BRPI0621453A2 - disposição para proteção contra deslocamento para um veìculo - Google Patents

Abstract

DISPOSIçãO PARA PROTEçãO CONTRA DESLOCAMENTO PARA UM VEìCULO. A presente invenção se refere a uma disposição de proteção contra deslocamento (underrun protection arrangement) para um veículo (1) possuindo uma estrutura (3), compreendendo um elemento de impacto (7) disposto em uma posição que corresponde para um impacto antecipado a partir de uma força (F) no evento de uma colisão com um outro veículo (2), e pelo menos um elemento de conexão de absorção de energia (8) que conecta o elemento de impacto (7) para a estrutura (3) e que é projetado para ser comprimido no evento de referida colisão. Em concordância com a presente invenção, referido elemento de conexão (8) compreende uma seção externa (11) e uma seção interna (12) que são telescopicamente dispostas de maneira que deslocamento da seção externa (11) em relação para a seção interna (12) pode ocorrer sob referido impacto enquanto energia é absorvida, referido elemento de conexão (8) também compreendendo uma unidade de absorção de energia (15) disposta para ser comprimida enquanto absorvendo energia durante referido deslocamento. A presente invenção proporciona uma proteção contra deslocamento aperfeiçoada intencionada primordialmente para veículos comerciais.

Description

"DISPOSIÇÃO PARA PROTEÇÃO CONTRA DESLOCAMENTO PARA UM VEÍCULO"

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção se refere a uma disposição de proteção contra deslocamento (pára-choque) (underrun protection arrangement) para um veículo possuindo uma estrutura, compreendendo um elemento de impacto disposto em uma posição que corresponde para um impacto antecipado (a uma carga esperada) a partir de uma força no evento de uma colisão com um outro veículo, e pelo menos um elemento de conexão de absorção de energia que conecta o elemento de impacto para a estrutura e que é projetado para ser comprimido no evento de referida colisão.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO

Os veículos a motor grandes, tais como veículos/caminhões comerciais de transporte de carga, são nos dias de hoje projetados com um distanciamento ao chão relativamente alto (com uma altura, uma folga ou um espaço livre entre a parte de baixo do chassi ou da estrutura do caminhão e o chão, relativamente alto) . Uma razão primordial para isto está na necessidade para se ter capacidade de utilização do veículo quando tracionando sobre solos/terrenos irregulares, por exemplo. Veículos comerciais de hoje em dia normalmente possuem um distanciamento ao chão que na dianteira do veículo é da ordem de 400 mm.

Entretanto, o fato de que um veículo comercial normalmente possui um distanciamento ao chão relativamente grande constitui um sério risco de segurança de tráfego de rodovia (de estrada). A razão para isto é devida para o fato de que em qualquer colisão frente a frente (frontal) entre o veículo comercial e um automóvel de passageiros, existe um risco de que a seção dianteira do automóvel de passageiros venha a penetrar debaixo da parte dianteira do veículo comercial e, por conseqüência, se tornar esmagada entre a superfície de rodovia e a lateral inferior dianteira (ou parte de baixo) do veículo comercial. Isto pode conduzir a que a dianteira do veículo comercial venha a penetrar no compartimento de passageiros do automóvel de passageiros com enorme força, o que por sua vez pode resultar em sérios ferimentos para os ocupantes do veículo. Em casos desafortunados, o veículo comercial pode até mesmo continuar indo para frente e rolar sobre o automóvel de passageiros, o que pode evidentemente resultar em ferimentos até mesmo muito mais sérios.

Várias soluções foram propostas para solução do problema anteriormente mencionado. Uma solução possível é proporcionar o veículo comercial de transporte de carga com uma disposição de proteção contra deslocamento especial na dianteira de uma estrutura reforçada, tal como por exemplo, um elemento de feixe de absorção de força que é disposto horizontalmente na dianteira do veículo comercial. Mais especificamente, este elemento de feixe é disposto em uma posição que corresponde para um ponto de impacto a partir de uma força antecipada no evento de uma colisão com um automóvel de passageiros. Por intermédio de um tal elemento, é possível prevenir que o automóvel de passageiros venha a penetrar debaixo da parte dianteira do veículo comercial no evento de uma colisão.

Adicionalmente, uma tal disposição de proteção contra deslocamento pode ser disposta de maneira a absorver energia no evento de uma força atuando sob a mesma durante uma colisão. Isto adicionalmente reduz o risco de ferimentos sérios no evento de uma colisão.

É precedentemente conhecido a partir do documento de patente norte americano número US 3.981.114 a utilização de um dispositivo de absorção de energia na forma de uma disposição de coluna para ser utilizada como um dispositivo de absorção de energia em um pára-choque automotivo. Para esta finalidade, a disposição compreende dois elementos de coluna na forma de um primeiro elemento de coluna que é disposto de uma maneira telescópica no interior de um segundo elemento de coluna. Sob impacto durante uma colisão, o segundo elemento de coluna irá inicialmente entrar em colapso. Em uma segunda fase durante a colisão, o segundo elemento de columa irá entrar em colapso juntamente com o primeiro elemento de coluna. Como resultado, uma seqüência de colapso controlada pode ser obtida.

