ES2283338T3 - Absorbedor de energia. - Google Patents

Abstract

Un absorbedor de energía, que comprende medios (1, 2) de alojamiento, una reserva de material (8) plásticamente deformable arrollado en una bobina (15) y que posee un tope (27) de extremo en un extremo y que está montada en el citado medio de alojamiento, medios (3, 4) para sujetar el absorbedor de energía a una primera estructura, medios (9) para sujetar el material plásticamente deformable a una segunda estructura, medios (5, 6) de respuesta a una carga de tracción predeterminada entre la primera y la segunda estructuras, efectivos para desplegar el citado material plásticamente deformable de una manera controlada desde la bobina, y un elemento (7) de control, que se caracteriza porque los medios de respuesta a una carga de tracción predeterminada comprenden un primer y un segundo elementos (5, 6) de constricción, separados en la dirección de movimiento del material plásticamente deformable según se despliega desde la bobina (15), con lo que dicho material es deformado plásticamente de modo permanente secuencialmente en dos direcciones opuestas por el primer y el segundo elementos de constricción durante dicho despliegue, absorbiendo con ello energía, y el elemento de control contacta con la bobina durante el despliegue para controlar el movimiento de la bobina en relación con el primer elemento de constricción para controlar el ángulo con el que se suministra el material (8) al primer elemento (5) de constricción, estando el absorbedor de energía capacitado para soportar una carga que sea al menos el doble de la carga de tracción predeterminada cuando se impide un despliegue adicional de dicho material por parte del tope de extremo.

Description

Absorbedor de energía.

La presente invención se refiere a un absorbedor de energía y, en particular, a un absorbedor de energía que absorbe energía de tracción y se despliega irreversiblemente a una fuerza constante o casi constante.

Los amortiguadores de energía de tracción se utilizan con frecuencia para ayudar a la absorción de energía en líneas forzadas o parcialmente forzadas. Por ejemplo, las aplicaciones de detención de caída requieren que la energía de un cuerpo que cae sea absorbida por una línea tal como una cuerda o un cable que normalmente se encuentra sujeto a una estructura fuerte por un extremo o por ambos extremos. En tales situaciones, resulta deseable conseguir una baja combinación de alargamiento en la línea y de tensión de línea. Rebajar el alargamiento de línea reduce la distancia a la que cae el cuerpo con anterioridad a la detención, y también reduce la energía de caída. Rebajar la tensión de línea reduce la carga sobre la línea y también sobre el anclaje o anclajes que detienen la línea. Otro ejemplo de absorción de energía en líneas forzadas, consiste en las barreras contra accidentes de vehículos que absorben la energía cinética del vehículo. Un bajo estiramiento de línea reduce el grado hasta el que puede moverse un vehículo a través de una barrera contra accidentes. Las cargas de línea más bajas reducen la probabilidad de que la línea y/o el anclaje fallen en caso de accidente.

La cantidad de absorción de energía en líneas forzadas o parcialmente forzadas, se determina mediante el producto del estiramiento de la línea y de la tensión de línea. Típicamente, el estiramiento de línea es elástico de tal modo que la cantidad de estiramiento se incrementa en proporción a la tensión en la línea. La energía absorbida es, por lo tanto, la tensión media de la línea o la mitad de la máxima tensión de línea multiplicada por el estiramiento. Sin embargo, con el fin de minimizar la combinación de estiramiento de línea y de tensión de línea, el sistema de línea ideal debería absorber energía mediante estiramiento a una tensión de línea predeterminada, donde la energía absorbida es la tensión de línea predeterminada multiplicada por el estiramiento de línea. Éste debería absorber la misma energía que el sistema de línea estática para una tensión de línea máxima, pero requiriendo solamente la mitad del estiramiento de línea. También, un sistema de ese tipo debería estar en condiciones de limitar la máxima tensión de línea a una fuerza predeterminada a la que se produce el estiramiento.

En la práctica, resulta difícil conseguir esta mejora ideal, pero se puede realizar una mejora significativa en cuanto a eficiencia en la absorción de energía con respecto a la combinación de estiramiento de línea y de tensión de línea combinando una línea de bajo alargamiento con un absorbedor de energía que se despliega por estiramiento a una fuerza predeterminada. Si la cantidad de alargamiento de despliegue en tal absorbedor es suficientemente grande, podría limitar también de manera efectiva la tensión de línea hasta la fuerza de despliegue predeterminada para todas las situaciones de absorción de energía previsibles. Esto es importante para establecer con un alto grado de seguridad cierta, criterios de diseño para los sistemas y anclajes de línea.

