Sistema de seguridad que atenúa la energía.

Un sistema de absorción de energía (20) operable para minimizar los resultados de una colisión entre un vehículo y un peligro que comprende:

el sistema de absorción de energía (20) que tiene un primer (21) extremo y un segundo (22) extremo;

estando dispuesto el segundo extremo (2) del sistema de absorción de energía adyacente al peligro, extendiéndose el primer extremo (21) longitudinalmente desde el mismo;

un elemento deslizante (40) dispuesto de forma deslizable cerca del primer extremo (21) del sistema de absorción de energía (20);

una primera fila de montajes de absorción de energía (86, 286) y una segunda fila de montajes de absorción de energía (86, 286) que se extienden desde el peligro;

estando la primera y la segunda fila de montajes de absorción de energía (86, 286) espaciados lateralmente entre sí; y

teniendo cada montaje de absorción de energía (86, 286) al menos un elemento de absorción de energía (100);

caracterizado por

el montaje deslizante (40) tiene una primera trituradora (116, 216) y una segunda trituradora (116, 216) montada sobre la misma y orientada generalmente normal a los elementos de absorción de energía (100) de los montajes de absorción de energía (86, 286); y

el montaje deslizante (40) que tiene un primer extremo (41) orientado hacia el tráfico que viene en el sentido opuesto, con lo que una colisión de un vehículo con el primer extremo (41) del montaje deslizante (40) provocará que cada trituradora (116, 216) disipe energía cinética del vehículo triturando porciones de los elementos de absorción de energía (100) asociados.

Sistema de seguridad que atenúa la energía

La presente invención se refiere, en general, a sistemas de absorción de energía, y más particularmente a un sistema de absorción de energía usado para reducir la gravedad de una colisión entre un vehículo a motor en movimiento y un peligro, triturando o rompiendo porciones de un elemento de absorción de energía.

Antecedentes de la invención

Se han usado diversos dispositivos de atenuación de impacto y sistemas de absorción de energía para evitar o reducir el daño resultante de una colisión entre un vehículo a motor en movimiento y diversos peligros u obstáculos. Los dispositivos de atenuación de impacto y los sistemas de absorción de energía anteriores, tales como amortiguadores de choque o barreras de choque, incluyen diversos tipos de elementos de absorción de energía. Algunas barreras de choque dependen de fuerzas de inercia para absorber energía cuando un material tal como arena se acelera durante un impacto. Otras barreras de choque incluyen elementos aplastables. El documento US 2003/0175076 describe un sistema y método de absorción de energía ensanchado.

Algunos de estos dispositivos y sistemas se han desarrollado para su uso con peligros u obstáculos en un borde de la carretera estrecho tal como en el extremo de una mediana, el extremo de una barrera que se extiende a lo largo del borde de una carretera, grandes postes de señalización adyacentes a una carretera, y pilares de puentes o columnas centrales. Dichos dispositivos de atenuación de impacto y sistemas de absorción de energía se instalan en un esfuerzo por minimizar el grado de lesiones personales así como el daño a un vehículo que impacta y cualquier estructura o equipo asociado con el peligro en el borde de la carretera.

Los ejemplos de dispositivos de atenuación de impacto de propósito general se muestran en la Patente de Estados Unidos 5.011.326 titulada Narrow Stationary Impact Attenuation System; Patente de Estados Unidos 4.352.484 titulada Shear Action and Compression Energy Absorber, Patente de Estados Unidos 4.645.375 titulada Stationary Impact Attenuation System; y Patente de Estados Unidos 3.944.187 titulada Roadway Impact Attenuator. Los ejemplos de sistemas de absorción de energía especializados se muestran en la Patente de Estados Unidos 4.928.928 titulada Guardrail Extruder Terminal y la Patente de Estados Unidos 5.078.366 titulada Guardrail Extruder Terminal. Los ejemplos de sistemas de absorción de energía satisfactorios para su uso con sistemas de guardarraíl para autopista se muestran en la Patente de Estados Unidos 4.655.434 titulada Energy Absorbing Guardrail Terminal y la Patente de Estados Unidos 5.957.435 titulada Energy-Absorbing Guardrail End Terminal and Method.

