Aparato de absorción de energía.

Aparato de absorción de energía para proteger ocupantes de diferentes pesos corporales de los efectos defuerza G excesiva absorbiendo energía comunicada a un vehiculo durante un explosión que ocurre debajodel vehículo,

comprendiendo el aparato de absorción de energía:

un primer elemento de montaje, tal como una montura rígida en el bastidor del vehículo, unida alvehículo;

un segundo elemento de montaje, tal como una pata de asiento, unido al asiento del ocupante;

un mecanismo de absorción unido entre los elementos de montaje primero y segundo,comprendiendo el mecanismo de absorción al menos una tira de atenuación dispuesta en uno delos elementos de montaje, y yunques dispuestos en el otro de los elementos de montaje, y en elque la tira de atenuación está dispuesta en zigzag entre los yunques de tal manera que cuando elvehículo es sometido a una fuerza G excesiva, la tira de atenuación es flexionada e impulsada através de los yunques, produciendo con ello una fuerza de atenuación por fricción que controla elmovimiento del asiento con respecto al vehículo y en el que está dispuesto un mecanismo deajuste de absorción, siendo el mecanismo de ajuste de absorción capaz de ajustar la magnitud dela atenuación ajustando la fuerza de atenuación por fricción creada como consecuencia de laacción de la tira de atenuación que es flexionada e impulsada a través de los yunques,dependiendo del peso del ocupante, de tal manera que una longitud esencialmente similar de tirade atenuación es flexionada e impulsada a través de los yunques, para una fuerza G dada,independientemente del peso del ocupante.

Aparato de absorción de energía La presente invención se refiere a un aparato de absorción de energía, particularmente a un aparato de absorción de energía para proteger los ocupantes de diferentes pesos corporales de los efectos de excesiva G (fuerza de gravedad) absorbiendo energía comunicada a un vehículo, durante una explosión que ocurra debajo del vehículo, en una magnitud que sea optimizada para el peso del ocupante. La invención proporciona también una función de reposición que permite al aparato absorber una primera fuerza G comunicada al vehículo y a continuación absorber una segunda fuerza G comunicada al vehículo mientras se hace mínimo el espacio requerido por debajo del asiento del ocupante para tal absorción.

En ambientes hostiles existe la posibilidad de que sean conducidos vehículos sobre dispositivos explosivos o sean atacados por ellos debajo del vehículo. Si sucede esto, el dispositivo explosivo explotará normalmente, lo que puede plantear un serio peligro para el ocupante u ocupantes del vehiculo.

Con el fin de minimizar el peligro de tal explosión para un ocupante, existen cinco problemas clave a los que se hay que enfrentar, que son los siguientes:

1) Onda de presión. La onda de presión producida por la explosión afecta a cualquier cosa en la trayectoria de la explosión y no se puede evitar, aunque la estructura del vehículo puede ayudar a minimizar la exposición del ocupante a la onda de presión;

2) Efecto de la onda expansiva. Este incluye el humo y llamas causados por la explosión y estos pueden ser desviados del ocupante usando tecnología de desviación (por ejemplo, un lado inferior apropiadamente conformado del bastidor del vehículo) ;

3) Metralla. Normalmente, la metralla es emitida por la explosión, o como consecuencia directa de la explosión. Se puede utilizar blindaje apropiado para proteger al ocupante de la metralla.

4) Fuerza G inducida por la explosión. La explosión hará que el vehículo acelere muy rápidamente alejándose de la fuente de la explosión. Si la explosión ocurre debajo del vehículo, la componente principal de la aceleración estará dirigida hacia arriba. Esto hace que el ocupante del vehículo sea sometido a una fuerza ascendente correspondiente que es percibida por el ocupante como una fuerza G enorme en el asiento.