Pode ser observado que os dispositivos precedentemente conhecidos do tipo anteriormente mencionado não são dispostos para proporcionar uma absorção de energia altamente controlada em uma disposição de proteção contra deslocamento. Tais demandas são em particular relevantes naqueles casos que envolvem um automóvel de passageiros colidindo com um veículo comercial de transporte de carga, onde determinados requerimentos existem, levando-se em consideração, por exemplo, a absorção de energia e comprimento de deformação da proteção contra deslocamento. resumo da presente invenção

Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar lima disposição de proteção contra deslocamento de absorção de energia aperfeiçoada para um veículo comercial de transporte de carga, que em particular proporciona uma absorção de energia altamente controlada sob estresse de impacto durante uma colisão com um automóvel convencional.

O objetivo anteriormente mencionado é conseguido por intermédio de uma disposição do tipo anteriormente mencionado, em que referido elemento de conexão compreende uma seção externa e uma seção interna que são telescopicamente dispostas de maneira que deslocamento da seção externa em relação para a seção interna pode ocorrer sob referido impacto enquanto energia é absorvida, referido elemento de conexão também compreendendo uma unidade de absorção de energia disposta para ser comprimida enquanto absorvendo energia durante referido deslocamento.

Por intermédio da presente invenção, determinadas vantagens podem ser obtidas. Por exemplo, uma força gerada por um impacto durante uma colisão pode ser absorvida com um risco mínimo de ferimento dos ocupantes do automóvel de passageiros, que são aqueles que tem o maior risco de ferimento no evento de uma colisão entre o automóvel de passageiros e o veículo comercial.

Adicionalmente, a presente invenção proporciona um alto grau de absorção de energia controlada como um resultado do elemento de conexão disposto telescopicamente anteriormente mencionado. Em concordância com a presente invenção, a absorção de energia pode acontecer durante um deslocamento telescópico relativamente longo do elemento de conexão. Também, a presente invenção pode ser disposta de maneira que o elemento de conexão não é telescopicamente deslocado até que a força atuando sobre o elemento de impacto venha a exceder um valor de limiar pré-determinado.

A absorção de energia controlada pode, por conseqüência, ser otimizadamente adaptada para o estresse de impacto durante uma situação de colisão antecipada entre o automóvel de passageiros e um veículo comercial.

Um objetivo adicional da presente invenção é o de proporcionar uma proteção contra deslocamento de absorção de energia aperfeiçoada que é adaptada para colisões reversas (offset) (isto é, para a direção de viagem do veículo). Este objetivo é conseguido por intermédio de elementos de acoplamento particulares que possibilitam que os elementos de conexão venham a se articular levando-se em consideração o elemento de impacto e a estrutura de veículo.

Concretizações vantajosas da presente invenção são estabelecidas nas reivindicações de patente dependentes subseqüentemente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção irá ser explicada em maiores detalhes posteriormente, com referência para uma concretização exemplificativa preferida e com referência ao que é mostrado nos desenhos esquemáticos acompanhantes, nos quais:

A Figura 1 mostra uma vista lateral básica de um automóvel de passageiros convencional e um veículo comercial de transporte de carga, em que o último é proporcionado com uma disposição de proteção contra deslocamento em concordância com a presente invenção;

A Figura 2 é uma vista em perspectiva simplificada de uma disposição de proteção contra deslocamento em concordância com uma concretização preferida da presente invenção;

A Figura 3 é uma vista lateral mais detalhada de um elemento de conexão de absorção de energia fazendo parte da disposição de proteção contra deslocamento em concordância com a presente invenção, em uma condição inicial em que a mesmo não é influenciado por qualquer força;

A Figura 4 é uma vista em perspectiva separada e mais detalhada de um tubo interno fazendo parte da presente invenção;

A Figura 5 é uma vista correspondendo para Figura 3, mas mostrando a disposição em concordância com a presente invenção em uma primeira condição de operação durante uma colisão;

A Figura 6 é uma vista da disposição em concordância com a presente invenção em uma segunda condição de operação durante uma colisão;

A Figura 7 é uma vista da disposição em concordância com a presente invenção em uma terceira condição de operação durante uma colisão;

A Figura 8 é um gráfico mostrando a absorção de energia durante uma seqüência de colisão, como obtida por intermédio da presente invenção; e

A Figura 9 é uma vista lateral de um elemento de acoplamento que é utilizado para montagem de uma disposição de proteção contra deslocamento em concordância com uma concretização preferida da presente invenção.

As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para as concretizações nelas representadas.

DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção representa uma proteção contra deslocamento/esmagamento (underrun/override protection) que é particularmente, mas não exclusivamente, intencionada para veículos comerciais de transporte de carga com um distanciamento ao chão relativamente alto (com uma altura, uma folga ou um espaço livre entre a parte de baixo do chassi ou da estrutura do caminhão e o chão relativamente alto) . A Figura 1 é uma vista lateral um pouco simplificada mostrando um tal veículo comercial de transporte de carga (1) que é proporcionado com uma disposição em concordância com a presente invenção. A Figura 1 também mostra um automóvel de passageiros convencional (2) . Irá ser observado a partir da Figura 1 que uma possível colisão frente a frente (frontal) entre um automóvel de passageiros e um veículo comercial pode conduzir a que o automóvel de passageiros venha a ser esmagado rapidamente entre o veículo comercial e a superfície de rodovia, o que pode conduzir a sérios ferimentos em particular para ocupantes do automóvel de passageiros (2) . Um objetivo fundamental da presente invenção é o de prevenir que se dê surgimento a uma tal situação. Um objetivo particular da presente invenção é o de proporcionar uma absorção de energia precisamente controlada no evento de toma colisão entre o automóvel de passageiros (2) e o veículo comercial (1).