En los absorbedores de energía para su uso en los sistemas de detención de caída, un requisito normal consiste en que el absorbedor de energía esté capacitado para soportar el doble de la fuerza de pico del despliegue después de un despliegue completo.

En los absorbedores de energía convencionales que se despliegan a una fuerza constante, el componente que se despliega es típicamente recto, estando alojado en el interior de otro componente recto con anterioridad a su despliegue. La longitud global de tal absorbedor con anterioridad al despliegue es, por lo tanto, mayor que la extensión de despliegue. Tal absorbedor de energía consiste típicamente en un componente que con preferencia tiene una porción de avance esférica o parcialmente esférica, de la que se tira a través de una longitud de tubo que tiene un orificio de diámetro más pequeño que la dimensión externa de la porción de avance de dicho componente, de tal modo que se requiere una fuerza para extruir efectivamente el orificio del tubo. Un absorbedor de energía de ese tipo se encuentra descrito en la Patente Europea concedida núm. EP 0 605 538 de la presente solicitante.

En vista del análisis que antecede, los expertos en la materia apreciarán, en aplicaciones en las que se requiera una gran cantidad de despliegue, que la longitud global del absorbedor de energía también necesita ser grande.

Esto resulta indeseable, no sólo desde el punto de vista del coste, sino también debido a que en muchas aplicaciones, tal como la detención de una caída, es importante lograr acceso a una línea forzada o parcialmente forzada cerca de los anclajes de ligadura. Típicamente, las grandes extensiones de despliegue son útiles para contener cargas de línea y también para asegurar que las cargas nunca exceden la fuerza de despliegue predeterminada del absorbedor de energía para todas las situaciones previsibles, y proporcionar un excedente útil de absorción de energía como contingencia contra circunstancias imprevisibles.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un absorbedor de energía que proporcione una larga carrera de despliegue sin ocupar una extensión lineal excesiva.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un absorbedor de energía que comprende medios de alojamiento, una reserva de material plásticamente deformable arrollado en una bobina y que tiene un tope de extremo en un extremo y que se ha montado en los citados medios de alojamiento, medios para sujetar el absorbedor de energía a una primera estructura, medios para sujetar el material plásticamente deformable a una segunda estructura, medios que actúan en respuesta a una carga de tracción predeterminada entre la primera y la segunda estructuras efectiva para desplegar el citado material plásticamente deformable de una manera controlada a partir de la citada bobina, y un elemento de control. Un absorbedor de energía de ese tipo se conoce a partir del documento US-A-3547468. Este documento describe más claramente un absorbedor de energía que tiene una tira metálica sujeta por un extremo a una cinta de seguridad, arrollada en espiral y almacenada en un alojamiento sujeto al bastidor de un vehículo. El alojamiento comprende pasadores y un perno dispuestos para permitir que la tira metálica se despliegue a partir del arrollamiento en respuesta a una carga de tracción predeterminada, siendo la tira metálica deformada plásticamente y absorbiendo energía según se despliega. La invención se caracteriza porque los medios de respuesta a una carga de tracción predeterminada comprenden un primer y un segundo elementos de constricción separados en la dirección de despliegue de la bobina de material plásticamente deformable, con lo que dicho material se deforma plásticamente de manera permanente secuencialmente en dos direcciones opuestas en virtud del primer y segundo elementos de constricción, absorbiendo con ello energía, y el elemento de control contacta con la bobina durante el despliegue para controlar el movimiento de la bobina en relación con el primer elemento de constricción, para controlar el ángulo con el que se suministra el material al primer elemento de ligadura, siendo el absorbedor de energía capaz de soportar una carga de al menos el doble de la carga de tracción predeterminada cuando se impide el despliegue adicional de dicho material por parte del tope de extremo.