Los ejemplos de dispositivos de atenuación de impacto y sistemas de absorción de energía apropiados para su uso en un vehículo de asistencia en autopista que se mueve lentamente o que está detenido se muestran en la Patente de Estados Unidos 5.248.129 titulada Energy Absorbing Roadside Crash Barrier, Patente de Estados Unidos 5.199.755 titulada Vehicle Impact Attenuating Device\ Patente de Estados Unidos 4.711.481 titulada Vehicle Impact Attenuating Device\ Patente de Estados Unidos 4.008.915 titulada Impact Barrier for Vehicles.

Otros ejemplos de dispositivos de atenuación de impacto y sistemas de absorción de energía se muestran en la Patente de Estados Unidos 5.947.452, titulada Energy Absorbing Crash Cushion, Patente de Estados Unidos 6.293.727, titulada Energy Absorbing Systems for Fixed Roadside Hazards TRACC\ y Patente de Estados Unidos 6.536.985, titulada Energy Absorbing System for Fixed Roadside Hazards. Las patentes anteriores se incorporan por la presente por referencia en esta solicitud.

Los procedimientos recomendados para evaluar el rendimiento de los diversos tipos de dispositivos de seguridad en autopista incluyendo amortiguadores de choque se presentan en el National Cooperative Highway Research Program (NCHRP), Informe 350. Un amortiguador de choque se define, en general, como un dispositivo diseñado para detener de forma segura un vehículo que ¡mpacta dentro de una distancia relativamente corta. El Informe 350 de NCHRP clasifica adicionalmente los amortiguadores de choque como "de re-dirección" o "de no re-dirección". Un amortiguador de choque de re-dirección está diseñado para contener y re-dirigir un vehículo que impacta aguas abajo de la punta o extremo del amortiguador de choque orientado hacia el tráfico que viene en el sentido opuesto que se extiende desde un peligro en el borde de la carretera. Los amortiguadores de choque de no re-dirección están diseñados para contener y capturar un vehículo que ¡mpacta aguas abajo de la punta del amortiguador de choque.

Los amortiguadores de choque de re-dirección se clasifican adicionalmente como dispositivos "con desbloqueo" o "sin desbloqueo". Un amortiguador de choque con desbloqueo es uno diseñado para permitir la penetración controlada de un vehículo durante el impacto entre la punta del amortiguador de choque y el comienzo de la longitud de necesidad (LON) del amortiguador de choque. Un amortiguador de choque sin desbloqueo puede diseñarse para tener capacidades de re-dirección a lo largo de toda su longitud.

Sumario de la invención

De acuerdo con los contenidos de la presente invención, las desventajas y limitaciones asociadas con los sistemas de absorción de energía y dispositivos de atenuación de impacto previos se han reducido o eliminado

sustancialmente mediante un sistema de absorción de energía de acuerdo con las reivindicaciones independientes.

Las ventajas técnicas de la presente invención incluyen proporcionar un sistema de absorción de energía modular, relativamente compacto, satisfactorio para proteger a los vehículos durante el impacto con una gran diversidad de peligros. Los sistemas de absorción de energía que incorporan los contenidos de la presente invención pueden fabricarse a un coste relativamente bajo usando materiales y procesos convencionales que se conocen bien en la industria de seguridad para autopistas. Los sistemas resultantes combinan diseños estructurales innovadores con técnicas de absorción de energía que son altamente predecibles y fiables. Dichos sistemas pueden repararse fácilmente a un coste relativamente bajo después del impacto de un vehículo.

Los mecanismos de fallo asociados con mover una trituradora orientada generalmente perpendicular a través de una placa sólida pueden Incluir que una serle de pequeños trozos del tamaño de la uña del pulgar se rompan o se trituren o se rompan de la placa sólida delante de la trituradora a medida que la trituradora avanza longitudinalmente a través de la placa sólida. Para otras aplicaciones, una trituradora orientada generalmente perpendicular con una placa sólida puede producir una sola línea de fallo delante de la trituradora a medida que la trituradora se mueve longitudinalmente a través de la placa sólida. El material roto puede desviarse a un lado o al otro de la trituradora. La cooperación entre trituradoras y elementos de absorción de energía que tienen aberturas y zonas intermedias de la presente invención da como resultado un modo de fallo fiable, generalmente consistente, que se reinicia cada vez que la trituradora se mueve de una abertura a través de una zona intermedia asociada a otra abertura.