O veículo comercial (1) é de construção convencional possuindo uma estrutura (um chassi), que por sua vez compreende dois membros de estrutura longitudinais, dos quais somente um membro de estrutura (3) pode ser observado a partir da Figura 1. Cada membro de estrutura (3) essencialmente se estende na direção longitudinal do veículo comercial (1), até a seção dianteira de referido veículo comercial (1). Em concordância com uma concretização preferida da presente invenção, uma abraçadeira dianteira (4) é fixada para a parte dianteira de cada membro de estrutura (3), preferivelmente a lateral de baixo de referido membro de estrutura (3). Somente uma destas duas abraçadeiras dianteiras (4) pode ser observada a partir da Figura 1. Um pára-choque (5) é adicionalmente convencionalmente disposto se estendendo horizontalmente através da seção dianteira do veículo comercial (1). O pára-choque (5) é fixado para o membro de estrutura (3).

De maneira a prevenir que a situação anteriormente mencionada na qual o automóvel de passageiros (2) venha a penetrar debaixo da parte dianteira do veículo comercial (1) no evento de uma possível colisão frente a frente (frontal) ou de uma colisão reversa (offset) (a expressão "colisão reversa" aqui se refere para uma colisão na qual o eixo geométrico longitudinal de simetria do automóvel de passageiros é deslocado um pouco paralelo para o eixo geométrico longitudinal de simetria do veículo comercial), o veículo comercial (1) é proporcionado com uma disposição de proteção contra deslocamento. Em concordância com a concretização da presente invenção, esta disposição de proteção contra deslocamento compreende um elemento de impacto (7) na forma de um feixe transversal se estendendo essencialmente horizontalmente e transversalmente para a direção longitudinal do veículo comercial (1) , na seção dianteira do mesmo. Este feixe transversal (7) é preferivelmente feito de aço ou de outro material adequado e possui uma seção transversal essencialmente retangular (ou alternativamente quadrada). O feixe transversal (7) é adicionalmente disposto no veículo comercial (1) em uma altura correspondendo para determinado distanciamento ao chão pré-determinado. Também indicada na Figura 1 é uma flecha representando, de uma maneira esquemática, uma força (F) que atua sobre o feixe transversal (7) no evento de uma colisão.

O distanciamento ao chão do feixe transversal (7) pode ser definido como a distância a partir da superfície de rodovia subjacente da lateral debaixo do feixe transversal (7). Como estabelecido anteriormente, esta distância tem que ser selecionada em concordância com a acessibilidade de veículo requerida sobre terreno irregular e, onde aplicável, em concordância com os requerimentos institucionais prevalecentes. Para veículos comerciais convencionais, o distanciamento ao chão é normalmente da ordem de menos do que ou igual a 400 mm.

Em concordância com a concretização da presente invenção, a disposição de proteção contra deslocamento também compreende dois elementos de conexão de absorção de energia (8) (somente um dos quais pode ser observado a partir da Figura 1), que são fixados entre cada abraçadeira dianteira (4) e o feixe transversal (7) . Desta maneira, o feixe transversal (7) é movimentável suspenso em relação para a estrutura (3). Cada um dos elementos de conexão (8) compreende uma porção dianteira (9), uma porção de extremidade (10) e uma disposição telescópica, tubular, com uma primeira seção, externa, na forma de um tubo externo (11) e uma segunda seção, interna, na forma de um tubo interno (12). 0 projeto e a função do elemento de conexão (8), em particular quando se levando em consideração a disposição telescópica, irão ser descritos em maiores detalhes posteriormente.

Adicionalmente, a porção dianteira (9) e a porção de extremidade (10) servem como dispositivos de montagem para aperto dos elementos de conexão (8) entre cada abraçadeira dianteira (4) e o feixe transversal (7). Em concordância com a concretização preferida da presente invenção, e como irá ser descrito em maiores detalhes posteriormente, a porção dianteira (9) e a porção de extremidade (10) apresentam a forma de elementos esféricos de acoplamento particulares que possibilitam uma determinada quantidade de movimentação entre cada elemento de conexão (8) levando-se em consideração sua correspondente abraçadeira dianteira (4) e o feixe transversal (7).

A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva simplificada de uma disposição de proteção contra deslocamento em concordância com a concretização preferida da presente invenção, isto é, compreendendo o feixe transversal (7) e os elementos de conexão (8) que são conectados para as abraçadeiras (4). Cada abraçadeira (4) é por sua vez montada sobre o lateral de baixo de um correspondente membro de estrutura (3). As abraçadeiras (4) são mostradas de uma maneira simplificada, e é obvio que tais elementos podem ser projetados de várias maneiras de maneira a proporcionar um recurso para montagem dos dois elementos de conexão (8).