5) Fuerza G de caída. A medida que el vehículo es propulsado alejándose de la fuente de la explosión, comenzará a desacelerar gradualmente hasta que alcanza su máximo de desplazamiento hacia arriba. Finalmente, será percibida la falta de peso por el ocupante al cambiar el sentido del movimiento de ascendente a descendente. El vehículo comenzará entonces a acelerar hacia el suelo bajo la acción de la gravedad y finalmente chocará contra el suelo con un impacto enorme. Cuando el vehículo impacta sobre el suelo el ocupante será, por lo tanto, sometido a una fuerza G de “caída” que, si no es absorbida, producirá heridas.

Incluso si se puede sobrevivir a cada uno de los factores 1 a 3, tendrán consecuencias fatales para el ocupante si la intensidad de la fuerza G experimentada por el ocupante es demasiado grande en cualquiera de los factores 4 ó 5.

Un modo de reducir la fuerza G experimentada por el ocupante en un caso de explosión u onda expansiva es proporcionar una disposición de atenuación de fuerza, montada en el asiento en la forma de una tira o banda metálica deformable que esté dispuesta en zigzag a través de una serie de yunques y que se deformará cuando sea impulsada a través de los yunques, introduciendo con ello una fuerza de atenuación por fricción que atenúa la fuerza G, que de otro modo sería experimentada por el ocupante del asiento. Un tal sistema se describe en la Publicación de Patente Internacional No. WO2009/030937.

El documento US3968863 describe un aparato de absorción de energía y un método para la protección de ocupantes de diferentes pesos corporales de los efectos de una fuerza G excesiva absorbiendo la energía comunicada a un vehículo por debajo del vehículo, comprendiendo el aparato de absorción de energía un primer elemento de montaje unido al vehículo, un segundo elemento de montaje unido al asiento del ocupante, un mecanismo de absorción unido entre los elementos de montaje primero y segundo, comprendiendo el mecanismo de absorción un alambre de atenuación dispuesto en uno de los elementos de montaje, y yunques dispuestos en el otro de los elementos de montaje, y en el que el alambre de atenuación está dispuesto en zigzag entre los yunques de tal manera que cuando el vehículo es sometido a una fuerza G excesiva, la tira de atenuación es flexionada o doblada e impulsada a través de los yunques, produciendo con ello una fuerza de atenuación por fricción que controla el movimiento del asiento con respecto al vehículo y en el que está dispuesto un mecanismo de ajuste de absorción, siendo el mecanismo de ajuste de absorción capaz de ajustar la magnitud de atenuación ajustando la fuerza de atenuaron de fricción creada como consecuencia de la acción de la atenuación la tira que es doblada e impulsada a través de los yunques.

Sin embargo, tales sistemas no son capaces de proporcionar un nivel optimizado de atenuación para un peso dado del ocupante, ni proporcionan el uso más eficaz del espacio disponible por debajo del asiento.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de absorción de energía para proteger ocupantes de diferentes pesos corporales de los efectos de fuerza G excesiva absorbiendo la energía comunicada al vehículo durante una explosión que ocurre debajo del vehículo, comprendiendo el aparato de absorción de energía:

un primer elemento de montaje unido al vehículo;

un segundo elemento de montaje unido al asiento del ocupante;

un mecanismo de absorción unido entre el primer y segundo elementos de montaje, comprendiendo el mecanismo de absorción al menos una tira de atenuación dispuesta en uno de los elementos de montaje, y yunques dispuestos en el otro de los elementos de montaje, y en el que la tira de atenuación está dispuesta en zigzag entre los yunques de tal manera que cuando el vehículo es sometido a una fuerza G excesiva, la tira de atenuación es doblada e impulsada a través de los yunques, produciendo con ello una fuerza de atenuación por fricción que controla el movimiento del asiento con respecto al vehículo y en el que está dispuesto un mecanismo de ajuste de absorción, siendo el mecanismo de ajuste de absorción capaz de ajustar la magnitud de atenuación ajustando la fuerza de atenuación por fricción creada como consecuencia de la acción de la tira de atenuación que es doblada e impulsada a través de los yunques, dependiendo del peso del ocupante, de tal manera que una longitud esencialmente similar de tira de atenuación es doblada e impulsada a través de los yunques, para una fuerza G dada, independientemente del peso del ocupante.

