ES2243753T3 - Bisagra articulada de doble brazo para capo delantero de un vehiculo de motor. - Google Patents

Abstract

Bisagra articulada de doble brazo para el capot delantero de un vehículo de motor con un primer y un segundo brazo (4, 5) entre un raíl (2) unido al capot delantero y un raíl (3) unido a la carrocería, estando ejecutado al menos un brazo (5) en dos piezas y estando compuesto de dos puntales (16, 17), que están unidos entre sí articuladamente a través de una articulación de unión (18) y fijados uno al otro rígidamente, por medio de una unión que cede en el caso de una carga determinada, de tal modo que al romperse la unión como consecuencia de una carga de tipo choque, los raíles (2, 3) se aproximan esencialmente sin resistencia, disponiéndose de una pieza de presión (22) que puede aplicarse a uno de los puntales (17), caracterizada porque la pieza de presión (22) presenta una cabeza (21), que se acopla por detrás con el puntal (16) cargado por la pieza de presión.

Description

Bisagra articulada de doble brazo para capó delantero de un vehículo de motor.

La presente invención se refiere a una bisagra articulada de doble brazo según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las bisagras de este tipo se usan de múltiples formas. Una representación de principio puede deducirse del documento DE 197 12 961. Los extremos inferiores de los brazos están unidos a un raíl sobre la carrocería y los extremos superiores a un raíl sobre el capó delantero, en cada caso en articulaciones. Debido a que los brazos tienen diferente longitud y los puntos de articulación presentan arriba y abajo diferentes distancias, el capó delantero se traslada al rebatirse simultáneamente hacia arriba y hacia delante. Dicho de otra manera: el eje de basculamiento del capó delantero recorre una pista que está determinada por la geometría de la bisagra.

En la construcción de una bisagra para un capó delantero debe prestarse además atención a que el capó delantero debe estar configurado de forma flexible en determinada medida, para que un peatón que sea abordado por el vehículo y golpee con su cuerpo y su cabeza sobre el capó delantero, resulte herido lo menos posible. Los cálculos previos que resultan de ello, que deben tenerse en cuenta para la construcción, se verifican en diferentes simulaciones definidas de impactos con la cabeza. En el caso de estos ensayos se mide el retardo de una cabeza de simulación. Del desarrollo temporal del retardo puede establecerse el valor HIC, cuya definición puede extraerse de la bibliografía especializada y que no debería ser inferior a 1.000 para cumplir determinados imperativos.

Especialmente críticos son impactos con la cabeza sobre el capó delantero en la región de las bisagras, ya que aquí existe una conexión entre el capó delantero y la carrocería, que no puede configurarse sin más de forma flexible, de tal modo que no se supere el valor HIC prefijado. En la publicación para información de solicitud de patente ya citada se presenta por tanto la configuración del raíl sobre la carrocería como un saliente rebatible hacia arriba. El saliente se coloca hacia arriba en forma de cuña, por medio de un muelle pretensado, en el caso de amenaza de una colisión con un peatón. Esto alarga por una parte el recorrido sobre el cual la cabeza que choca puede reducir su energía de movimiento. Por otra parte se determina mediante el coeficiente elástico con bastante exactitud la resistencia que produce el retardo de la cabeza. Evidentemente es problemático que sea extremadamente difícil asegurar que el capó delantero se eleva en el momento adecuado. Asimismo un retardo que se corresponde con una característica elástica no es necesariamente óptima en cuanto a un valor HIC lo más reducido posible.

El documento W0 00 69 709 A describe una bisagra articulada de doble brazo, en el que un primer raíl asociado a un capó delantero y un segundo raíl asociado a la carrocería están unidos entre sí de forma basculante a través de dos brazos, estando ejecutado al menos uno de los brazos en dos piezas, de tal modo que presenta dos puntales unidos entre sí articuladamente y sujetados mutuamente mediante un pasador para cizallar, rompiéndose el pasador para cizallar y aproximándose los raíles entre sí en el caso de una sobrecarga a causa del impacto de un peatón. Para aplicar la fuerza sobre los puntales se ha previsto una pieza de presión.