No evento de uma colisão entre o veículo comercial (1) e o automóvel de passageiros (2), o feixe transversal (7) irá ser acionado por uma grande força (F) . Esta força (F) irá ser transmitida para cada abraçadeira dianteira (4) por intermédio de cada elemento de conexão (8), a força (F) sendo absorvida pela estrutura de chassi (3) do veículo comercial (1).

A estrutura principal e a função dos elementos de conexão de absorção de energia (8) irão ser agora descritas em detalhes com referência inicialmente para a Figura 3, que é uma vista lateral detalhada mostrando o projeto e a função do anteriormente mencionado elemento de conexão (8) com sua disposição telescópica que por sua vez compreende o tubo externo (11) e o tubo interno (12). A vista mostrada na Figura 3 indica a anteriormente mencionada porção dianteira (9) e a anteriormente mencionada porção de extremidade (10) (conforme a Figura 1) na forma de dois elementos de acoplamento particulares que irão ser descritos em maiores detalhes posteriormente.

Também, como mostrado esquematicamente na Figura 3 com uma flecha, é assumido que uma força (F) pode atuar contra o elemento de conexão (8). Entretanto, a Figura 3 mostra o elemento de acoplamento (8) em uma condição inicial em que esta força (F) é zero, isto é, nenhuma colisão ainda ocorreu. Adicionalmente, a montagem do elemento de conexão (8) com referência para uma abraçadeira dianteira (4) correspondente é mostrada de uma maneira esquemática na Figura 3.

A expressão "tubo" é aqui utilizada para simbolizar componentes, isto é, o tubo interno (12) e o tubo externo (11), que possuem uma configuração genericamente cilíndrica e tubular. Entretanto, a presente invenção não é limitada apenas para tais projetos, mas pode ser implementada com elementos de conexão de absorção de energia possuindo seções internas e seções externas sendo projetadas com, por exemplo, uma seção transversal circular, quadrada ou retangular, ou qualquer outro projeto de seção transversal adequada. Também, como irá ser descrito posteriormente, o tubo externo (11) e o tubo interno (12) em concordância com a presente invenção são dispostos para serem deslocados em um em relação para o outro ao longo de uma direção longitudinal comum e são também individualmente compressíveis na direção longitudinal. Isto significa que a integridade de elemento de conexão (8) pode ser forçada para diminuir seu comprimento durante uma colisão, como irá ser descrito posteriormente.

Com referência para Figura 3, pode ser observado que o tubo externo (11) possui um diâmetro interno que é ligeiramente maior do que o diâmetro externo do tubo interno (12). Isto significa que o tubo interno (12) e o tubo externo (11) definem duas seções sobrepostas em que o tubo externo (11) pode ser forçado para ser deslocado de uma maneira telescópica com referência para o tubo interno (12), isto é, em uma direção em direção à direita como observado na Figura 3. Em outras palavras, o tubo externo (11) é possibilitado a deslizar sobre o exterior do tubo interno (12) enquanto energia é absorvida.

Em concordância com a concretização da presente invenção, a parede do tubo externo (11) possui uma espessura que preferivelmente é de aproximadamente 2 mm, enquanto que a parede do tubo interno (12) possui uma espessura que preferivelmente é de aproximadamente 3 mm. Isto significa que o tubo interno (12) pode ser referido para ser de resistência mais alta do que o tubo externo (11) quando se levando em consideração sua resistência para compressão longitudinal. O comprimento total sendo definido entre a porção dianteira (9) e a porção de extremidade (10) é de aproximadamente 400 mm - 500 mm, o tubo externo (11) preferivelmente sendo mais longo do que o tubo interno (12) como indicado na Figura 3. Deveria, entretanto, ser observado que a presente invenção não é limitada para quaisquer dimensões particulares, mas pode ser implementada de várias maneiras dependendo do tipo de veiculo comercial, das forças de impacto esperadas, dos requerimentos levando- se em consideração a quantidade de energia a ser absorvida, espaço de montagem disponível no veículo comercial e outros fatores.

Adicionalmente, o tubo interno (12) é proporcionado com um tampão de extremidade relativamente fino (13) formando um elemento de extremidade configurado em placa do tubo interno (12) . De uma maneira correspondente, o tubo externo (11) é proporcionado com um tampão de extremidade adicional (14), genericamente projetado como um elemento configurado em anel ou anular. Isto significa que um espaço interno é definido entre os tampões de extremidade (13, 14), espaço que acomoda uma unidade de absorção de energia (15) que é adequadamente na forma de um bloco tubular geralmente feito de material na forma de favo de mel de absorção de energia. Um tal material, que e precedentemente conhecido como tal, pode ser, por exemplo, manufaturado por lâminas corrugadas de alumínio que são formadas como um bloco possuindo uma configuração e tamanho que se ajusta no espaço entre os tampões de extremidade (13, 14) . Como irá ser descrito em detalhes posteriormente, uma tal unidade de absorção de energia (15) pode ser utilizada de maneira a ser comprimida enquanto absorvendo energia enquanto ao mesmo tempo o tubo externo (11) é forçado de uma maneira telescópica em uma direção em direção ao tubo interno (12).

