Dispositivo automático hinchable de protección al aplastamiento para ATV’s, cuadriciclos y quads.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un dispositivo de protección ante el vuelco de quads, ATV’s y cuadriciclos, en adelante ATV’s, y más concretamente a una bolsa hinchable que puede desplegarse automáticamente, sin intervención del conductor, en el momento en que un quad, ATV o cuadriciclo, vuelque, protegiendo así al conductor frente a un posible impacto y aplastamiento por el propio peso del vehículo.

El objeto de la invención es conseguir un cojín o bolsa de aire, para en el caso de un vuelco, proteger eficazmente al conductor contra el aplastamiento, amortiguar los impactos producidos por el peso del vehículo y proveer de un espacio de seguridad entre el vehículo y el suelo que permita al usuario liberarse del vehículo volcado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El vuelco es un accidente, en ocasiones mortal, que sufren los conductores de los cuadriciclos, circunstancia ésta que se da con frecuencia en terrenos inclinados, lindes de taludes, cunetas, etc., habiéndose desarrollado para paliar la siniestralidad algunos dispositivos destinados a conseguir que el conductor quede protegido ante el vuelco del cuadriciclo.

En tal sentido puede citarse la Patente US20100060023A1, en la que se describe una estructura a modo de barra con una rueda para evitar el vuelco trasero de ATV’s.

En esa Patente de Invención la estructura está prevista para ser montada en correspondencia con el punto de anclaje de tiro lo que supone que no quede éste protegido totalmente en caso de vuelco lateral o frontal, no ofreciendo por otro lado un funcionamiento automático que asegure su accionamiento, independientemente de la voluntad del conductor. Igualmente puede citarse la Patente US20090267335A1, en la que se describe una estructura de protección tubular, sistema de retención y respaldo con el objetivo de proteger al usuario en caso de vuelco, al absorber la estructura la energía del vuelco y reteniendo al usuario amarrado a la estructura.

En este caso la estructura de protección es aún más compleja que en el caso anterior, solucionando el problema del vuelco lateral. Esta patente menciona la posibilidad de que la estructura sea desplegable y se accione automáticamente independientemente de la voluntad del usuario.

Paralelamente es conocida una estructura de protección al vuelco en forma de horquilla. Dicha estructura va anclada al enganche de tiro del ATV y a la parrilla trasera. Al contrario que las estructuras anteriormente presentadas, esta estructura limita parcialmente el vuelco debido a su limitada altura.

Este sistema no se considera una estructura de protección al vuelco ya que no proporciona un espacio de seguridad amplio ni contempla la instalación de sistemas de retención. Se considera un sistema de protección al aplastamiento

Cabe destacar la posibilidad de daño al usuario por alcance en caso de vuelco. Por este motivo se ha decidido incorporar a esta estructura una coquilla de poliuretano. Destacar igualmente el impacto negativo que esta estructura tiene en el centro de gravedad, empeorando la estabilidad del ATV.

También se conoce una estructura formada por una serie de secciones articuladas y tensadas mediante un cable tensor. Esta estructura se coloca sobre la parrilla trasera de los ATV.

Al igual que la solución anterior, esta estructura no limita el vuelco del vehículo sino que ofrece protección al aplastamiento en el caso que el ATV quede posicionado encima del usuario en el evento de un vuelco.

Esta protección se otorga gracias a su flexibilidad y un mínimo espacio de seguridad creado entre la propia estructura y el manillar del ATV. Como desventajas indicar la amplia superficie de la misma pudiendo quedar enganchada en ramas y sitios de altura reducida así como la elevación del centro de gravedad reduciendo la estabilidad del ATV.

En definitiva, los ATV’s son vehículos con facilidad para el vuelco pero que, al contrario de otros vehículos de usos similares, y por sus características de conducción activa, no disponen de cinturón de seguridad ni de estructura de protección al vuelco tipo ROPS. Por ello se ha recurrido a sistemas de protección que si bien no evitan el vuelco como una ROPS, ofrecen un cierto grado de protección a aplastamiento por vuelco, aunque hasta la fecha no se han desarrollado sistemas hinchables para ATV’s que eviten que el peso del vehículo caiga sobre el conductor, y que es el objetivo de la presente solicitud.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El dispositivo automático e hinchable que se preconiza ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, mediante una solución sencilla y eficaz, ya que dicho dispositivo de protección hinchable se basa en el principio de una bolsa estanca plegada en el interior de un alojamiento que se hincha mediante la acción de un generador de gas. Este gas se expande en el interior de la bolsa aumentado el volumen de la misma. La bolsa está realizada de un material estanco que mantiene la presión del gas en su interior. El dispositivo es anclado al chasis del vehículo y permanece anclado al mismo después del despliegue evitando así que se desprenda por esfuerzos aplicados sobre el mismo.