De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, se proporciona también un método de proteger el ocupante de un vehículo de las fuerzas G inducidas por explosión, cuyo método comprende:

proporcionar un primer elemento de montaje unido al vehículo;

proporcionar un segundo elemento de montaje unido al asiento del ocupante;

proporcionar un mecanismo de absorción entre los elementos de montaje primero y segundo, en el que el mecanismo de absorción comprende una tira de atenuación dispuesta en uno de los elementos de montaje y un yunque dispuesto en el otro de los elementos de montaje de tal manera que cuando el vehículo, y por lo tanto el primer elemento de montaje, es sometido a una fuerza G inducida por una explosión, la tira de atenuación es doblada e impulsada sobre el yunque con el fin de absorber una parte de la fuerza G, la cual, de otro modo, sería comunicada al ocupante; y

controlar el movimiento del asiento con respecto al vehículo ajustando la fuerza de atenuación por fricción por medio de un mecanismo de ajuste de absorción que aumenta la magnitud de la atenuación aumentando la fuerza de atenuación por fricción creada como consecuencia de la acción de la tira de atenuación doblada e impulsada a través de los yunques, al aumentar el peso del ocupante de tal manera que una longitud esencialmente similar de la tira de atenuación es doblada e impulsada a través de los yunques para una fuerza G dada independientemente del peso del ocupante.

Puesto que el aparato de la presente invención utiliza esencialmente la misma longitud de tira de atenuación para una fuerza G dada, independientemente del peso combinado del asiento y del ocupante (incluyendo armadura, mochilas, etc.) , es siempre... [Seguir leyendo]

1. Aparato de absorción de energía para proteger ocupantes de diferentes pesos corporales de los efectos de fuerza G excesiva absorbiendo energía comunicada a un vehiculo durante un explosión que ocurre debajo del vehículo, comprendiendo el aparato de absorción de energía:

un primer elemento de montaje, tal como una montura rígida en el bastidor del vehículo, unida al vehículo;

un segundo elemento de montaje, tal como una pata de asiento, unido al asiento del ocupante;

un mecanismo de absorción unido entre los elementos de montaje primero y segundo, comprendiendo el mecanismo de absorción al menos una tira de atenuación dispuesta en uno de 10 los elementos de montaje, y yunques dispuestos en el otro de los elementos de montaje, y en el que la tira de atenuación está dispuesta en zigzag entre los yunques de tal manera que cuando el vehículo es sometido a una fuerza G excesiva, la tira de atenuación es flexionada e impulsada a través de los yunques, produciendo con ello una fuerza de atenuación por fricción que controla el movimiento del asiento con respecto al vehículo y en el que está dispuesto un mecanismo de 15 ajuste de absorción, siendo el mecanismo de ajuste de absorción capaz de ajustar la magnitud de la atenuación ajustando la fuerza de atenuación por fricción creada como consecuencia de la acción de la tira de atenuación que es flexionada e impulsada a través de los yunques, dependiendo del peso del ocupante, de tal manera que una longitud esencialmente similar de tira de atenuación es flexionada e impulsada a través de los yunques, para una fuerza G dada,

independientemente del peso del ocupante.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los yunques y la tira de atenuación están dispuestos de tal manera que, cuando el aparato es sometido al peso del ocupante, al menos uno de los yunques es accionado automáticamente hacia una posición de fuerza G excesiva ajustada al peso, la cual, tras la activación, retendrá el yunque en una posición de atenuación activa que da lugar a que el ángulo a través del cual debe flexionar la tira de atenuación cuando pasa a través de los yunques, es tal que la fuerza de atenuación por fricción que resulta de que la tira de atenuación sea impulsada a través de los yunques es de una magnitud que está optimizada al peso del ocupante.

