Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura,

compuesto de una placa frontal (1) y otra posterior (4), unidas por faldones (3), formando una carcasa en la cual se emplaza al menos una placa intermedia (8) que tiene taladros pasantes que alojan canales de extrusión (9). La parte delantera de la carcasa está rellena de un elastómero o material plástico (6), y la parte posterior (7) está llena de aire, cuya temperatura se controla, introduciendo por un conducto (19) aire calentado en el colector de escape, si se necesita. Cuando se produce un impacto, el material plástico es empujado a través de los canales de extrusión, con los cuales roza, generándose calor, que funde parte del material en cuestión, siendo este proceso el sumidero de energía subsiguiente al choque; protegiendo así un habitáculo al cual está unido por los largueros (5).

Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura.

Sector de la técnica La invención se encuadra en el campo de los dispositivos que protegen un habitáculo o recinto interior, de las colisiones que pueden ocurrir, bien por movimiento de dicho recinto, bien por estar sujeto el recinto al riesgo de que piezas o cuerpos móviles de la naturaleza que sean, impacten contra el recinto o habitáculo. Es de particular aplicación en el sector del automóvil.

Problema técnico a resolver y Antecedentes de la invención La protección del recinto interior exige que la parte exterior, que denominamos parachoques, absorba una alta fracción de la energía cinética con la que se produce la colisión, que en los cuerpos móviles, en general, es altamente inelástica. Lo habitual es que la energía disipada en el choque se convierta en energía de deformación plástica de los componentes del parachoques, aunque hay algunos parachoques que absorben parte de esa energía como energía elástica de muelles y amortiguadores. Sin embargo, son infrecuentes los modelos de parachoques que disipan esa energía como energía térmica, lo cual sin embargo es el sumidero energético más común en los aparatos de frenada.

El problema que específicamente se quiere resolver es el de disponer de parachoques, aplicables a coches determinados, o coches en general, que absorban una gran cantidad de energía en el choque convirtiéndola en energía térmica (calor) , efectuando dicha conversión de manera eficaz y en gran magnitud, de tal forma que se disipe una gran parte de la energía de la colisión en forma de calor.

La revisión del estado del arte revela que los parachoques se diseñan para absorber energía cinética por deformación principalmente, bien sea de piezas metálicas bien de piezas plásticas, como puede verse en los documentos EP2292474, KR20110122597, US2005196233 y GB1436701, entre otros varios. Las deformaciones comportan cierta generación de calor, que es en general despreciable frente a la energía necesaria para la deformación en sí. En algunos casos puede hablarse de aplastamiento, por ejemplo de un material elastómero, como se recoge en los documentos GB1215193 y GB1159080. En otros casos la sobrepresión del choque se aplica sobre un fluido, que en la compresión puede generar energía térmica (si se trata sobre todo de fluidos compresibles) . Un documento clásico en ese contexto es el US1172001, de 1916, que presenta un parachoques amortiguador por compresión neumática. También son de compresión de aire los documentos GB1437739 y GB1441672.

Otros inventos o artificios son de compresión de líquido, lo cual genera más aumento de energía mecánica (presión) que de energía térmica (temperatura) . Entre estos hay que contar con los documentos FR1485133, FR2598129, GB1497057 y US3540802, llegando incluso a plantear rotura de tubos de presión, como se señala en el documento CN201712558.

Lo más común no es plantear la rotura, sino el paso de un fluido viscoso de un depósito a otro, disipando energía bien por fricción, bien por acción sobre un muelle que impide la apertura de la válvula de paso. Ejemplos de estos amortiguadores hay varios, tales como GB1120308, GB1182514 y GB1440247.

En algunos artificios se estimula la absorción de energía cinética mediante la adición de una zapata de frenado, lo cual se puede acondicionar fácilmente en los parachoques de tipo amortiguador, en los que un pistón se inserta en el interior de un cilindro. En las invenciones GB1337204, GB1365203 y GB1437739 se muestran diversas variantes de esta idea genérica. La invención EP0588620 muestra una concepción no exactamente igual a la zapata de frenado, pero así mismo dispone de un anillo alrededor del pistón, para estimular el rozamiento. Pero ninguna de las invenciones que han podido identificarse como antecedentes de este estudio, usa un mecanismo que genere energía térmica mediante fusión de un material deformable, de manera dominante y distribuida en el espacio a proteger, teniendo el material en cuestión pre-acondicionado en temperatura para posibilitar su fusión de manera controlada.