Un amortiguador de choque puede estar provisto de una trituradora y uno o más elementos de absorción de energía para optimizar el rendimiento y repetitividad del amortiguador de choque triturando o rompiendo porciones de al menos un elemento de absorción de energía. Cada elemento de absorción de energía puede tener zonas intermedias y aberturas alternas que cooperan entre sí proporcionando una desaceleración repetible y segura de un vehículo que impacta con un extremo del amortiguador de choque. El amortiguador de choque puede incluir una primera porción, relativamente blanda para absorber el impacto de vehículos pequeños, de peso ligero y/o vehículos que se mueven lentamente. El amortiguador de choque puede tener una porción media con uno o más elementos de absorción de energía y aberturas y zonas intermedias asociadas. El tamaño de las aberturas y/o zonas Intermedias pueden variar a lo largo de la longitud de cada elemento de absorción de energía proporcionando una desaceleración óptima de un vehículo que impacta. El amortiguador de choque puede tener una tercera porción o final con uno o más elementos de absorción de energía y aberturas y zonas intermedias asociadas diseñadas para absorber el Impacto de vehículos pesados, a alta velocidad, de acuerdo con los contenidos de la presente Invención. La presente Invención puede... [Seguir leyendo]

1.- Un sistema de absorción de energía (20) operable para minimizar los resultados de una colisión entre un vehículo y un peligro que comprende:

el sistema de absorción de energía (20) que tiene un primer (21) extremo y un segundo (22) extremo; estando dispuesto el segundo extremo (2) del sistema de absorción de energía adyacente al peligro, extendiéndose el primer extremo (21) longitudinalmente desde el mismo;

un elemento deslizante (40) dispuesto de forma deslizable cerca del primer extremo (21) del sistema de absorción de energía (20);

una primera fila de montajes de absorción de energía (86, 286) y una segunda fila de montajes de absorción de energía (86, 286) que se extienden desde el peligro;

estando la primera y la segunda fila de montajes de absorción de energía (86, 286) espaciados lateralmente entre sí; y

teniendo cada montaje de absorción de energía (86, 286) al menos un elemento de absorción de energía (100);

caracterizado por

el montaje deslizante (40) tiene una primera trituradora (116, 216) y una segunda trituradora (116, 216) montada sobre la misma y orientada generalmente normal a los elementos de absorción de energía (100) de los montajes de absorción de energía (86, 286); y

el montaje deslizante (40) que tiene un primer extremo (41) orientado hacia el tráfico que viene en el sentido opuesto, con lo que una colisión de un vehículo con el primer extremo (41) del montaje deslizante (40) provocará que cada trituradora (116, 216) disipe energía cinética del vehículo triturando porciones de los elementos de absorción de energía (100) asociados.

2.- El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende adicionalmente:

un primer raíl de guía fijado a la primera fila de montajes de absorción de energía (86, 286) y un segundo raíl de guía fijado a la primera fila de montajes de absorción de energía (86, 286);

una pluralidad de marcos de soporte de panel (60a-60e) dispuestos deslizantemente sobre el primer raíl de guía y el segundo raíl de guía entre el montaje deslizante (40) y el peligro;

teniendo los marcos de soporte de panel (60a-60e) una primera posición separada longitudinalmente entre

sí; y

una pluralidad de paneles (160) fijados los marcos de soporte de panel (60a-60e) y que se extienden longitudinalmente a lo largo de los lados opuestos del sistema de absorción de energía (20).

3 - El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende adlclonalmente:

una ranura longitudinal (164a) respectiva formada en cada uno de los paneles (160);

una placa ranurada (170) respectiva acoplada de forma deslizable dentro de cada ranura;

cada placa ranurada (170) fijada de forma segura uno de los marcos de soporte de panel (60a-60e) para

permitir el movimiento longitudinal del marco de soporte de panel y el panel asociado relativo entre sí; y

teniendo cada ranura longitudinal (164a) una porción alargada con dimensiones superiores a la placa

ranurada (170) con lo que el panel asociado se puede desengranar de la placa ranurada (170) asociada y

el marco de soporte fijado cuando la placa ranurada (170) está dispuesta dentro de la porción alargada

respectiva.

4 - El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 1 en el que cada trituradora comprende adicionalmente un perno respectivo que tiene una superficie redondeada, generalmente roma, alineada con los elementos de absorción de energía (100) asociados.