Con preferencia, el material plásticamente deformable es en una longitud de material elástico tal como un metal, estando la longitud relacionada con la máxima extensión requerida para absorber la energía. Un extremo de la longitud de material tiene con preferencia una disposición para la sujeción del material a una línea o anclaje de raíl y, en las proximidades de tal disposición de sujeción, el material es con preferencia forzado por una trayectoria no lineal mediante una estructura que tiene también una provisión para la sujeción a una línea o anclaje. En tal disposición, cuando se tira del material en relación a la estructura, el material es forzado por la estructura a moverse por una trayectoria no lineal, y su movimiento es por tanto aguantado principalmente por la reluctancia del material a darse de sí. El movimiento del material se permite cuando la fuerza de tracción es suficientemente grande como para superar la resistencia a la deformación plástica, lo que tiene como efecto absorber energía como resultado del producto de la fuerza de tracción que se necesita para superar la resistencia al movimiento del material y de la extensión del movimiento del material con relación a la estructura. Las fuerzas de tracción requeridas para efectuar el despliegue están sustancialmente determinadas por el límite elástico y por lo tanto por las propiedades de deformación plástica del material, su forma en sección y el grado de no linealidad de su trayectoria según se ve forzada por los medios de alojamiento.

La longitud del material puede tener cualquier sección transversal, tal como rectilínea, redonda, tubular, o cualquier otra forma. En algunas realizaciones, la forma en sección puede variar a lo largo de la longitud del material, como por ejemplo en aplicaciones en las que se desee variar la fuerza resistente entre los medios de alojamiento y el material. La trayectoria no lineal del material, cuando se tira del mismo y según se fuerza por parte de los medios de alojamiento, está definida por dos inclinaciones dimensio-
nales.

Con preferencia, los elementos de los medios de alojamiento que fuerzan la trayectoria de movimiento del material cuando se tira del mismo en relación con los medios de alojamiento, pueden ser ejes circulares o rodillos, girando cada rodillo alrededor de su propio eje, o cualquier otra forma que fuerce la trayectoria del material.

La invención va a ser descrita ahora a título de ejemplo solamente con referencia a los dibujos, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una primera realización de la invención con la longitud de material arrollada en espiral;

la Figura 2 muestra un alzado lateral de la realización representada en la Figura 1;

la Figura 3 muestra una primera vista en perspectiva de una segunda realización de la invención;

la Figura 4 muestra una segunda vista en perspectiva de la realización de la Figura 3;

la Figura 5 muestra un alzado lateral de la tercera realización de la invención lista para el despliegue;

la Figura 6 muestra una vista lateral de la realización de la Figura 5 tras el despliegue;

la Figura 7 muestra una vista lateral de una cuarta realización de la invención lista para el despliegue;

la Figura 8 muestra una vista lateral de la realización de la Figura 7 tras su despliegue;

la Figura 9 muestra una estructura de tope de extremo adecuada para su uso en la realización de la Figura 7;

la Figura 10 muestra una vista lateral de una quinta realización de la invención lista para su despliegue;

la Figura 11 muestra una vista lateral de la realización de la Figura 10 tras su despliegue;

la Figura 12 muestra una vista en perspectiva de una primera estructura de tope de extremo adecuada para su uso en la realización de la Figura 1;

la Figura 13 muestra una vista en perspectiva de una segunda estructura de tope de extremo adecuada para su uso en la realización de la Figura 1;

la Figura 14 muestra una vista lateral de un primer ejemplo de absorbedor de energía listo para su despliegue;

la Figura 15 muestra una vista lateral del ejemplo de la Figura 12 tras el despliegue;

la Figura 16 muestra una vista lateral de una sexta realización de la invención lista para su despliegue;

la Figura 17 muestra una vista lateral de la realización de la Figura 14 tras su despliegue;

la Figura 18 muestra una vista lateral de una séptima realización de la invención lista para su despliegue;

la Figura 19 muestra una vista lateral de una octava realización de la invención lista para su despliegue;

la Figura 20 muestra una vista lateral de la novena realización de la invención lista para su despliegue;

la Figura 21 muestra una vista lateral de una décima realización de la invención lista para su despliegue;

la Figura 22 muestra una primera vista lateral de un segundo ejemplo de absorbedor de energía que emplea una bobina helicoidal lista para su despliegue;

la Figura 23 muestra una segunda vista lateral del ejemplo de la Figura 22;