Descripción de la invención La invención consiste en estructurar un parachoques que comprende

- una carcasa que físicamente aloja los elementos resistentes y deformables del parachoques,

- estando parcialmente rellena dicha carcasa de un material plástico o de un elastómero o de un material deformable bajo presión, y con punto de fusión entre 150 y 400 grados Celsius,

- más un sistema de acondicionamiento de la temperatura del interior de dicha carcasa y dicho material deformable de relleno, que toma aire caliente del colector de escape, o calentado alrededor de dicho colector, y lo insufla, bajo control termométrico, en el interior de dicha carcasa, que está parcialmente hueca, y que además puede intercambiar aire atmosférico con el exterior, bajo control de válvula de apertura y cierre.

A su vez, los elementos resistentes y deformables del parachoques que constituyen la carcasa que físicamente sirve de parachoques, son

- una placa frontal, o pieza exterior, compuesta de un material sólido, deformable y con rotura dúctil, que tiene prolongaciones, de tipo faldón, por los laterales, y por las cubiertas superior e inferior; siendo estos faldones del mismo material que la pieza exterior;

- una placa posterior, o pieza interior, continua y estanca, que delimita un espacio entre ella misma y la placa exterior, que es el espacio en el que se contiene la estructura del parachoques, quedando al otro lado de esta placa interior, el habitáculo a proteger, a cuya estructura está unido por soldadura, unión roblonada, atornillada o cualquier otro procedimiento de fijación mecánica,

- quedando formada la carcasa del parachoques por ambas placas y los faldones unidos a ellas,

- y habiendo dentro de esta carcasa al menos una placa intermedia, paralela a la placa interior, estando cada placa intermedia atravesada por canales de extrusión, de geometría cilíndrica, o tronco-cónica, o prismática de base cuadrada, o constituido cada uno de esos canales por varios prismas huecos yuxtapuestos, o por cualquier otra geometría de canalización de una corriente de material deformable bajo presión;

- más un material plástico o elastómero que rellena la parte delantera del espacio de la estructura del parachoques, quedando dicho relleno entre la placa intermedia más posterior, y la placa frontal o pieza exterior, seleccionándose este plástico o elastómero por tener una temperatura de fusión en el intervalo entre 150 y 400 grados Celsius.

El interior de la carcasa donde se aloja dicho material plástico o elastómero, deformable bajo presión, se mantiene a una temperatura a la que corresponde un coeficiente de Poisson de deformación transversal/deformación longitudinal seleccionado por diseño, entre 0, 5 y 0, 95, y siempre por debajo de la temperatura de fusión de dicho material, aportándose aire caliente procedente del colector de escape, o calentado con éste, según mida un termopar interior colocado frente a las bocas de salida del material de extrusión. En caso de alcanzar temperaturas por encima de la de diseño, se cierra esta aportación, y se ventea el interior de la carcasa hacia el exterior, y además se produce el intercambio de aire atmosférico con el de dentro de la carcasa, hasta que se estabiliza la temperatura en el valor de diseño.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 muestra el esquema de la sección recta, a lo ancho, de un parachoques, con una placa intermedia con canales de extrusión troncocónicos, más los conductos de acondicionamiento en temperatura.

La figura 2 muestra el esquema de la sección recta, en alzado, de un parachoques, con una placa intermedia con canales de extrusión troncocónicos.

La figura 3 muestra en perspectiva un canal troncocónico de extrusión.

La figura 4 muestra el esquema de la sección recta de un parachoques, con dos placas intermedias con perforaciones de sección cuadrada.

La figura 5 muestra el conjunto de prismas yuxtapuestos, de secciones rectas cuadradas, que constituyen una perforación de base cuadrada, con mucha superficie de rozamiento al paso del material.