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el ángulo a través del cual debe flexionar la tira de atenuación con el fin de pasar a través de los yunques es ajustado mediante actuación del o de cada 30 yunque perpendicularmente al plano del movimiento de la tira de atenuación.

4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que están previstos tres yunques y en el que es el segundo yunque, central, el que es accionado perpendicularmente al plano del movimiento de la tira de atenuación.

5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el ángulo a través del cual debe flexionar la tira de

atenuación con el fin de pasar a través de los yunques es ajustado mediante actuación del o de cada yunque paralelamente al plano del movimiento de la tira de atenuación.

6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que están previstos tres yunques y en el que son los yunques extremos primero y tercero los que son accionados paralelamente al plano del movimiento de la tira de atenuación.

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el mecanismo de ajuste de absorción comprende un alojamiento de yunques y una caja exterior de control que tiene una abertura de control de actuación, teniendo la abertura de control de actuación una superficie inclinada configurada para retener el o cada yunque accionado en una posición de atenuación activa que es perpendicular al plano del movimiento de la tira de atenuación en una distancia correspondiente al punto a lo largo de la pendiente en el que

permanece el yunque cuando está en la posición de la fuerza G pre-excesiva ajustada al peso.

8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la superficie inclinada está además provista de una serie de muescas para retener el o cada yunque en una de una serie de distancias incrementales desde el plano del movimiento de la tira de atenuación cuando está en la posición de atenuación activa.

9. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en el que el mecanismo de absorción

automática comprende medios elásticos que soportan el aparato de tal manera que cuando el peso del ocupante es aplicado al mismo, los medios elásticos son comprimidos elásticamente, dando lugar a que el segundo yunque se mueva hacia la posición ajustada al peso de la fuerza G pre-excesiva, que es prácticamente perpendicular y opuesta a una de las muescas, de tal manera que tras la atenuación, en un caso de explosión, el segundo yunque es empujado contra la muesca por la tira de atenuación, y es con 55 ello retenido, en la posición de atenuación activa, perpendicular al plano de movimiento de la tira de atenuación, en la distancia correspondiente a esa muesca.

10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los medios elásticos comprenden un elemento de muelle helicoidal y/o una columna telescópica que contiene un fluido de amortiguación de fuerza.

11. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el o cada yunque comprende un rodillo cilíndrico montado de manera rotativa.

12. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 11, en el que el mecanismo de absorción comprende un clip de guía que asegura el segundo yunque en la posición ajustada al peso de la fuerza G pre-excesiva cuando se aplica al asiento el peso del ocupante, y que libera el segundo yunque de la citada posición durante la atenuación.

13. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que está dispuesto un mecanismo de fijación que mantiene selectivamente el mecanismo de absorción en una posición ajustada al peso de fuerza G pre-excesiva cuando es retirado del aparato el peso del ocupante.

14. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que están también dispuestos medios de absorción de energía de impacto con el fin de atenuar cualesquiera fuerzas G adicionales ejercidas sobre el vehículo cuando el vehículo impacta sobre el suelo.

15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 14, en el que los medios de absorción de energía de impacto comprenden al menos uno de entre el elemento de muelle helicoidal, la columna telescópica y una longitud no utilizada de la tira de atenuación.

16. Un método de proteger un ocupante de vehículo de fuerzas G inducidas por explosión, comprendiendo el método:

disponer un primer elemento de montaje unido al vehículo;

disponer un segundo elemento de montaje unido al asiento del ocupante;

disponer un mecanismo de absorción entre los elementos de montaje primero y segundo, en el que el mecanismo de absorción comprende una tira de atenuación dispuesta en uno de los elementos de montaje y un yunque dispuesto en el otro de los elementos de montaje de tal manera que cuando el vehículo, y por tanto el primer elemento de montaje, es sometido a una fuerza G inducida por explosión, la tira de atenuación es flexionada o doblada e impulsada sobre el yunque con el fin de absorber una parte de la fuerza G, que de otro modo sería comunicada al ocupante; y

