para la pro-tección de los peatones. En este caso, se ganan ciertamente tan sólo algunos milímetros de espacio de montaje, pero es-10 tos significan un enorme progreso técnico en vista de la es-casez de espacio de montaje en esta zona. La materialización de este progreso se logra...

1. Disposición de parachoques para vehículos automóvi-les que comprende al menos un elemento absorbedor de energía dispuesto entre un parachoques deformable bajo una acción de fuerza relativamente pequeña y un travesaño de parachoques 5 relativamente rígido (1), siendo el al menos un elemento ab-sorbedor de energía un elemento de muelle (2) y estando con-figurado el elemento de muelle (2) como una acanaladura de forma de U dispuesta transversalmente a la dirección de la marcha, caracterizada porque el elemento de muelle (2) es 10 deformable al producirse un impacto con una pierna y es adaptable al desplazamiento de rodadura de la pierna.

2. Disposición de parachoques según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de muelle (2) consiste en un material sintético termoplástico. 15

3. Disposición de parachoques según la reivindicación 2, caracterizada porque el material sintético termoplástico está reforzado con una tela, un inserto de chapa, mechones de fibras unidireccionales y/o fibras de vidrio o de carbón.

4. Disposición de parachoques según la reivindicación 20 2 ó 3, caracterizada porque el material sintético termoplás-tico es un elastómero termoplástico a base de un copolímero de polipropileno y etileno-propileno-monómero diénico (PP/EPDM).

5. Disposición de parachoques según cualquiera de las 25 reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque el elemento de muelle (2) se ha fabricado por fundición inyectada o prensa-do de materiales sintéticos termoplásticos.

6. Disposición de parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el elemento de 30 muelle (2) presenta medios para fijar la curva característi-ca elástica.

7. Disposición de parachoques según la reivindicación 6, caracterizada porque los medios para fijar la curva ca-racterística elástica comprenden variaciones de sección 35 transversal (3), mechones de fibras unidireccionales (4), inserciones de tela (5), insertos de chapa y refuerzos (6) de forma de nervios.

8. Disposición de parachoques según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de muelle (2) es de me-5 tal.

9. Disposición de parachoques según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la disposición de parachoques comprende medios para impedir una deformación plástica del elemento de muelle (2). 10

10. Disposición de parachoques según la reivindicación 9, caracterizada porque los medios para impedir una deforma-ción plástica comprenden topes (7) dispuestos en el travesa-ño (1) del parachoques o en el elemento de muelle (2).

11. Disposición de parachoques según cualquiera de las 15 reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el elemento de muelle (2) está diseñado en forma reversible para el caso de un impacto con pequeña velocidad.