- El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende adicionalmente:

la primera fila de montajes de absorción de energía (86, 286) que tiene un primer raíl de guía fijado a la misma;

la segunda fila de montajes de absorción de energía (86, 286) que tiene un segundo raíl de guía fijado a la misma;

el primer raíl de guía y el segundo raíl de guía separados lateralmente entre sí; y

el montaje deslizante (40) que tiene un primer montaje de guía dispuesto deslizante sobre el primer raíl de guía y un segundo montaje de guía dispuesto de manera deslizante sobre el segundo raíl de guía.

6 - El montaje de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 5 en el que cada montaje de absorción de energía comprende adicionalmente:

un par de vigas de soporte (290) dispuestas longitudinalmente paralelas entre sí;

al menos un elemento de absorción de energía fijado a cada par de vigas de soporte (290); y

estando las vigas de soporte (290) espaciadas lateralmente entre sí para permitir que la trituradora

respectiva se engrane con el al menos un elemento de absorción de energía para disipar la energía del vehículo.

7.- El sistema de absorción de energía (20) de la reivindicación 6 que comprende adicionalmente que cada viga de soporte tenga una sección transversal generalmente con forma de C.

8.- El sistema de absorción de energía (20) de la reivindicación 6 que comprende adicionalmente que cada viga de soporte tenga una sección transversal generalmente con forma de L.

9.- El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

una pluralidad de marcos de soporte de panel (60a-60e) dispuestos de forma deslizable sobre un primer raíl de guía y un segundo raíl de guía entre el montaje deslizante (40) y el peligro; los marcos de soporte de panel (60a-60e) espaciados longitudinalmente entre sí; y

una pluralidad paneles (160) fijados a los marcos de soporte de panel (60a-60e) y que se extienden longitudinalmente a lo largo de lados opuestos del sistema de absorción de energía (20).

10.- El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende adicionalmente:

una ranura longitudinal respectiva (164a) formada en cada panel;

una placa ranurada respectiva (170) dispuesta de forma deslizable dentro de cada ranura; estando cada placa ranurada (170) fijada de manera segura a uno de los marcos de soporte de panel (60a-60e) para permitir el movimiento longitudinal deslizante del marco de soporte de panel y del panel asociado entre sí; y

teniendo cada ranura longitudinal (164a) una porción alargada con dimensiones superiores a la placa ranurada (170) asociada.

11.- El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

un par de raíles de guía que se extienden entre el primer extremo del sistema de absorción de energía (20) y el segundo extremo del sistema de absorción de energía (20);

una pluralidad de marcos de soporte de panel (60a-60e) dispuestos de forma deslizable sobre los raíles de guía entre el montaje deslizante (40) y el segundo extremo del sistema de absorción de energía (20); teniendo los marcos de soporte de panel (60a-60e) una primera posición espaciada longitudinalmente entre

sí;

una pluralidad de paneles (160) fijados al montaje deslizante (40) y los marcos de soporte de panel (60a- 60e);

una ranura longitudinal (164a) formada en cada uno de los paneles (160);

una placa ranurada (170) respectiva dispuesta de manera deslizable en cada ranura

estando cada placa ranurada (170) engranada con uno de los marcos de soporte de panel (60a-60e)para

permitir el movimiento longitudinal deslizante del marco de soporte de panel y del panel entre sí; y

una porción alargada formada próxima a un extremo aguas arriba de cada ranura longitudinal (164a) para

permitir la retirada del panel asociado del marco de soporte de panel respectivo tras una colisión de

vehículo con el montaje deslizante (40)

12.- El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

un parte de vigas de soporte (290) con al menos uno de dichos elementos de absorción de energía fijados a las vigas de soporte (290);

una de pluralidad de aberturas formadas en cada viga de soporte y aberturas correspondientes formadas en cada elemento de absorción de energía;

una pluralidad de sujeciones mecánicas (250) que se extienden respectivamente a través de las aberturas en el elemento de absorción de energía y las aberturas correspondientes en las vigas de soporte (290); un duplicador (114) dispuesto sobre cada elemento de absorción de energía opuesto a la viga de soporte respectiva; y

una pluralidad de aberturas formadas en cada duplicador (114) con una de las sujeciones mecánicas (250) que se extiende a través de una de las aberturas en cada duplicador (114).

13.- El sistema de absorción de energía (20) de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende adicionalmente:

teniendo cada elemento de absorción de energía una configuración rectangular generalmente alargada definida en parte por un primer borde longitudinal y un segundo borde longitudinal;

una primera fila de aberturas y una segunda fila de aberturas formadas a lo largo de cada primer borde longitudinal y segundo borde longitudinal respectivos de cada elemento de absorción de energía; y una tercera fila de aberturas con zonas intermedias dispuestas entre medias que se extienden a lo largo de la longitud de cada elemento de absorción de energía entre la primera fila de aberturas y la segunda fila de aberturas.