controlar el movimiento del asiento con respecto al vehículo ajustando la fuerza de atenuación por fricción por medio de un mecanismo de ajuste de absorción que aumenta la magnitud de atenuación aumentando la fuerza de atenuación por fricción creada como consecuencia de la acción de la tira de atenuación que es flexionada e impulsada a través d los yunques, cuando el peso del ocupante es aumentado, de tal manera que una longitud esencialmente similar de la tira de atenuación es flexionada e impulsada a través de los yunques para una fuerza G, dada con independencia del peso del ocupante.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, que comprende además retener automáticamente un yunque en una posición ajustada al peso de fuerza G pre-excesiva que es prácticamente perpendicular al plano de movimiento de la tira de atenuación, en una magnitud que aumenta la fuerza de atenuación por fricción aplicada como consecuencia de que la tira de atenuación sea impulsada a través de los yunques, hasta una magnitud que es apropiada al peso del ocupante.

18. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 ó 17, que comprende además el paso adicional de proteger el ocupante del vehículo de fuerzas G de rebote cuando el vehículo impacta con el suelo después de un caso de explosión, proporcionando un sistema de absorción de energía de rebote que comprende al menos uno de entre un elemento de muelle helicoidal, una columna telescópica y una longitud no utilizada de la tira de atenuación.

19. Aparato de absorción de energía para proteger ocupantes de los efectos de una fuerza G excesiva, mediante la absorción de energía comunicada a un vehículo durante una explosión que ocurre debajo del vehículo, comprendiendo el aparato de absorción de energía:

un primer elemento de montaje fijado al vehículo;

un segundo elemento de montaje fijado al asiento del ocupante;

un mecanismo de absorción dispuesto entre los elementos de montaje primero y segundo de tal

manera que cuando el vehículo es sometido a una primera fuerza G excesiva, el segundo elemento de montaje se desplazará desde su posición inicial a lo largo del primer elemento de montaje en una primera carrera de absorción,

un mecanismo de reposición para devolver el segundo elemento de montaje a una posición intermedia después de que haya pasado la primera fuerza G excesiva, estando la posición intermedia, al menos partidamente, a lo largo de la distancia de carrera recorrida por el segundo elemento de montaje durante la primera carrera de absorción; y

medios de fijación para fijar el segundo elemento de montaje con respecto al primer elemento de montaje en la citada posición intermedia de tal manera que cuando el vehículo es sometido a una segunda fuerza G excesiva el segundo elemento de montaje se desplazará desde su posición intermedia a lo largo del primer elemento de montaje en una segunda carrera de absorción.

20. Aparato de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el mecanismo de absorción comprende una tira de atenuación, una caja exterior y yunques retenidos en el primer elemento de montaje y unidos al segundo elemento de montaje, en el que la tira de atenuación está dispuesta en zigzag entre los yunques de tal manera que cuando el vehículo es sometido a la primera o segunda fuerzas G excesivas, la tira de atenuación es flexionada e impulsada a través de los yunques, produciendo con ello una fuerza de atenuación por fricción que controla el movimiento del segundo elemento de montaje con respecto al primer elemento de montaje y por lo tanto el asiento con respecto al vehículo.

21. Aparato de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 20, en el que los medios de fijación comprenden un perfil de trinquete dispuesto en una parte de primer elemento de montaje y al menos un saliente de fijación correspondiente dispuesto en la caja exterior del mecanismo de absorción.

22. Aparato de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el perfil de trinquete comprende una abertura a través de una pata del asiento del ocupante, teniendo la abertura una serie de muescas en cada lado de la misma.

23. Aparato de absorción de energía de cuerdo con la reivindicación 22, en el que un par de salientes de fijación correspondientes a la serie de muescas están dispuestos en la caja exterior del mecanismo de absorción de tal manera que se proporciona una comunicación de efecto trinquete entre el mecanismo de absorción y el primer elemento de montaje.