La tarea de la invención consiste en indicar una bisagra articulada de doble brazo según el preámbulo de la reivindicación 1, que garantice una mayor seguridad operativa conservando una estructura sencilla de la bisagra.

Esta tarea es resuelta conforme a la invención con las particularidades de la reivindicación 1.

Esta disposición tiene la ventaja de que es independiente de una activación especial del mecanismo de protección, por ejemplo, de un muelle pretensado. El mecanismo de protección está disponible más bien de forma inherente y no necesita una activación exterior que sufre averías e inseguridades.

El desarrollo de retardo conseguido de este modo produce un valor HIC inferior a 1.000. Aunque se produce en primer lugar un retardo relativamente grande, antes de que ceda una unión de los puntales, ésta está limitada sin embargo a un espacio de tiempo corto y con ello soportable para la cabeza que impacta. Después de esto existe una fase de menor retardo cuando, tras ceder la unión, los raíles se aproximan sin resistencia. Hasta que los raíles chocan unos con otros no se produce de nuevo un retardo claro que sin embargo, con relación a sus efectos sobre la lesión en la cabeza, ya no es significativo debido a que la energía de movimiento de la cabeza ya se ha anulado en gran medida con el primer impacto. El retardo en dos fases generado de este modo entrega buenos valores HIC.

La flexibilidad puede materializarse de diferentes formas. Podría pensarse por ejemplo en puntos débiles en el material de los brazos, de tal manera que los brazos se comben en caso de una carga. Sin embargo, han demostrado ser especialmente adecuados sistemas en los que la flexibilidad se produce por la rotura de la unión. Por medio de esto se obtiene una carga límite claramente definida.

Para materializar un punto de ruptura así los puntales se configuran de tal modo, que están situados planos solapándose unos con otros y, en la región de solape, presentan la articulación de unión y son atravesados por un perno de cizallamiento. Una estructura así es relativamente fácil de materializar y cumple la función prevista de forma clara.

Para que las fuerzas de impacto se transmitan de forma definida a los puntales, se ha previsto una pieza de presión sobre el raíl para fijar el capó delantero. Éste puede aplicarse a uno de los puntales del brazo de dos piezas y dirige las fuerzas de impacto, que actúan sobre el capó delantero, hacia un punto determinado del puntal a cierta distancia de la unión articulada con el otro puntal, de tal modo que el perno de cizallamiento, que tiene otra distancia a la articulación, está cargado con una relación predeterminada con relación a la fuerza de impacto. La disposición de la pieza de presión se produce con ello de tal manera que, al abrir el capó delantero, se aleja del brazo de dos piezas.

Principalmente la pieza de presión, en el caso del capó delantero cerrado, puede tener contacto directamente con el brazo de dos piezas, con lo que la pieza de presión tiene asimismo la tarea de definir la posición de cierre de la bisagra.

Esta tarea puede llevarla a cabo también otro tope. En este caso la pieza de presión puede adoptar cierta distancia al puntal, de tal manera que en el caso de un impacto con la cabeza impacta con una cantidad de movimiento sobre el puntal, lo que tiene como consecuencia que el proceso de cizallamiento tiene lugar bruscamente y sólo exige muy poco tiempo, de tal modo que la transición a la fase de menor retardo se determina todavía más claramente.

Se obtiene una ejecución especialmente sencilla de la pieza de presión si ésta está configurada como perno, que sobresale lateralmente del raíl para fijar el capó frontal.

Para que la pieza de presión no resbale del puntal durante la transmisión de la fuerza de choque, se ha previsto que presente una cabeza que penetre en una rendija entre los dos puntales y así se acople por detrás con el puntal cargado.