El generador de gas es accionado por un sistema de comandos asociados a una unidad electrónica de control dotada con sensores inerciales y la lógica necesaria para calcular los ángulos de inclinación. El generador de gas actúa sobre la bolsa, desplegándose ésta automáticamente al alcanzar el vehículo una determinada inclinación que va a dar lugar a un irremediable vuelco del mismo. La bolsa se despliega aumentando su anchura, fondo y altura, proporcionando un espacio de seguridad entre el suelo y el vehículo, evitando el potencial atrapamiento del conductor así como el impacto directo del propio vehículo al caerle encima y ofreciéndole la posibilidad de escapar de debajo de él cuando queda atrapado por el mismo.

En una forma preferente de aplicación sobre ATV’s, y dependiendo del peso y tamaño del mismo, podrá instalarse un único dispositivo colocado con preferencia detrás del conductor o dos dispositivos: uno situado por delante del conductor y otro por detrás de su asiento, pudiendo incluso disponerse mayor número de dispositivos, de manera que todos los dispositivos se activarán simultáneamente o en diferentes fases pudiendo ser accionados de forma automática por una única unidad electrónica de control, o por unidades independientes.

Por consiguiente, se trata de una bolsa estanca hinchable accionada por un generador de gas comandado por una unidad electrónica de control, bolsa que se despliega automáticamente con variaciones simultáneas de su geometría en 3 dimensiones, produciéndose por una parte la elevación de la propia bolsa aumentando la altura en el eje vertical, la ampliación de su anchura en el eje transversal y de su fondo en el eje longitudinal

En posición plegada, es decir de reposo o inoperante, el dispositivo quedará alojado en un alojamiento que lo protege de los elementos externos y ambientales. El desplegado automático se realizará únicamente en caso de vuelco irremediable, proporcionando una seguridad pasiva e independiente de la voluntad del conductor, resultando sumamente eficaz ante el vuelco.

La transición de la posición plegada a la posición desplegada de la bolsa hinchable es totalmente automática y no depende de la voluntad del conductor, sino que estará controlada por la unidad electrónica de control anteriormente mencionada, realizándose la maniobra por medio de sensores inerciales y una lógica de activación de seguridad, asegurando que el paso del estado de reposo al estado operativo se realizará siempre que se produzca un vuelco irreversible, evitando despliegues indeseados durante el manejo habitual del vehículo, o en situaciones específicas del mismo, tales como posibles inclinaciones debidas a reparaciones, cargas, etc.

El tratamiento de la señal por la unidad electrónica de control consiste en el sensado inercial del vehículo mediante la utilización de acelerómetros, giroscopios o ambos, cuyos datos son procesados por un algoritmo de fusión y estimación y por una lógica que procesa los algoritmos de activación dando como resultado una serie de variables que deberán concurrir en unos umbrales predeterminados para poder desencadenar la activación del generador de gas y el despliegue de la bolsa, de tal forma que no pueda verse afectado el conductor, ni ningún otro usuario.

La unidad electrónica de control podrá ir colocada en cualquier parte del vehículo o incluso en el interior del alojamiento del propio dispositivo. Mediante la actuación de la unidad electrónica de control, previa concurrencia de los requisitos establecidos en el algoritmo de activación (comando), se activarán los correspondientes (uno o más) elementos de generación de gas para el desplegado de la bolsa o bolsas, pudiendo consistir dichos medios de generación de gas, en, por ejemplo, una o varias ampollas contenedoras de gas a presión, o bien uno o varios elementos de generación de gas por combustión química, similares a los utilizados en los airbag. Dichos medios de generación de gas se pueden activar mediante un impulso electrónico o mecánico, liberando inmediatamente y de golpe dicho gas para llevar a cabo el desplegado de la bolsa, con la particularidad de que dicho(s) generador(es) de gas se ubicará(n) en el interior del alojamiento, incluso en el interior de la bolsa textil.

Cabe destacar igualmente el hecho de que la bolsa contará con medios bloqueantes para inmovilizar el posible desplazamiento de la misma tanto en situación plegada como en situación desplegada, consistiendo dichos medios en unos cinturones o tirantes de sujeción solidarios a la bolsa, al alojamiento y por ende al chasis del vehículo.

Dichos tirantes quedan ubicados inicialmente o en situación de reposo dentro del correspondiente alojamiento del dispositivo y en posición desplegada se sujetarán a la bolsa, al alojamiento y al chasis a través de un elemento de sujeción, impidiendo que la bolsa desplegada pueda trasladarse en cualquiera de los ejes vertical, longitudinal o transversal.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: La figura 1.- Muestra una representación práctica de un usuario manejando un vehículo ATV, en situación de manejo habitual y con un dispositivo de protección al aplastamiento en posición plegada.

La figura 2.- Muestra una representación práctica de un usuario manejando un vehículo ATV, en situación de vuelco irreversible y con un dispositivo de protección al aplastamiento en posición desplegada.

