SISTEMA DE PARACHOQUES CON ABSORBEDOR DE ENERGÍA MONTADO EN LA PARTE FRONTAL.

Un sistema de parachoques (20) para vehículos que consta de: una traviesa de parachoques (21) con una sección transversal con paredes frontales superiores e inferiores que definen una superficie frontal que se extiende verticalmente cuando la traviesa de parachoques se encuentra montada sobre el automóvil,

y que incluye paredes centrales superiores e inferiores (23, 24) que definen un canal que se extiende de manera longitudinal (25) en la superficie frontal entre las paredes frontales superiores e inferiores; y un absorbedor de energía (22) que incluye secciones en forma de caja (27, 27') que lindan con la superficie frontal de la traviesa de parachoques y que incluye adicionalmente secciones a modo de cono truncado que se extienden hacia atrás (28) que se extienden hacia el interior del canal, dichas secciones a modo de cono truncado que incluyen paredes de impacto controladoras de colapso (30, 31) que se encuentran a lo largo de, y lindan con, las paredes centrales superiores e inferiores y que están conectadas con las secciones en forma de caja, dichas secciones a modo de cono truncado que incluyen de forma adicional una pared conectora (48) que conecta el borde anterior de las paredes de impacto, y que se caracteriza porque la traviesa de parachoques (21) tiene una sección transversal tubular continua, y porque las secciones a modo de cono truncado están conectadas, de manera directa, en las regiones de raíz (50, 51) de las paredes de impacto con las secciones en forma de caja de modo tal que, ante el impacto de un objeto contra el sistema de parachoques, las paredes de impacto presionan el interior de las paredes centrales superiores e inferiores con una fuerza incremental a medida que el objeto choca con un respectivo incremento de fuerza a través de las secciones en forma de caja, dando como resultado la flexión y el colapso controlado de las secciones en forma de caja del absorbedor polimérico de energía y de las paredes centrales superiores e inferiores de la traviesa del parachoques como sistema

Antecedentes de la presente invención 5

La presente invención hace referencia a sistemas de parachoques de automóviles con traviesas y absorbedores de energía ubicados en las caras/partes frontales de las traviesas.

Muchos diseños de vehículos utilizan absorbedores de energía posicionados en una cara o superficie frontal de una traviesa de parachoques de acero, para 10 mejorar la absorción de energía de un sistema de parachoques. Los absorbedores de energía proporcionan un nivel inicial de absorción de energía para impactos leves, incluyendo la reducción de daños durante impactos leves, y también proporcionan un nivel adicional de absorción de energía durante grandes impactos (es decir, antes y en el momento en el que la traviesa y el vehículo comienzan a absorber cantidades 15 sustanciales de energía). Por lo general, los absorbedores de energía son sujetados a la traviesa del parachoques con sujetadores que aseguran un posicionamiento preciso del absorbedor de energía en la traviesa. El razonamiento que sostiene dicha acción incluye el posicionamiento, de forma precisa, del absorbedor de energía en la traviesa del parachoques para asegurar un rendimiento uniforme, como así también 20 para asegurar un posicionamiento preciso por cuestiones estéticas y de ensamblaje (por ejemplo, para asegurar un buen ajuste de la banda frontal sobre el absorbedor de energía y la traviesa durante el ensamblaje).

Sin embargo, se requieren mejoras en términos de acople temporal y permanente, y para proporcionar una absorción de energía mejorada y de mayor 25 fiabilidad. Por lo general, la unión del absorbedor de energía a las traviesas del parachoques requiere de una pluralidad de sujetadores mecánicos. Esto resulta desventajoso, ya que los sujetadores mecánicos requieren ser instalados de forma manual, lo cual representaría un aumento no deseado del coste. Además, los sujetadores mecánicos pueden provocar una distribución localizada y no uniforme de 30 la tensión durante el impacto, lo que daría como resultado un colapso no uniforme del sistema de parachoques y una baja absorción de energía durante el impacto.