Para materializar la rendija el puntal, sobre el que puede aplicarse la pieza de presión, tiene un segmento extremo rebajado con relación al otro puntal para formar la rendija.

Para aclarar la invención se explica a continuación la invención con más detalle, representada con base en un ejemplo de ejecución. Aquí muestran:

la figura 1 una vista lateral de la bisagra conforme a la invención en la posición normal,

la figura 2 un corte a lo largo de la línea II-II de la figura 1,

la figura 3 la bisagra conforme a la figura 1, tras ejecutar una prueba de simulación de impacto con la cabeza.

En primer lugar se hace referencia a las figuras 1 y 2. La figura 1 muestra en una vista lateral una bisagra articulada de doble brazo 1. Ésta se compone de un raíl superior 2 y un raíl inferior 3. El raíl superior 2 se atornilla a un capó delantero no representado, se suelda o se ejecuta de forma enteriza. El raíl inferior 3 se atornilla a un puntal de carrocería no representado con más detalle. Los dos raíles 2, 3 están unidos entre sí articuladamente a través de un brazo largo 4 y un brazo corto 5. Para esto cada brazo 4, 5 está montado giratoriamente, tanto sobre el raíl superior como sobre el inferior, en articulaciones 6, 7, 8, 9. El raíl superior 2 se compone de un segmento perpendicular 10 para alojar las articulaciones 8, 9 y un segmento horizontal 11, sobre el que se fija el capó frontal. El raíl inferior 3 presenta igualmente un segmento perpendicular 12 con dos regiones 13, 14, alternadas entre sí y perpendiculares al plano de la imagen, estando situada la primera región 13, sobre la que el brazo largo 4 está montado giratoriamente en una articulación 6, en el mismo plano que el segmento perpendicular 10 del raíl superior 2, y la segunda región 14, que aloja la articulación 7 para el brazo corto 5, está alternada con respecto al mismo. A la región 14 citada en último lugar se ha asignado un estribo, con el que el raíl inferior 3 puede fijarse a un puntal de carrocería.

Conforme a la representación, el brazo largo 4 se encuentra detrás de los segmentos perpendiculares 10, mientras que el brazo corto 5 está situado delante. El brazo corto 5 está ejecutado en dos piezas y se compone de dos puntales 16, 17, que están unidos entre sí articuladamente a través de una articulación de unión. Esta articulación de unión 18 se encuentra aproximadamente a media distancia entre las dos articulaciones 7, 9 sobre los raíles 2, 3. El puntal inferior 16, que está unido articuladamente al raíl inferior 3, se ha alargado más allá de la articulación de unión 18 y hace contacto plano, en esta región, con el puntal superior 17, siendo atravesados en esta región los dos puntales 16, 17 por un perno de cizallamiento 19.

El puntal inferior 16 se ha prolongado más allá del perno de cizallamiento 19, y precisamente rebajado en escalón respecto al puntal superior 17, lo que puede verse especialmente bien en la figura 2. Por medio de esto se forma entre los dos puntales 16, 17 una rendija 20.

En esta rendija 20 encaja una cabeza 21 de una pieza de presión 22 configurada como perno, que sirve para transmitir fuerzas al brazo corto 5. La pieza de presión 22 está unida fijamente al segmento perpendicular 10 del raíl superior 2 y sobresale perpendicularmente.

El perno de cizallamiento 19 une los dos puntales 16, 17 del brazo corto 5 rígidamente entre sí, de tal modo que éste funciona como un brazo enterizo y la bisagra articulada de doble brazo 1 funciona adecuadamente. Incluso en el caso de fuerzas estáticas en el margen normal, las fuerzas que se ejercen sobre el brazo corto 5 a través de la pieza de presión 22 no son tan elevadas como para que se rompa esta unión rígida.