Adicionalmente, o tubo externo (11) é preferivelmente projetado com uma projeção periférica (16) ou protuberância se estendendo ao longo da circunferência do tubo externo (11) . Em concordância com a concretização da presente invenção, esta projeção (16) é posicionada relativamente próxima para a extremidade externa do tubo externo (11), isto é, a extremidade que é a mais próxima para a porção dianteira (9) . A projeção (16) está na forma de uma seção da parede do tubo externo (11) que está se voltando exteriormente projetada com um diâmetro externo ligeiramente maior do que a seção remanescente do tubo externo (11). O propósito desta projeção (16) é o de auxiliar durante compressão longitudinal do tubo externo (11) no evento e uma colisão de maneira que tal compressão acontece de uma maneira controlada e previsível.

Também, como mostrado separadamente na Figura 4, o tubo interno (12) é preferivelmente formado como um cilindro possuindo um determinado número de elementos se projetando internamente (17). Preferivelmente, estes elementos (17) não se estendem ao redor da integridade de periferia do tubo interno (12), mas são formados como um número de seções relativamente curtas ao longo de referida periferia. 0 propósito destes elementos (17) é o de auxiliar durante compressão longitudinal do tubo interno (12) no evento de uma colisão, de maneira a possibilitar que o tubo interno (12) venha a ser comprimido de uma maneira controlada. Um ou mais dos elementos se projetando internamente (17) são preferivelmente posicionados próximos para a extremidade externa do tubo interno (12) e um ou mais dos elementos de projeção (17) são pref erivelmente posicionados próximos para a extremidade interna do tubo interno (12).

Com referência para Figura 3 novamente, pode ser observado que o elemento de acoplamento (8) adicionalmente compreende um mancai genericamente tubular (18) que é preferivelmente feito de materiais plásticos adequados. 0 mancai (18) é posicionado de uma maneira concêntrica em torno da extremidade externa do tubo interno (12), isto é, de maneira que o mesmo seja posicionado entre a periferia externa do tubo interno (12) e o interior do tubo externo (11) . O propósito do mancai (18) é o de controlar o deslocamento telescópico do tubo externo (11) em relação ao tubo interno (12) durante compressão.

A Figura 5 mostra uma disposição correspondendo para a Figura 3, mas em uma primeira condição de operação durante uma colisão, em que uma grande força (F) está efetivamente atuando sob o tubo externo (11) . Esta força (F) é aqui intencionada para indicar que uma colisão acontece entre o veiculo comercial (1) e o automóvel (2). Uma tal força (F) irá inicialmente forçar o tubo externo (11) de maneira a ser deslocado de uma maneira telescópica em relação ao tubo interno (12) (em direção à direita na Figura 5), enquanto a unidade de absorção de energia (15) é gradualmente comprimida enquanto ainda estando posicionada no interior do tubo externo (11), isto é, entre os dois tampões de extremidade (13, 14). Conseqüentemente, a Figura 5 mostra a unidade de absorção de energia (15) em uma condição mais comprimida do que na Figura 3.

0 tubo externo (11), o tubo interno (12) e a unidade de absorção de energia (15) são projetados de maneira que - no evento de uma situação de colisão como anteriormente descrita - a compressão da unidade de absorção de energia (15) é iniciada em uma força (F) que é aproximadamente da magnitude de 200 kN. Este valor de limiar pode adequadamente ser definido como um estresse antecipado no evento de uma colisão com o automóvel de passageiros (2) depois de suas próprias zonas de deformação dianteiras ou zonas de amassamento na carroceria de automóvel de passageiros não podem absorver mais energia. Em outras palavras, durante uma colisão, as zonas de deformação no automóvel de passageiros (2) irão primeiramente começar a absorver energia enquanto sendo deformadas. Quando estas zonas de deformação genericamente não podem mais de qualquer modo ser deformadas, a compressão da unidade de absorção de energia (15) no elemento de acoplamento (8) irá ser iniciada.

A Figura 6 mostra uma disposição correspondendo para a Figura 3 e para a Figura 5, mas em uma segunda condição de operação durante uma colisão em que a força (F) está ainda atuando sob o tubo externo (11). Nesta situação, o material na unidade de absorção de energia (15) é parcialmente comprimido e o tubo externo (11) alcançou uma posição de parada correspondendo para uma posição de extremidade (final) na porção de extremidade (10) onde a mesma não pode ser de qualquer modo deslocada adicionalmente sem ser longitudinalmente comprimida. Se uma alta força (F) está ainda atuando sobre o tubo externo (11), o tubo externo (11) irá agora começar a ser longitudinalmente comprimido, o que é mostrado na Figura 6 por intermédio de uma porção de extremidade ligeiramente amassada (19) do tubo externo (11). Esta porção de extremidade amassada (18) irá ser formada próxima para a extremidade externa do tubo externo (11), o que é devido para o fato de posicionamento e projeto da projeção periférica (16) que foi descrito anteriormente com referência para a Figura 3.

Durante a fase mostrada na Figura 6, o material na unidade de absorção de energia (15) e no tubo externo (11) são comprimidos simultaneamente, assumindo que a força (F) ainda atua sobre o elemento de conexão (8) . Devido ao fato de que o tubo interno (12) é mais forte do que o tubo externo (11) levando-se em consideração sua resistência para compressão longitudinal, o tubo externo (11) irá comprimido enquanto que o tubo interno (12) não irá ser comprimido neste estágio.