la Figura 24 muestra una vista detallada de un tope de extremo de la Figura 22 tras el despliegue;

la Figura 25 muestra una vista lateral de una undécima realización de la invención que emplea una bobina helicoidal lista para el despliegue;

la Figura 26 muestra una vista extrema de la realización de la Figura 25;

la Figura 27 muestra una vista lateral de una duodécima realización de la invención que emplea una bobina helicoidal;

la Figura 28 muestra una segunda vista lateral de la realización de la Figura 27;

la Figura 29 muestra una vista en perspectiva de una décimo tercera realización de la invención lista para su despliegue, y

la Figura 30 muestra la realización de la Figura 29 tras el despliegue.

Los ejemplos mostrados en las Figuras 14, 15 y 22 a 24 son otras realizaciones de la invención.

Según se muestra en las Figuras 1 y 2, un absorbedor de energía tiene una estructura que comprende un medio de alojamiento formado por placas 1 y 2 que están separadas y fijadas a pernos 5, 6 y 7 de tal modo que las placas 1 y 2 quedan unidas rígidamente. Se proporcionan medios 3 y 4 de fijación en un extremo de las placas, para sujetarlas a un anclaje rígido o terminación de cable o de cuerda. La longitud de material 8 consiste en una tira de material que se arrolla formando una espiral 15, y que se curva en 16 y 17 para adaptarse por debajo del perno 5 y por encima del perno 6, respectivamente. La longitud de material 8 se ha dotado de medios 9 de sujeción en un extremo para su sujeción a un anclaje rígido o terminación de cable o de cuerda, y de un tope de extremo 27 en el otro extremo para evitar que el material se separe del alojamiento. El arrollamiento en espiral permite que una extensión larga de material sea almacenada en el interior de un espacio lineal relativamente corto. La placa 10 se sujeta al extremo de la longitud de material 8 por medio de remaches 11 y 12 con el fin de fortalecer el medio 9 de sujeción. En algunas realizaciones no ilustradas aquí, puede que no sea necesario incluir la placa 10. Alternativamente, la placa 10 podría ser fijada al extremo de la longitud de material 8 a través de algún otro medio, tal como mediante soldadura.

Cuando se requiere que el absorbedor de energía absorba energía, se aplica una fuerza de tracción creciente a los medios 3 y 4, y 9 de sujeción, en la dirección de las flechas 13 y 14 hasta que la fuerza aplicada se hace suficientemente grande como para tirar del material 8 alrededor de los pernos 5 y 6 de tal modo que el absorbedor se extiende para absorber energía. El perno 7 ayuda a desenrollar la espiral 15.

Con el fin de permitir que la fuerza de tracción requerida para desplegar el material 8 y extender con ello el absorbedor, se mantenga constante, el grado de curvado del material 8 en las curvas 16 y 17 debe ser mantenido constante. La posición del perno 7 controla el ángulo con el que se suministra el material 8 al perno 5 que ha de ser fijado según se despliega el material 8 desde la espiral 15, y de ese modo mantiene la fuerza de tracción constante.

El tope 27 de extremo está formado por placas 28 adicionales de material remachado a las caras del material 8 cerca del extremo del material 8 para proporcionar una sección regruesada que resulta atrapada entre los pernos 5 y 6 para proporcionar un límite al despliegue del material 8. El tope 27 de extremo es relativamente importante con el fin de permitir que el tope 27 de extremo mantenga el material 8 sujeto al alojamiento, y de ese modo a la estructura de soporte a través de los medios 3 y 4 de fijación, bajo una carga de al menos el doble de la fuerza de tracción de despliegue después del despliegue completo del material 8.

Si el material 8 es de naturaleza y sección transversal consistentes, la fuerza de tracción requerida para mover el material en la dirección de la flecha 14 deberá ser aproximadamente constante en relación al grado de movimiento del material 8.

La absorción de energía según se extiende el absorbedor se produce mediante el desenrollado del material desde la espiral, y mediante el curvado y posterior enderezamiento de la longitud de material 8 alrededor de los pernos 5 y 6.