24. Aparato de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 23, en el que el o cada saliente de fijación está cargado selectivamente a acoplamiento con las muescas del perfil de abertura de trinquete.

25. Aparato de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 24, en el que un mecanismo de retenedor de saliente de fijación está dispuesto para retener el o cada saliente de fijación en una posición de no acoplamiento a perfil de trinquete hasta que ha pasado la primera fuerza G excesiva, en cuyo punto el mecanismo de retenedor de saliente de fijación libera el o cada saliente de fijación, permitiéndole acoplarse con la abertura de perfil de trinquete.

26. Aparato de absorción de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, en el que el mecanismo de reposición comprende medios elásticos asegurados al vehículo por un extremo y asegurados al segundo elemento de montaje por el otro extremo, de tal manera que durante las primera y segunda fuerzas G excesivas se comprimen los medios elásticos, y entre las primera y segunda fuerzas G excesivas los medios elásticos se expanden para devolver el segundo elemento de montaje, y por lo tanto el mecanismo de absorción unido al mismo, a la citada posición intermedia.

27. Aparato de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 26, en el que los medios elásticos consisten en una columna de gas.

28. Aparato de absorción de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 27, en el que el segundo elemento de montaje comprende una disposición de corredera que tiene una ranura longitudinal para recibir un perno en un extremo de los medios elásticos en la misma, y que rodea al menos una parte del primer elemento de montaje.

29. Un método de proteger un ocupante de vehículo de los efectos de una fuerza G excesiva, mediante la absorción de energía comunicada a un vehículo durante una explosión que ocurre debajo del vehículo, comprendiendo el método:

disponer un primer elemento de montaje fijado al vehículo;

disponer un segundo elemento de montaje fijado al asiento del ocupante;

disponer un mecanismo de absorción entre los elementos de montaje primero y segundo; absorber una parte de una primera fuerza G excesiva permitiendo al segundo elemento de montaje desplazarse desde su posición inicial a lo largo del primer elemento de montaje en una primera carrera de absorción;

devolver el segundo elemento de montaje a una posición intermedia después de que haya pasada la 5 primera fuerza G excesiva, estando la posición intermedia al menos parcialmente a lo largo de la distancia de carrera recorrida por el segundo elemento de montaje durante la primera carrera de absorción;

fijar el segundo elemento de montaje con respecto al primer elemento de montaje en dicha posición intermedia;

absorber una parte de una segunda fuerza G excesiva permitiendo al segundo elemento de montaje desplazarse desde la citada posición intermedia a lo largo del primer elemento de montaje en una segunda carrera de absorción.

30. Un método de acuerdo con la reivindicación 29, en el que el paso de disponer un mecanismo de absorción entre los elementos de montaje primero y segundo comprende proporcionar una tira de atenuación, una caja exterior y yunques retenidos en el primer elemento de montaje y unidos al segundo elemento de montaje, y hacer pasar en zigzag la tira de atenuación entre los yunques de tal manera que cuando el vehiculo es sometido a la primera o segunda fuerzas G excesivas, la tira de atenuación es flexionada e impulsada a través de los yunques, produciendo con ello una fuerza de atenuación por fricción que controla el movimiento del segundo miembro de montaje con respecto al primer elemento de montaje y por lo tanto del asiento con r especto al vehículo.

31. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 29 ó 30, en el que el paso de fijar el segundo elemento de montaje en dicha posición intermedia comprende acoplar al menos un saliente de fijación con un perfil de trinquete dispuesto en una parte del primer elemento de montaje.

32. Un método de acuerdo con la reivindicación 31, que comprende además el paso de retener el o cada saliente de fijación en una posición de no acoplamiento al perfil de trinquete hasta que ha pasado la primera

fuerza G excesiva y a continuación liberar el o cada saliente de fijación con el fin de permitirle acoplarse con el perfil de trinquete.