Finalmente, o material na unidade de absorção de energia (15) não pode ser de qualquer modo adicionalmente comprimido. A Figura 7 mostra uma disposição em concordância com a concretização da presente invenção em um tal estágio, isto é, correspondendo para a Figura 3, a Figura 5 e a Figura 6, mas em uma terceira condição de operação em que a força (F) está ainda atuando sob o tubo externo (11). Neste estágio, a unidade de absorção de energia (15) não pode ser de qualquer modo adicionalmente comprimida, o que significa que compressão do tubo interno (12) na direção longitudinal irá ser iniciada. Isto é indicado na Figura 6 por intermédio de uma seção amassada adicional (20) no interior do tubo interno (12). Mais precisamente, pode ser observado que durante este estágio, o tubo interno (12) e o tubo externo (11) irão ser comprimidos simultaneamente em uma distância adicional.

Em concordância com um estágio opcional que não é descrito nos Desenhos, o tampão de extremidade (13) do tubo interno (12) pode ser dimensionado de maneira que o material em forma de favo de mel na unidade de absorção de energia (15) se deforma e quebra através do tampão de extremidade (13) do tubo interno (12). Isto pode ocorrer se a força (F) está ainda atuando sobre o elemento de conexão (8) depois que o tubo interno (12) tiver sido comprimido genericamente completamente. Isto significa que o tubo externo (11) pode ser deslocado em uma distância adicional (em direção à direita no Desenho) enquanto energia é absorvida como um resultado do material da unidade de absorção de energia (17) sendo forçado através do tampão de extremidade (13) e para o tubo interno (12).

Durante um estágio inicial de uma colisão entre o veículo comercial e o automóvel de passageiros, é desejável que o feixe transversal (7) devesse funcionar como uma barreira rígida, essencialmente inelástica. Durante o curso inicial de uma colisão, as zonas de amassamento dianteiras que estão normalmente presentes em modernos automóveis de passageiros são deformadas com a absorção de energia. Desta maneira, a energia que é desenvolvida no estágio inicial da colisão irá ser grandemente absorvida através desta deformação das zonas de amassamento de automóvel de passageiros. Entretanto, se a força (F) atuando sobre o feixe transversal (7) excede um determinado nível de limiar, preferivelmente de aproximadamente 200 kN, o feixe transversal (7) é deslocado enquanto energia é absorvida por intermédio da operação telescópica dos elementos de conexão (8) como descrito anteriormente. Isto pode corresponder para uma situação quando as zonas de amassamento no automóvel de passageiros foram comprimidas genericamente completamente e não tem de nenhum modo capacidade de fazer qualquer contribuição significativa para a absorção de energia, o que normalmente significa que o feixe transversal (7) alcançou determinados componentes no automóvel de passageiros tal como seu motor ou caixa de marchas. Um aumento no estresse atuando sobre o feixe transversal (7) após isso ocorre. 0 fato de que o feixe transversal (7) e as abraçadeiras (4) absorvem a força (F) no evento de estresse aplicado pelo automóvel de passageiros (2), conseqüentemente, previne que o automóvel de passageiros (2) venha a penetrar entre o veículo comercial (1) e a superfície de rodovia durante esta situação.

A Figura 8 mostra um gráfico de uma seqüência de absorção de energia durante uma colisão entre o veículo comercial (1) e o automóvel de passageiros (2) . O eixo geométrico (X) do gráfico corresponde para o comprimento de deformação (L), isto é, a distância de deslocamento do feixe transversal (7) durante uma colisão devida para a compressão longitudinal dos elementos de conexão (8). O eixo geométrico (Y) do gráfico representa o nível de força (F) no qual os vários estágios de compressão de cada elemento de conexão (8) (conforme Fignras 3, 5, 6 e 7) são iniciados.

Como indicado na Figura 8 com o numerai de referência (21), uma determinada zona dentro do gráfico pode ser referida para representar compressão da unidade de absorção de energia (15) como descrito anteriormente com referência para a Figura 5. Se a força (F) atuando sobre o feixe transversal (7) excede um determinado nível (F1) [no qual a unidade de absorção de energia (15) começa a se comprimir], referida unidade de absorção de energia (15) irá ser comprimida enquanto o feixe transversal (7) é deslocado. Quando o feixe transversal (7) tiver sido deslocado por uma determinada distância (Li), nenhuma compressão adicional da unidade de absorção de energia (15) é possível. Também, se a força (F) atuando sobre o feixe transversal (7) excede um nível adicional, mais alto, de força (F2), o tubo externo (11) também irá começar a ser comprimido, como descrito anteriormente primariamente com referência para a Figura 6. Isto é indicado por intermédio de uma zona possuindo o numerai de referência (22). Conseqüentemente, e como indicado no gráfico da Figura 8, um estágio inicial no qual somente a unidade de absorção de energia (15) é comprimida irá ser seguido por um segundo estágio no qual a unidade de absorção de energia (15) e o tubo externo (11) são comprimidos simultaneamente.