Además, fijar el absorbedor de energía a las traviesas da como resultado la incapacidad del absorbedor de energía de desplazarse y ajustarse a cargas no perpendiculares trasmitidas a partir de los cuerpos que impactan. Al mismo tiempo, dependiendo del sistema de parachoques, a veces el desplazamiento de un absorbedor de energía no es bueno ya que puede provocar un colapso impredecible, 5 prematuro y no uniforme, dando como resultado una absorción de energía pobre o irregular por parte del sistema de parachoques.

También resulta necesario realizar mejoras en la estructura de impacto de esquina de los sistemas de parachoques. Muchos sistemas de parachoques existentes requieren que una superficie frontal de un extremo de una traviesa de parachoques se 10 encuentre en forma de ángulo incrementado en relación con la parte frontal del resto de la traviesa del parachoques para coincidir con una curvatura aerodinámica del vehículo en su guardabarros delantero. Una forma de lograr esto es mediante el corte a inglete de un extremo de la traviesa del parachoques en un ángulo, para después de eso soldar una placa al extremo angular y formar una superficie frontal plana de 15 ángulo compuesto para contener un absorbedor de energía, como por ejemplo un colchón de espuma. Otra forma es deformando o aplastando un extremo de la traviesa del parachoques para formar una superficie frontal angular. Aún otra forma es soldar un soporte al extremo de la traviesa del parachoques, con el soporte extendiéndose de manera longitudinal más allá de la traviesa del parachoques para 20 formar la forma deseada. Sin embargo, todas estas alternativas presentan desventajas. Por ejemplo, cada una de ellas requiere una operación secundaria, dan como resultado una variación dimensional incrementada, y requieren de una significativa inversión en bienes de capital. Además, pueden generar más desechos, un incremento sustancial en la mano de obra y el tiempo de fabricación, y un incremento sustancial 25 en los inventarios y el trabajo en proceso.

La US 5,290,078, que incluye las características mencionadas en el preámbulo de la reivindicación 1, revela un conjunto de parachoques absorbedor de energía en el cual una porción que se extiende hacia atrás del absorbedor de energía es acoplado de manera extraíble a la traviesa del parachoques mediante lengüetas 30 elásticas situadas en una torre de montaje. La memoria US 6,082,792 revela un conjunto de parachoques absorbedor de energía en el cual un saliente interior del

absorbedor de energía puede ser acoplado de manera fija a la traviesa del parachoques de distintas maneras. La memoria US 5,803,514 revela una estructura absorbedora de energía para una traviesa de parachoques en la cual la energía de colisión es transferida a través de una espuma, a modo de colchón de impacto, a una estructura colapsable. La memoria WO 99/20490 revela una traviesa de parachoques 5 para un vehículo, incluyendo un absorbedor de energía de espuma acoplado a la parte frontal de la traviesa.

Por todas las razones mencionadas con anterioridad, existe el deseo de contar con sistemas de parachoques que ofrezcan una mejor absorción de la energía de impacto, más uniforme y de mayo fiabilidad, tanto en impactos leves como en 10 grandes impactos, y también en caso de direcciones de impacto en ángulo recto, o inclinadas. Más aún, existe el deseo de contar con mejoras que faciliten el ensamblaje de un absorbedor de energía en una traviesa, con un menor coste y menos piezas, y con menos mano de obra. Existe incluso el deseo de contar con diseños de absorbedores de energía que permitan realizar ajustes y calibraciones para lograr 15 fuerzas de impacto frontales y de esquina óptimas, incluso después de que el programa de desarrollo de parachoques esté avanzado, y que sin embargo no requieran técnicas de moldeo o técnicas de ensamblado costosas o complejas, ni cortes a inglete secundarios ni secciones terminales de parachoques que se forman por compresión. Existe también el deseo de contar con diseños de absorbedores de 20 energía que puedan adaptarse para ser utilizados con distintas formas y tamaños de corte transversal de la traviesa de parachoques. Además, se prefieren los diseños de absorbedores de energía que son flexibles y aptos para su uso en traviesas de parachoques no lineales que tengan distintas curvaturas y ondulaciones longitudinales, y que tengan diferentes secciones transversales. 25