Se podría esperar que la fuerza de tracción se incrementara según se desenrolla el material desde la espiral 15, debido a que el diámetro de arrollamiento de la espiral se reduce según se despliega el material 8, dando como resultado un mayor grado de curvatura del material 8 que se requiera. Sin embargo, en la práctica, no se ha observado tal incremento de la fuerza de tracción. Se cree que esto se debe a que el grado de curvatura requerido para enderezar el material procedente de la espiral es mucho más pequeño que el grado de curvado y re-curvado que tiene lugar alrededor de los pernos 5 y 6 en las curvas 16 y 17, de modo que cualquier incremento en la fuerza de tracción es marginal. No obstante, se espera aún que tal incremento en la fuerza de tracción ocurra según se despliega el material 8, en particular cuando el grado de curvatura en las curvas 16 y 17 es relativamente pequeño y la bobina 15 tiene un radio relativamente pequeño.

Cuando se pretende usar el absorbedor de energía en un sistema de detención de caída, el absorbedor de energía estará normalmente dimensionado de modo que la energía absorbida por el despliegue del material 8 completamente hasta el tope de extremo 27 que queda atrapado entre los pernos 5 y 6, es significativamente mayor que la máxima cantidad de energía que se espera que requiera la absorción en un evento de interrupción de caída. Así, con el fin de evitar una excesiva tensión de línea y una sacudida física a los usuarios, cuando se utiliza el absorbedor de energía en un sistema de detención de caída debe esperarse normalmente que la caída sea detenida y que el despliegue del material 8 se interrumpa antes de que se alcance el tope 27 de extremo. Sin embargo, el tope 27 de extremo constituye una característica de seguridad que impide la liberación del material 8 desde el alojamiento incluso aunque los requisitos de absorción de energía en la situación de detención de caída demuestren ser mayores de lo esperado. Además, el tope 27 de extremo proporciona un límite positivo sobre la extensión del material 8 desde el alojamiento, de modo que se pueda cumplir el requisito de que tras el despliegue completo, el absorbedor de energía esté todavía capacitado para soportar dos veces la fuerza de tracción de pico encontrada durante el despliegue.

Se debe apreciar que la provisión de tales topes extremos, no es normal en los absorbedores de energía.

Una fuente potencial de variación indeseada en la fuerza de tracción según se despliega el material 8 desde el absorbedor de energía mostrado en las Figuras 1 y 2, consiste en que la tensión en el material 8 según se despliega tenderá a tirar de la bobina 15 hacia el perno 7, dando como resultado una carga de fricción variable, y dando posiblemente como resultado que la bobina 15 se monte sobre el perno 7. Tal montaje en el perno 7 por parte de la bobina 15 podría cambiar significativamente la geometría del sistema y podría dar como resultado cambios de carga significativos.

Una segunda realización alternativa de la invención se muestra en perspectiva en las Figuras 3 y 4.

La segunda realización mostrada en las Figuras 3 y 4 es similar a la primera realización mostrada en las Figuras 1 y 2, salvo en que se ha formado una abertura 20 en la placa 2 lateral. Una abertura 20 de emparejamiento ha sido formada también en la placa 1, pero ésta no es visible en las Figuras.

El tope 27 de extremo del material 8 se ha formado con una configuración en T, de modo que una extensión 21 lateral del material 8 se extiende hacia la abertura 20. Una extensión 21 lateral correspondiente en dirección opuesta, se extiende hacia la abertura 20 formada en la placa 1 lateral opuesta, pero de nuevo ésta no es visible en las Figuras.

Las aberturas 20 están dimensionadas de modo que las proyecciones 21 se acoplan flojamente en el interior de las aberturas 20 que permiten que la espiral 15 de material 8 gire libremente según se despliega el material 8 desde el alojamiento. El acoplamiento flojo de las proyecciones 21 en el interior de las aberturas 20 limita el movimiento de la espiral 15 suficientemente como para impedir que la espiral 15 se monte en el perno 7, pero permite que la posición de la espiral 15 flote para compensar cambios en el radio de la bobina 15 según se despliega el material 8.

El movimiento flotante de la bobina 15 permite que el punto en el que se libera la capa más externa del material 8 desde el volumen de la bobina 15 permanezca aproximadamente fijo en relación a la posición del perno 7 a través del despliegue del material 8. Esto ayuda a mantener el grado de curvado experimentado por el material 8 cerca de un valor constante a través de todo el despliegue, de modo que la fuerza de tracción se mantiene tan cercana como sea posible a un valor constante.