Com referência para a Figura 8, pode ser observado que se a força (F) atuando sobre o feixe transversal (7) excede um nível adicional (F3), o tubo interno (12) irá ser comprimido, como descrito anteriormente primariamente com referência para a Figura 7. Isto é indicado na Figura 8 por intermédio de uma zona adicional (23). Deveria ser observado que durante este estágio quando o tubo interno (12) é comprimido, o tubo externo (11) é também comprimido simultaneamente. Isto é indicado na Figura 8 por intermédio de uma zona adicional (24).

Em resumo, a presente invenção proporciona uma progressão genericamente linear com compressão longitudinal de cada elemento de conexão (8) que envolve uma absorção de energia altamente controlada. Em um projeto típico para ser utilizado de outro modo em um veículo comercial convencional, os níveis de limiar (Fi), (F2) e (F3) são da magnitude de 200 kN, 300 kN e 500 kN, respectivamente. Adicionalmente, de maneira a obter a progressão uniforme da absorção de energia mostrada na Figura 8, as dimensões e propriedades do tubo interno (12), do tubo externo (11) e do elemento de absorção de energia (15) são adaptados de uma maneira pré-determinada. Adequadamente, a concretização descrita anteriormente compreende um tubo interno (12) possuindo um diâmetro externo que é de aproximadamente 110 mm e uma espessura de parede que é de aproximadamente 3 mm. 0 tubo externo (11) preferivelmente possui um diâmetro externo que é de aproximadamente 112 mm e uma espessura de parede que é de aproximadamente 2 mm. Entretanto, a presente invenção não está limitada para estas dimensões unicamente.

Adicionalmente, depois de uma integridade de seqüência de compressão como descrita, o feixe transversal (7) foi deslocado por uma distância que é de aproximadamente 400 mm - 500 mm durante absorção de energia. De maneira a obter isto, o elemento de absorção de energia (15) é primeiramente comprimido aproximadamente por um terço desta distância total. Após isso, o tubo externo (11) é comprimido aproximadamente por um terço da distância total, em que o elemento de absorção de energia (15) é adicionalmente comprimido durante uma parte deste estágio. Finalmente, o tubo interno (12) é comprimido aproximadamente por um terço da distância total, em que o tubo externo (11) é adicionalmente comprimido durante este último estágio.

Com referência para a Figura 9, um elemento de acoplamento (10) em concordância com uma concretização preferida da presente invenção é descrito. Este elemento de acoplamento (10) foi descrito brevemente anteriormente e mostrado nas Figuras 3, 5, 6 e 7. Deveria ser observado que o projeto e a função de ambos os elementos de acoplamento (9) e (10) são genericamente os mesmos. Também, a Figura 9 é uma vista a partir de cima indicando que o tubo interno (12) pode ser posicionado ligeiramente angulado levando-se em consideração o elemento de acoplamento (10), que por sua vez é montado em uma maneira fixada na abraçadeira dianteira (4) . De maneira a possibilitar uma movimentação de maneira a assumir esta posição angulada, o elemento de acoplamento (10) é disposto como uma junção esférica que possibilita um movimento de rotação do tubo interno (12) em relação para a abraçadeira dianteira (4). Para esta finalidade, o elemento de acoplamento (10) compreende duas partes principais, isto é, um primeiro elemento, genericamente configurado em domo (25) e um segundo elemento, genericamente configurado em cavidade (26). O primeiro elemento (25) é montado sobre a extremidade do tubo interno (12) e o segundo elemento (26) é montado sobre a abraçadeira dianteira (4).

O elemento configurado em domo (25) e o elemento configurado em cavidade (26) são conectados por intermédio de um elemento de aperto que está preferivelmente na forma de um parafuso convencional (27), que se estende através de uma porção central de referidos elementos (25, 26). O parafuso (27) é montado por intermédio de uma arruela de cavidade (28) que é montada no interior do elemento configurado em domo (25), isto e, voltando-se para a porção de extremidade do tubo interno (12). A arruela de cavidade (28) é adaptada para ser deformada de maneira a possibilitar uma movimentação rotacional do parafuso (27), e conseqüentemente, também uma movimentação rotacional do elemento configurado em cavidade (26). A força que é necessária para deformação da arruela de cavidade (28) é relativamente baixa, o que significa que a operação dos elementos de conexão (8) não é perturbada. Conseqüentemente, o elemento de conexão (8) pode ser posicionado em várias posições levando-se em consideração a abraçadeira dianteira (4). Esta é uma vantagem com a presente invenção, na medida em que a mesma possibilita a absorção de energia controlada em concordância com a presente invenção até mesmo se a força (F) atuando sobre o feixe transversal (7) não é direcionada em linha reta em cima do referido feixe transversal (7). Deveria ser observado que um tipo particular de colisão, a chamada colisão reversa (offset), freqüentemente conduz para esta situação, isto é, onde o feixe transversal (7) é forçado de uma maneira angulada levando-se em consideração a estrutura de chassi do veículo em questão.

A presente invenção não está limitada para a concretização descrita anteriormente, mas pode ser modificada sem se afastar a partir do escopo das reivindicações de patente posteriormente. Por exemplo, a presente invenção pode, em princípio, ser utilizada em todos os tipos de veículos, tais como caminhões, transportadores de carga e ônibus, nos quais um distanciamento ao chão relativamente alto é desejável. A presente invenção não está, conseqüentemente, limitada para utilização em veículos comerciais do tipo descrito anteriormente.