Modos preferentes de realización de la invención Para facilitar la comprensión de las materializaciones preferentes de la invención, a continuación se relacionan los elementos relevantes de la misma, que aparecen en las figuras:

1. Placa frontal.

2. Faldón...

1. Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura, para protección de un habitáculo móvil o que puede recibir impactos de otros objetos móviles, caracterizado porque el parachoques comprende

- una carcasa que físicamente aloja los elementos resistentes y deformables del parachoques,

- estando parcialmente rellena dicha carcasa de un material plástico, o de un elastómero, o de un material deformable bajo presión, y con punto de fusión entre 150 y 400 grados Celsius,

- más un sistema de acondicionamiento de la temperatura del interior de dicha carcasa y dicho material deformable de relleno, que toma aire caliente del colector de escape, o calentado alrededor de dicho colector, y lo insufla, bajo control termométrico, en el interior de dicha carcasa, que está parcialmente hueca, y que además puede intercambiar aire atmosférico con el exterior, bajo control de válvula de apertura y cierre.

2. Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura, según la reivindicación primera, caracterizado por que la carcasa del parachoques comprende

- una placa frontal, o pieza exterior, compuesta de un material sólido, deformable y con rotura dúctil, que tiene prolongaciones, de tipo faldón, por los laterales, y por las cubiertas superior e inferior; siendo estos faldones del mismo material que la pieza exterior;

- más una placa posterior, o pieza interior, continua y estanca, que delimita un espacio entre ella misma y la placa exterior, que es el espacio en el que se contiene la estructura del parachoques, quedando al otro lado de esta placa interior, el habitáculo a proteger, a cuya estructura está unido por soldadura, unión roblonada, atornillada o cualquier otro procedimiento de fijación mecánica,

- quedando formada la carcasa del parachoques por ambas placas y los faldones unidos a ellas,

- y habiendo dentro de esta carcasa al menos una placa intermedia, paralela a la placa interior, estando cada placa intermedia atravesada por canales de extrusión, de geometría cilíndrica, o tronco-cónica, o prismática de base cuadrada, o constituido cada uno de esos canales por varios prismas huecos yuxtapuestos, o por cualquier otra geometría de canalización de una corriente de material deformable bajo presión;

más dicho material plástico o elastómero, deformable bajo presión, que rellena la parte delantera del espacio de la estructura del parachoques, quedando dicho relleno entre la placa intermedia más posterior, y la placa frontal o pieza exterior, seleccionándose este plástico o elastómero por tener una temperatura de fusión en el intervalo entre 150 y 400 grados Celsius.

3. Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las placas intermedias se refuerzan por largueros o nervios adosados o soldados a la cara de salida de los canales de extrusión, teniendo como máximo el 20% de la superficie de la placa atravesado por los canales de extrusión.

4. Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en los canales de extrusión de geometría cilíndrica, con los elastómeros y plásticos poliméricos a base esencialmente de carbono e hidrógeno como material deformable bajo presión, la razón entre su longitud y su diámetro ha de estar entre 5 y 15; y esa misma razón se da entre la longitud y el lado, para los canales de extrusión que son prismas de base cuadrada.

5. Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura, según las reivindicaciones primera, segunda y tercera, caracterizado porque para los canales de extrusión troncocónicos, con diámetro de entrada de y de salida ds, con una altura L entre ambas bases de entrada y salida, con los elastómeros y plásticos poliméricos a base esencialmente de carbono e hidrógeno como material deformable bajo presión, el cociente L· (de +ds) /de2 ha de estar acotado entre 10 y 30.

6. Parachoques con absorción de energía por extrusión acondicionada en temperatura, según las reivindicaciones primera y segunda, caracterizado porque el interior de la carcasa donde se aloja el material plástico o elastómero, deformable bajo presión, se mantiene a una temperatura a la que corresponde un coeficiente de Poisson de deformación transversal/deformación longitudinal seleccionado por diseño, entre 0, 5 y 0, 95, y siempre por debajo de la temperatura de fusión de dicho material, aportándose aire caliente procedente por el conducto (19) desde el colector de escape, o calentado con éste, si el termopar interior (23) colocado frente a las bocas de salida del material de extrusión mide por debajo de la temperatura de diseño; y en caso de alcanzar temperatura por encima de la de diseño, se cierra esa aportación caliente a través del conducto (19) , y se ventea el interior de la carcasa hacia el exterior por el conducto (21) , intercambiando aire atmosférico con el de dentro de la carcasa, hasta que se estabiliza la temperatura en el valor de diseño, según mida el termopar interior (23) .