Resumen de la presente invención

En un aspecto de la presente invención, un sistema de parachoques para vehículos incluye una traviesa de parachoques y un absorbedor de energía. La traviesa de parachoques tiene una sección transversal tubular continua con paredes frontales superiores e inferiores que definen una superficie frontal que se extiende 30 verticalmente cuando la traviesa de parachoques se encuentra montada sobre el automóvil, y que incluye paredes centrales superiores e inferiores que definen un

canal que se extiende de manera longitudinal en la superficie frontal entre las paredes frontales superiores e inferiores. El absorbedor de energía incluye secciones en forma de caja que lindan con la superficie frontal de la traviesa del parachoques y que incluye adicionalmente secciones a modo de cono truncado que se extienden hacia atrás que se extienden hacia el interior del canal. Las secciones a modo de cono 5 truncado incluyen paredes de impacto de control de colapso que se encuentran a lo largo y lindan con las paredes centrales superiores e inferiores y que también incluyen una pared conectora que conecta un borde anterior de las paredes de impacto. Las secciones a modo de cono truncado están conectadas de manera directa en las regiones de raíz (50, 51) de las paredes de impacto con las secciones en forma 10 de caja, de tal modo que al impactar un objeto contra el sistema de parachoques las paredes de impacto presionan el interior de las paredes centrales superiores e inferiores con una fuerza incremental a medida que el objeto choca con un respectivo incremento de fuerza a través de las secciones en forma de caja. Esta estructura proporciona una flexión y colapso controlados de las secciones en forma de caja del 15 absorbedor polimérico de energía, y de las paredes centrales superiores e inferiores de la traviesa de parachoques como sistema.

En una realización de la presente invención, el absorbedor de energía incluye una superficie trasera...

1. Un sistema de parachoques (20) para vehículos que consta de:

una traviesa de parachoques (21) con una sección transversal con paredes frontales superiores e inferiores que definen una superficie frontal que se extiende verticalmente cuando la traviesa de 5 parachoques se encuentra montada sobre el automóvil, y que incluye paredes centrales superiores e inferiores (23, 24) que definen un canal que se extiende de manera longitudinal (25) en la superficie frontal entre las paredes frontales superiores e inferiores; y

un absorbedor de energía (22) que incluye secciones en forma de caja 10 (27, 27') que lindan con la superficie frontal de la traviesa de parachoques y que incluye adicionalmente secciones a modo de cono truncado que se extienden hacia atrás (28) que se extienden hacia el interior del canal, dichas secciones a modo de cono truncado que incluyen paredes de impacto controladoras de colapso (30, 31) que se 15 encuentran a lo largo de, y lindan con, las paredes centrales superiores e inferiores y que están conectadas con las secciones en forma de caja, dichas secciones a modo de cono truncado que incluyen de forma adicional una pared conectora (48) que conecta el borde anterior de las paredes de impacto, y que se caracteriza porque la traviesa de 20 parachoques (21) tiene una sección transversal tubular continua, y porque las secciones a modo de cono truncado están conectadas, de manera directa, en las regiones de raíz (50, 51) de las paredes de impacto con las secciones en forma de caja de modo tal que, ante el impacto de un objeto contra el sistema de parachoques, las paredes de 25 impacto presionan el interior de las paredes centrales superiores e inferiores con una fuerza incremental a medida que el objeto choca con un respectivo incremento de fuerza a través de las secciones en forma de caja, dando como resultado la flexión y el colapso controlado de las secciones en forma de caja del absorbedor 30 polimérico de energía y de las paredes centrales superiores e inferiores de la traviesa del parachoques como sistema.

2. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde la traviesa del parachoques (21) define una sección transversal en forma de B.

3. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde las secciones en forma de caja (27, 27') del absorbedor de energía incluyen paredes en forma de onda (43, 44, 43', 44') que se extienden en dirección longitudinal. 5

4. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde las paredes de impacto (30, 31) de cada sección en forma de caja (27, 27') incluyen paredes de impacto superiores e inferiores que se extienden en ángulo una hacia la otra.

5. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde 10 las paredes de impacto (30, 31) no son lineares en dirección frontal-hacia-trasera cuando se encuentra montado en un automóvil, sino que están curvadas para proporcionar una acción "de impacto" mejorada y más uniforme en las paredes centrales superiores e inferiores (23, 24) durante el impacto.

6. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde 15 las secciones en forma de caja (27, 27') son discontinuas a lo largo de una extensión de la traviesa del parachoques, y el absorbedor de energía (22) incluye secciones de interconexión que conectan las secciones de caja adyacentes.

7. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde cada una de las secciones de caja (27, 27') incluye paredes superiores e inferiores 20 que se extienden de forma longitudinal (43, 44, 43', 44') y también incluye paredes terminales (45, 46, 45', 46') que interconectan y estabilizan las paredes superiores e inferiores.

8. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde el absorbedor de energía (22) incluye secciones de interconexión que conectan las 25 secciones en forma de caja adyacentes (27, 27') y que lindan con la traviesa del parachoques (21).

9. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde cada una de las secciones en forma de caja (27, 27') incluye paredes superiores e inferiores (43, 44, 43', 44') que por lo general son paralelas, pero que no son planas, 30 para ofrecer un colapso controlado mejorado en el momento del impacto.

10. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde las secciones en forma de caja (27, 27') incluyen secciones superiores en forma de caja (27) y secciones inferiores en forma de caja (27'), con un espacio proporcionado entre las secciones de caja superiores e inferiores para ofrecer un colapso mejorado. 5

11. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde algunas secciones en forma de caja (27, 27') incluyen un saliente de borde superior (53) que engancha por medio de fricción la traviesa del parachoques, y estabiliza el absorbedor de energía (22) en la traviesa del parachoques (21).

12. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 11, en 10 donde el saliente de borde superior (53) se superpone y engancha por medio de fricción a la superficie superior de la traviesa de parachoques (21).

13. El sistema de parachoques (20) definido a la reivindicación 1, en donde ciertas secciones en forma de caja incluyen un saliente de borde inferior (54) que engancha por medio de fricción la traviesa del parachoques (21) y estabiliza el 15 absorbedor de energía (22) en la traviesa del parachoques.

14. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde el absorbedor de energía (22) incluye paredes sin superficies ciegas, de tal modo que el absorbedor de energía pueda ser realizado sin troqueles de moldeo que tengan componentes móviles secundarios para formar superficies ciegas. 20

15. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde las secciones a modo de cono truncado (28) enganchan por medio de fricción el canal (25) en la traviesa del parachoques (21).

16. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 15, en donde las secciones a modo de cono truncado (28) incluyen trinquetes para 25 enganchar por medio de fricción la traviesa del parachoques (21).

17. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde el absorbedor de energía (22) incluye salientes de borde superiores e inferiores (53, 54) para enganchar por medio de fricción las superficies superiores e inferiores de la traviesa del parachoques (21). 30

18. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde el absorbedor de energía (22) incluye secciones de interconexión que

interconectan las secciones de caja adyacentes (27, 27'), y que proporciona cierta flexibilidad longitudinal del absorbedor de energía para que el absorbedor de energía pueda ser doblado para coincidir con una forma curvada de manera longitudinal de la traviesa del parachoques (21).

19. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en 5 donde la traviesa del parachoques (21) incluye un extremo de traviesa, y el absorbedor de energía (22) incluye una sección terminal con una superficie frontal que se extiende en ángulo agudo hacia el extremo de traviesa.

20. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde una porción central del absorbedor de energía (22) está realizado con un 10 primer material, y la sección terminal del absorbedor de energía está realizada con un segundo material diferente del primer material, dicho primer material que es seleccionado para optimizar el absorbedor de energía para la resistencia al impacto de esquina.

21. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en 15 donde las secciones a modo de cono truncado (28) terminan antes del fondo del canal (25) y no se extienden hacia el fondo del canal, lo cual da como resultado un golpe inicial de absorción de energía antes de que las secciones a modo de cono truncado toquen el fondo del canal.

22. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, que 20 consta adicionalmente del hecho de que el canal que se extiende de manera longitudinal (25) está formado a través de un área central de la superficie frontal; cada una de las secciones en forma de caja (27, 27') que incluye una superficie trasera (42, 42') que linda con la superficie frontal (35, 37) de la traviesa del parachoques, el absorbedor de energía (22) que cuenta con primeras, segundas, 25 terceras y cuartas paredes paralelas que se extienden de manera horizontal, la primera pared paralela (43, 43') que se encuentra en una ubicación superior y la cuarta pared paralela (44, 44') se encuentra en una ubicación inferior, dicho absorbedor de energía que incluye adicionalmente paredes superiores frontales (41) y traseras (42) que interconectan las primeras y segundas paredes paralelas para formar una sección 30 superior de caja (27), y que incluye paredes inferiores frontales y traseras que interconectan las terceras y cuartas paredes paralelas para formar una sección inferior

de caja (27'); la sección a modo de cono truncado (28) que se extiende hacia atrás de las paredes superiores e inferiores traseras hacia el interior de la traviesa del parachoques, dicha sección a modo de cono truncado que incluye paredes de impacto (30, 31) que, al impactar contra el sistema de parachoques, están configuradas para para presionar en forma de cuña de forma lateral contra las paredes centrales (23, 24) 5 de la traviesa del parachoques, provocando que las paredes centrales y por lo tanto la traviesa del parachoques colapsen de manera más controlada.

23. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 22, en donde las paredes de impacto (30, 31) incluyen paredes de impacto superiores e inferiores que se extienden en direcciones no paralelas. 10

24. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 22, en donde las paredes de impacto (30, 31) no son planas.

25. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 22, en donde las secciones a modo de cono truncado (28) se extienden hacia el interior del canal (25), a aproximadamente un 30% a un 80% de la profundidad del canal. 15

26. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 25, en donde las secciones a modo de cono truncado (28) se extienden hacia el interior del canal (25), a aproximadamente un 50% a un 60% de la profundidad del canal.

27. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 22, en donde el absorbedor de energía (22) incluye secciones terminales de parachoques con 20 superficies frontales que se extienden en ángulo agudo hacia una superficie frontal de la porción restante del absorbedor de energía.

28. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 22, en donde el absorbedor de energía (22) incluye secciones terminales de parachoques realizadas realizadas con un primer material diferente del material restante del 25 absorbedor de energía, dicho primer material que es más rígido y es seleccionado para optimizar la resistencia al impacto de esquina del sistema de parachoques.

29. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 1, en donde la traviesa del parachoques (21) es una traviesa de parachoques en forma de B (21); y en donde la sección a modo de cono truncado se extiende alrededor de un 30 50% a un 60% hacia el fondo del canal (25); dicha sección a modo de cono truncado (28) que tiene forma trapezoidal para que, en el momento del impacto y mientras la

sección a modo de cono truncado se mueve hacia el interior del canal, las paredes de impacto se presionen con una fuerza contra las paredes centrales que causa que dichas paredes centrales se deformen de manera predecible durante el impacto.

30. El sistema de parachoques (20) definido en la reivindicación 29, en donde las secciones a modo de cono truncado (28) terminan antes del fondo del canal 5 (25) y definen un espacio con el fondo del canal.

“Siguen 13 páginas con dibujos”