Las proyecciones 21 al final del material 8 que pasan hacia las aberturas 20, proporcionan también un tope de extremo para el material 8. Cuando el material 8 se ha desplegado completamente, el movimiento adicional del material 8 hacia fuera del alojamiento 1 queda detenido mediante el encaje de las proyecciones 21 en las aberturas 20. Sin embargo, en esta disposición, se preferirá normalmente, por razones de seguridad, proporcionar también un tope de extremo 27 de soporte similar al que se muestra en la primera realización de las Figuras 1 y 2.

Aunque la segunda realización mostrada en las Figuras 3 y 4 es eficaz en general, existen desventajas respecto al uso de proyecciones al final del material 8 que pasan por aberturas de las placas laterales de alojamiento.

La primera desventaja del uso de proyecciones en el extremo del material 8 que pasa por las aberturas, consiste en que el contacto entre las proyecciones y los lados de las aberturas según se despliega el material 8 y la bobina en espiral gira, puede generar cantidades de fricción significativas. Según se explicará con mayor detalle en lo que sigue, las fuerzas de fricción que actúan sobre el material 8 son generalmente indeseables. La fricción generada por contacto entre las proyecciones y los laterales de las aberturas es particularmente indeseable ya que, debido a la rotación de la bobina en espiral, el contacto y la cantidad de fuerza de fricción resultante es intermitente e impredecible y producirá inevitablemente variaciones en la fuerza de despliegue del material 8.

Otra desventaja del uso de proyecciones que pasan por las aberturas realizadas en las placas laterales, es el coste. Tal realización es relativamente costosa de fabricar en comparación con otras realizaciones aquí descritas.

Sin embargo, a pesar de estas desventajas, la segunda realización puede ser utilizada de forma útil.

En la segunda realización, la estructura de alojamiento es diferente de la primera realización. En la segunda realización, el alojamiento se forma mediante placas 1 y 2 laterales que se forman mediante doblado de una placa simple en forma de U, de tal modo que las placas 1 y 2 laterales y un extremo del alojamiento constituyen una unidad integral. Adicionalmente a los pernos 5, 6 y 7 que interactúan con el material 8, se proporcionan pernos 24 y 25 estructurales adicionales para asegurar que las placas 1 y 2 laterales se enlazan rígidamente y el alojamiento proporciona una estructura rígida, pero estos pernos 24 y 25 no cooperan con el material 8 desplegado.

Los pernos 24 y 25 se proyectan más allá de las placas 1 y 2 laterales para asegurar una carcasa exterior (no representada en la Figura 4) para el alojamiento.

Además, en vez de los medios 3 y 4 de fijación de la primera realización, el alojamiento de la segunda realización se fija a un anclaje rígido o terminación de cable metálico mediante el anclaje o una mediante una cuerda que se hace pasar a través de una abertura realizada en el extremo de la configuración en U que forma la estructura de alojamiento.

Además, en la segunda realización, se muestra un medio 26 de terminación alternativa para el extremo del material 8 para su sujeción a un anclaje rígido o terminación de cable metálico. Un par de placas 32 se encuentran sujetas al extremo de la longitud de material 8 por medio de remaches, y los medios 26 de sujeción han sido proporcionados a modo de orificios a través de las placas 32 opuestas.

Una tercera realización de la invención ha sido mostrada en las Figuras 5 y 6, las cuales muestran vistas laterales de una tercera realización del absorbedor de energía. En la Figura 5, se muestra el absorbedor de energía con anterioridad a su actuación, es decir, en condición de desplegado, mientras que en la Figura 6 se muestra el absorbedor de energía después de su despliegue completo con el material 8 totalmente extendido desde el alojamiento.

El absorbedor de energía conforme a la tercera realización, es similar al absorbedor de la primera realización, disponiendo de placas 1 y 2 laterales sin la abertura 20 proporcionada en el absorbedor de la segunda realización.

Una placa 22 en forma de U, se encuentra situada entre las placas 1 y 2 laterales adyacentes a la posición de reposo de la bobina 15.