En el caso de un impacto con la cabeza, sin embargo, las fuerzas ejercidas superan el límite de cizallamiento con el que el perno de cizallamiento 19 cizalla, de tal manera que se libera la unión. Si precisamente se ejerce una fuerza de choque conforme a la flecha 23 sobre el raíl superior 2, ésta se transmite a través de la pieza de presión 22 al brazo corto 5 y, desde allí, de forma correspondiente a los brazos de palanca efectivos conforme a la flecha 24, a los pernos de cizallamiento 19.

En el ejemplo de ejecución mostrado la pieza de presión 22 hace contacto directo con el puntal inferior 16 del brazo corto 5. Aquí puede preverse sin embargo también una pequeña distancia, para poder realizar la transmisión de fuerza con una determinada impulsión. La cabeza 21 que se acopla por detrás con el puntal 16 impide la pieza de presión 22 resbale con ello del puntal 16, con lo que se frustraría la transmisión de fuerza.

Si dentro de una carga de tipo choque se alcanza una carga límite, con la que se cizalla el perno de cizallamiento, se anula la unión rígida entre los dos puntales 16, 17 y éstos pueden giran mutuamente alrededor de la articulación de unión 18. Esto hace posible que el raíl superior 2 pueda hundirse hacia abajo, como se ha representado en la figura 3. Con ello la bisagra no opone ninguna resistencia al movimiento, de tal manera que el retardo de cabeza emana solamente de una deformación del capó o de una deformación de elementos de apoyo por fuera de la bisagra. Sin embargo, éstos se configuran de tal modo que el retardo sólo es reducido. Hasta que la bisagra no se ha aplastado completamente, como se representa en la figura 3, y el puntal superior 17 está colocado sobre el puntal inferior 16, no se crea de nuevo una unión rígida con la carrocería, de tal manera que se producen nuevamente grandes retardos. De este modo se establece en resumen un desarrollo de retardo en dos fases, precisamente una primera fase hasta el cizallamiento del perno de cillazamiento 19 y una segunda fase tras el aplastamiento de la bisagra, en la que cabe esperar en total un bajo valor HIC.

Claims (6)

1. Bisagra articulada de doble brazo para el capó delantero de un vehículo de motor con un primer y un segundo brazo (4, 5) entre un raíl (2) unido al capó delantero y un raíl (3) unido a la carrocería, estando ejecutado al menos un brazo (5) en dos piezas y estando compuesto de dos puntales (16, 17), que están unidos entre sí articuladamente a través de una articulación de unión (18) y fijados uno al otro rígidamente, por medio de una unión que cede en el caso de una carga determinada, de tal modo que al romperse la unión como consecuencia de una carga de tipo choque, los raíles (2, 3) se aproximan esencialmente sin resistencia, disponiéndose de una pieza de presión (22) que puede aplicarse a uno de los puntales (17), caracterizada porque la pieza de presión (22) presenta una cabeza (21), que se acopla por detrás con el puntal (16) cargado por la pieza de presión.

2. Bisagra articulada de doble brazo según la articulación 1, caracterizada porque la cabeza (21) penetra en una rendija (20) entre los dos puntales (16, 17) del brazo (5) de dos piezas.

3. Bisagra articulada de doble brazo según la articulación 2, caracterizada porque para formar la rendija (20) el puntal (16), sobre el que puede aplicarse la pieza de presión (22), presenta un segmento extremo rebajado con relación al otro puntal (17).

4. Bisagra articulada de doble brazo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la posición de cierre del capó frontal y de la bisagra articulada de doble brazo (1), entre el puntal (16) al que puede aplicarse la pieza de presión (22) y la pieza de presión (22) existe una distancia.

5. Bisagra articulada de doble brazo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque para formar la unión flexible los dos puntales (16, 17) están situados planos solapándose unos con otros y, en la región de solape, presentan la articulación de unión (18) y porque los dos puntales (16, 17) son atravesados por un perno de cizallamiento (19).

6. Bisagra articulada de doble brazo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pieza de presión (22) es un perno, que sobresale lateralmente del raíl (2) para fijar el capó delantero.