La figura 3.- Muestra una representación práctica de un usuario manejando un vehículo ATV, en situación de vuelco de 180° y con un dispositivo de protección al aplastamiento en posición desplegada, apreciándose en vista frontal en la imagen de la izquierda y en vista lateral en la de la derecha. Se observa cómo el dispositivo de protección al aplastamiento evita el potencial impacto del ATV sobre el usuario y el espacio de seguridad para que el usuario pueda o bien hacer rodar el ATV hacia un lateral o bien escapar.

La figura 4 Muestra una vista lateral derecha de un vehículo ATV en la parte superior y otra vista lateral izquierda en la inferior, con dos dispositivos de protección al aplastamiento colocados respectivamente en la parte frontal y trasera del vehículo.

La figura 5.- Muestra una vista lateral derecha de un vehículo ATV en situación de vuelco con dos dispositivos de protección al aplastamiento, en su posición desplegada, colocados en la parte frontal y trasera del vehículo y el espacio de seguridad aumentado en relación a un solo dispositivo de protección al aplastamiento.

La figura 6.- Muestra un detalle en sección del dispositivo objeto de la invención, dispuesto en situación inicial o de reposo. En la sección se puede observar el dispositivo generador de gas, la bolsa plegada, los tirantes de sujeción, el alojamiento del dispositivo, la unidad electrónica de control y el elemento de fijación al chasis del vehículo.

La figura 7.- Muestra un detalle en sección del dispositivo objeto de la invención, dispuesto en situación final o de desplegado. En la sección se puede observar el dispositivo generador de gas, la bolsa desplegada, los tirantes de sujeción, el alojamiento del dispositivo y el elemento de fijación al chasis del vehículo. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Como se puede ver en las figuras referidas, y en relación concretamente con las figuras 1, 2 y 4, el dispositivo (5) de la invención está destinado a implantarse a un vehículo tipo ATV (2), al objeto de proteger al conductor (1) de éste en caso de vuelco, viéndose en la figura 4 dos dispositivos (5) iguales, aplicados sobre la parte anterior y sobre la parte posterior del vehículo ATV (2), mientras que en la figura 2 se muestra el ATV (2) en situación de vuelco, donde el dispositivo (5) se ha desplegado.

Pues bien, dicho dispositivo (5) en cada caso tiene una configuración de bolsa hinchable fijada a elementos resistentes del chasis del vehículo (2). La particularidad de este dispositivo es la disposición, volumen y características de la bolsa hinchable así como su aplicación ya que, al contrario que cualquier otro dispositivo hinchable, previene el aplastamiento del conductor en el caso de vuelco.

La invención dispone de una unidad electrónica de control (8) dotada de sensores inerciales y lógica que, ante una determinada inclinación del vehículo durante el vuelco del mismo y a través de un comando o algoritmo de activación, activa los generadores de gas (4) mediante los que se realiza el desplegado de las bolsas hinchables (3).

La bolsa hinchable y desplegable (3) que forma parte del dispositivo (5) va dispuesta en un alojamiento estanco (9), y sujeta mediante unos tirantes (6) o elementos similares, como se ve en las figuras 6 y 7, en las que además puede observarse el correspondiente elemento de sujeción (7) al chasis del propio vehículo (2), mediante tornillería o cualquier otro medio convencional.

El alojamiento estanco (9) está provisto de medios de cierre que permiten su apertura para la activación del dispositivo e hinchado de la bolsa desplegable (3).

La unidad electrónica de control (8) con los sensores y lógica, está destinada a controlar las variables que deben concurrir como algoritmo de activación para que se desencadene de forma segura, el desplegado de la bolsa o bolsas hinchables (3) las cuales podrán presentar hinchadas una volumetría superior a la del conductor (1) del vehículo (2). El dispositivo (5) puede contener una o varias bolsas hinchables (3), reguladas por una misma unidad electrónica de control (8) situada dentro del alojamiento estanco (9) o bien en cualquier otra parte del vehículo (2), pudiendo disponerse en el vehículo (2) uno solo o más dispositivos (5).

Por su parte, los generadores de gas (4) están constituidos por una ampolla que contiene gas a presión, o compuestos químicos para generar dicho gas, accionable por impulso de la unidad electrónica de control (8). Las bolsas hinchables (3) se despliegan en tres dimensiones ortogonales entre sí, alto, ancho y fondo, permaneciendo hinchadas el tiempo necesario para que, en caso de que el vehículo (2) vuelque y caiga sobre el conductor (1), eviten su impacto directo y ofrezcan un espacio de seguridad entre el vehículo (2) y el suelo, gracias al volumen de estas bolsas una vez hinchadas y a su resistencia al aplastamiento.

Por último añadir que el dispositivo puede complementarse con elementos de aviso de avería del sistema y de avisos sonoros y/o luminosos, que puedan activarse inmediatamente antes de alcanzar la posición de vuelco, a modo de alarma, a partir de la detección de un grado de inclinación detectado por la lógica de control del dispositivo, permitiendo con ello avisar al conductor de la posibilidad de un vuelco potencial.