A presente invenção pode adicionalmente, em princípio, ser utilizada como uma proteção contra deslocamento que é disposta sobre a seção de extremidade traseira de um veículo ou ao longo das (paralelamente às) laterais do mesmo. Finalmente, as abraçadeiras dianteiras (4) e os elementos de conexão (8) podem ser dois ou mais em número.

Levando-se em consideração a escolha de material, os elementos de conexão (8) e as abraçadeiras dianteiras (4) são preferivelmente feitos de aço, enquanto que o elemento de impacto (7) é preferivelmente feito de aço, alumínio ou outro material adequado.

O limite no qual a movimentação do elemento de impacto (7) descrito anteriormente é permitida, pode ser definido de maneira que este limite corresponde para uma situação na qual as zonas de amassamento no automóvel de passageiros podem essencialmente ser completamente deformadas. A presente invenção não está limitada para uma tal escolha de limite, entretanto, mas pode ser implementada por de uma maneira onde o limite é genericamente ajustado para um valor comensurável com o (proporcional ao) automóvel de passageiros tendo absorvido uma determinada quantidade de energia.

Portanto, como já mencionado anteriormente, a presente invenção foi descrita com referência para concretizações específicas, e deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção não está limitada para tais concretizações e modos de realização como descritos anteriormente, mas, certamente um número de modificações e de alterações é conceptível dentro do escopo e do espírito de proteção das reivindicações de patente apresentadas subseqüentemente.

Claims (13)

1. Disposição de proteção contra deslocamento (underrun protection arrangement) para um veículo (1) possuindo uma estrutura (3), compreendendo um elemento de impacto (7) disposto em uma posição que corresponde a um impacto antecipado a partir de uma força (F) no evento de uma colisão com um outro veículo (2), e pelo menos um elemento de conexão de absorção de energia (8) que conecta o elemento de impacto (7) para a estrutura (3) e que é projetado para ser comprimido no evento de referida colisão, em que referido elemento de conexão (8) compreende uma seção externa (11) e uma seção interna (12) que são telescopicamente dispostas de maneira que deslocamento da seção externa (11) em relação para a seção interna (12) pode ocorrer sob referido impacto enquanto energia é absorvida, referido elemento de conexão (8) também compreendendo uma unidade de absorção de energia (15) disposta para ser comprimida enquanto absorvendo energia durante referido deslocamento, caracterizada pelo fato de que referida disposição é adaptada de maneira que durante uma colisão, o elemento de absorção de energia (15) é primeiramente comprimido durante deslocamento telescópico da seção externa (11) em relação para a seção interna (12), depois do que uma compressão da seção externa (11) é iniciada, depois do que uma compressão da seção interna (12) é iniciada.

2. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a seção externa (11) e a seção interna (12) são de configuração genericamente tubular, cilíndrica.

3. Disposição de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a unidade de absorção de energia (15) é acomodada no interior de referida seção externa (11).

4. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 3, caracterizada pelo fato de que referida disposição é adaptada de maneira que referida compressão do elemento de absorção de energia (15) é iniciada se a força (F) atuando sobre referido elemento de impacto (7) excede um primeiro valor de limiar pré- determinado (Fi).

5. Disposição de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que referido primeiro valor de limiar (Fi) é definido como um estresse antecipado no evento de uma colisão com um automóvel de passageiros (2) seguindo compressão completa de zonas de amassamento proporcionadas no automóvel de passageiros (2).

6. Disposição de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que referida disposição é adaptada de maneira que referida compressão do tubo externo (11) é iniciada se a força (F) atuando sobre referido elemento de impacto (7) excede um segundo valor de limiar pré-determinado (F2).

7. Disposição de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que referida disposição é adaptada de maneira que referida compressão do tubo interno (12) é iniciada se a força (F) atuando sobre referido elemento de impacto (7) excede um terceiro valor de limiar pré-determinado (F3).

8. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que referida disposição compreende dois elementos de conexão (8) conectando o elemento de impacto (7) para a estrutura (3).

9. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que referida disposição compreende uma bucha (18) entre o interior de referida seção externa (11) e o exterior da seção interna (12), de maneira a controlar deslocamento longitudinal da seção externa (11) em relação para referida seção interna (12).

10. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que referido elemento externo (11) é proporcionado com uma projeção periférica se voltando exteriormente (16) se estendendo ao longo de sua circunferência, para controle da compressão longitudinal do elemento externo (11) sob impacto.

11. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que referido elemento interno (12) é proporcionado com pelo menos um elemento de projeção periférica se voltando internamente (17) se estendendo ao longo de sua circunferência, para controle da compressão longitudinal do elemento interno (12) sob impacto.

12. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de conexão (8) é montado em referido elemento de impacto (7) e referida estrutura (3) por intermédio de dois elementos de acoplamento (9,10) cada um possuindo um elemento genericamente configurado em domo (25) cooperando com um elemento genericamente configurado em cavidade (26) possibilitando que o elemento de conexão (8) venha a se articular levando-se em consideração referido elemento de impacto (7) e referida estrutura (3), respectivamente.

13. Veiculo (1), caracterizado pelo fato de que compreende a disposição conforme definida em qualquer uma das reivindicações precedentes.