14 - El sistema de absorción de energía (20) de la reivindicación 13, en el que las sujeciones mecánicas (250) comprenden adicionalmente:

una pluralidad de pernos sin cabeza (260) engranados de forma segura con aberturas respectivas en las vigas de soporte (290); y

dimensiones de los pernos sin cabeza (290) y la aberturas respectivas formadas en la primera fila de aberturas y la segunda fila de aberturas en cada elemento de absorción de energía seleccionado para permitir instalar y retirar cada elemento de absorción de energía sin desengranar los pernos sin cabeza (260) de las vigas de soporte (290) asociadas.

- El sistema de absorción de energía (20) de la reivindicación 14, que comprende adicionalmente:

una pluralidad de pernos con cabeza engranados con aberturas respectivas en la primera fila y la segunda fila de cada elemento de absorción de energía y aberturas respectivas en las vigas de soporte (290); y al menos uno de los pernos sin cabeza (260) dispuestos entre los pernos con cabeza.

16 - El sistema de absorción de energía (20) de la reivindicación 12, que comprende adicionalmente:

al menos un retenedor de tuerca (280) engranado de forma segura con cada viga de soporte opuesta al

elemento de absorción de energía asociado;

una tuerca dispuesta dentro de cada retenedor de tuerca (280); y

siendo la tuerca operable para recibir un perno que se extiende a través de una de las aberturas en el elemento de absorción de energía asociado para engranar de forma segura el elemento de absorción de energía con la viga de soporte.

17 - El sistema de absorción de energía (20) de la reivindicación 16 en el que el retenedor de tuerca (280) comprende adicionalmente:

una placa que tiene una configuración generalmente rectangular con dimensiones compatibles con la fijación a la viga de soporte asociada;

una primera abertura dispuesta en la placa de retención y una segunda abertura dispuesta en la placa de retención;

estando la primera abertura dimensionada para recibir una primera sujeción mecánica que se extiende a través del elemento de absorción de energía asociado y las vigas de soporte (290); y estando la segunda abertura dimensionada para recibir una segunda sujeción mecánica que se extiende a través del elemento de absorción de energía asociado y la vigas de soporte.

18.- El sistema de absorción de energía (20) de la reivindicación 17 que comprende adicionalmente:

una placa de mantenimiento fijada a la placa del retenedor de tuerca (280) opuesta a las vigas de soporte (290);

un primer extremo de la placa de mantenimiento engranada de forma segura con la primera sujeción mecánica; y

un segundo extremo de la placa de mantenimiento dispuesto próximo de la tuerca para mantener de forma llberable la tuerca en la placa de retención.

19.- Un procedimiento para instalar un sistema de absorción de energía (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18 que comprende:

Instalar un par de montajes de absorción de energía (86, 286), teniendo cada elemento de absorción de energía elementos de absorción de energía (100) asociados con un primer extremo (187, 287) de cada montaje de absorción de energía orientado hacia el vehículo que viene en el sentido opuesto y un segundo extremo de cada montaje de absorción de energía dispuesto adyacente al peligro; e instalar un montaje deslizante (40) que tiene un par de trituradoras (116, 216) dispuestas adyacentes al primer extremo (187, 287) de los montajes de absorción de energía (86, 286) y el montaje deslizante (40) dispuestos entre el vehículo que viene en sentido opuesto y el primer extremo (187, 287) de los montajes de absorción de energía (86, 286); caracterizado por:

alinear el montaje deslizante (40) y el par de trituradoras (116, 216) respecto de los montajes de absorción de energía (86, 286) con cada trituradora orientada generalmente normal a los elementos de absorción de energía (100) respectivos de los montajes de absorción de energía (86, 286).

- El procedimiento de la reivindicación 19 que comprende adicionalmente instalar cada montaje de absorción de

energía con los elementos de absorción de energía (100) dispuestos generalmente horizontal respecto a la carretera.

21.- El procedimiento de la reivindicación 19 que comprende adicionalmente instalar cada montaje de absorción de energía con los elementos de absorción de energía (100) dispuestos generalmente vertical respecto a la carretera.