Cuando el material 8 se despliega desde el absorbedor, la tensión en el material 8 tenderá a tirar de la bobina 15 hacia, y sobre, el perno 7. Tal movimiento de la bobina 15 será impedido por la placa 22 lateral. Según se despliega el material 8 desde la bobina 15, el cuerpo de la bobina 15 será empujado hacia su contacto con el perno 7 y con la placa 22 lateral, para impedir que la bobina 15 se monte en el perno 7.

Se prefiere que el tope 27 de extremo sea susceptible de pasar entre el perno 7, el perno 5 y la placa 22 lateral, y sea sujetado entre los pernos 5 y 6 para proporcionar su acción de tope de extremo.

Una cuarta realización de la invención ha sido representada en las Figuras 7 y 8, las cuales muestran de nuevo vistas en alzado lateral del absorbedor, mostrando la Figura 7 el absorbedor cuando el material 8 está sin desplegar, y mostrando la Figura 8 el absorbedor cuando el material 8 está totalmente des-
plegado.

La disposición de tope de extremo de la cuarta realización, se muestra con detalle en la Figura 9.

En la cuarta realización, el alojamiento incluye una placa 22 lateral sustancialmente en forma de U, similar a la que se muestra en la tercera realización, y que tiene la misma función de impedir que la espiral 15 se monte en el perno 7, y cooperar con el perno 7 para controlar la posición de la espiral 15 según se despliega el material 8.

En la cuarta realización, existen aberturas 23 en las placas 1 y 2 laterales (solamente se muestran la abertura 23 y la placa 1 lateral en las Figuras, donde la abertura de la placa 2 lateral será una imagen espejo).

El tope de extremo 29 del material 8 posee, en la cuarta realización, dos placas de material 30 remachadas a las dos caras del material 8 para proporcionar una sección de tope extrema cercana al extremo del material 8. Las placas 30 se extienden más allá del material 8 en dirección lateral de modo que cada una de las placas 30 proporciona una proyección 31 que se extiende hacia una de las aberturas 23.

A diferencia con la disposición de la segunda realización, las proyecciones 31 en las aberturas 23 está previsto que solamente proporcionen un tope de extremo y no proporcionen ninguna función de guía o localización para controlar la posición de la espiral 15, que en esta realización, la posición de la espiral 15 está controlada por la placa 22 lateral. En consecuencia, las aberturas 23 están dimensionadas y configuradas de modo que no limitan el movimiento de la bobina 15 según se despliega el material 8 desde el alojamiento.

Cuando el material 8 se ha desplegado completamente desde el alojamiento, el tope 29 de extremo se moverá hasta que las proyecciones 31 contactan con los bordes de las aberturas 23 y el tope 29 de extremo interrumpirá a continuación el despliegue adicional del material 8 desde el alojamiento 1. El uso de placas 30 remachadas para proporcionar el tope 29 de extremo, significa que el tope 29 de extremo es significativamente más grueso que el volumen del material 8, y se prefiere esta disposición debido a que permite que se proporcione una disposición de tope trasero de soporte para seguridad por medio del tope de extremo 29 que se ha atrapado entre los pernos 5 y 6 de manera similar a la primera realización.

En la cuarta realización, se proporciona un perno 46 adicional adyacente al perno 6. El perno 46 conecta las placas 1 y 2 laterales adyacentes a los pernos 5 y 6, y ayuda a reforzar y estabilizar la estructura de alojamiento en esta región para asegurar que las cargas sobre los pernos 5 y 6 pueden ser transferidas a las placas 1 y 2 laterales. Además, el perno 46 está dispuesto de modo que el material 8 pasa entre los pernos 6 y 46. De ese modo, el perno 46 adicional puede ayudar a estabilizar y controlar el grado de curvado del material 8 de modo que la fuerza de extensión puede mantenerse constante. Además, el hecho de atrapar el tope 29 de extremo regruesado entre los pernos 6 y 46, proporciona una disposición de tope de extremo de soporte para una seguridad adicional. Obsérvese que la provisión del perno 46 no es esencial para la disposición de la cuarta realización. Se podría proporcionar un perno similar al perno 46 en cualquiera de las otras realizaciones, si se desea.

Una quinta realización de la invención se ha mostrado en las Figuras 10 y 11 en alzado lateral, con el material 8 listo para ser desplegado en la Figura 10, y con el material 8 completamente desplegado desde su alojamiento en la Figura 11.

La quinta realización es similar a la tercera realización, con la adición de un perno 33 extra opuesto al perno 7.

Cuando el material 8 se despliega por completo, los pernos 7 y 33 impedirán el movimiento adicional del material 8 atrapando el tope 27 de extremo regruesado entre los mismos. En este caso, los pernos 5 y 6 actuarán como disposición de tope de extremo de soporte para seguridad, atrapando el tope 27 de extremo regruesado entre los mismos en caso de que los pernos 7 ó 33 pudieran fallar.

Además de atrapar el tope 27 de extremo, el perno 33 coopera con el perno 7 para controlar el movimiento del material 8 según se mueve hacia los pernos 5 y 6, asegurando además una fuerza de tracción constante durante el despliegue del material 8. Esto evita el movimiento excesivo del material 8 que podría provocar que cambie la tensión de despliegue sobre el material 8. Tal prevención de movimiento excesivo del material 8 es particularmente importante cuando el material 8 está siendo sometido a una fuerte aceleración, por ejemplo durante un evento de detención de una caída.

Se prefiere esta disposición de tope de extremo debido a que el curvado del material 8 alrededor del perno 5, corriente abajo del tope de extremo, absorbe algo de la carga a lo largo del material 8, haciendo que sea más fácil para el tope de extremo soportar cargas sobre el material 8 después de que la material 8 se haya desplegado.

Un perno 33 adicional podría ser proporcionado de forma similar en los absorbedores de energía de acuerdo con otras realizaciones, si se desea.

En la Figura 12, se muestra con mayor detalle el tope 27 de extremo utilizado en la primera, la segunda, la tercera y la quinta realizaciones.

Una realización alternativa para el tope 34 de extremo que podría ser utilizado en lugar del tope de extremo 27, ha sido representada en la Figura 13. El tope de extremo 34 se forma mediante un regruesamiento proporcionado por remaches cerca del extremo del material 8.

Un primer ejemplo de absorbedor de energía se muestra en las vistas laterales de las Figuras 14 y 15, donde la Figura 14 muestra el absorbedor de energía listo para su despliegue, y la Figura 15 muestra el absorbedor de energía con el material 8 totalmente desplegado.

En el primer ejemplo, un pivote 35 se ha fijado entre las placas 1 y 2 laterales, y un tope 36 extremo se proporciona mediante un extremo del material 8 que está pasando alrededor del pivote 35 para ser doblado hacia atrás sobre sí mismo, y siendo a continuación la sección doblada remachada conjuntamente. Según se despliega el material 8, la espiral 15 gira alrededor del pivote 35. Puesto que el movimiento de la bobina 15 está limitado por el pivote 35, no hay necesidad del perno 7.

Opcionalmente, un inserto 37 conformado puede ser situado alrededor del pivote 35 para proporcionar un núcleo para la espiral 15, para impedir la deformación de la espiral 15 durante el despliegue del material 8. El inserto 37 opcional conformado se muestra mediante líneas discontinuas en la Figura 12 solamente.

Se espera que la disposición del primer ejemplo sea más probable que sufra cambios de tensión durante el despliegue debido al cambio de radio de la espiral según se despliega el material 8, que en las otras realizaciones. Esto se debe a que puede cambiar el ángulo de entrada del material 8 respecto al perno 5. Esto puede ser comprendido comparando las realizaciones de las Figuras 14 y 15.

Una sexta realización ha sido representada en la vista en plano lateral de las Figuras 16 y 17, con el absorbedor de energía listo para el despliegue en la Figura 16 y con el material 8 totalmente desplegado en la Figura 17.

La sexta realización tiene la espiral 15 formada alrededor de un pivote 38 central con un tope 36 de extremo similar al de la quinta realización, pero en vez de tener un pivote 35 fijo, el pivote 38 está dispuesto de modo que se le permite que se mueva en ranuras 39 formadas en las placas 1 y 2 laterales.

Las ranuras 39 limitan el movimiento del pivote 38 más estrechamente que en las realizaciones anteriores que emplean aberturas en las placas laterales. El pivote 38 impide que la bobina 15 se monte en el perno 7 mientras que la ranura 39 permite un movimiento suficiente de la bobina 15 perpendicular a la dirección en la se extrae el material 8 desde la espiral 15, para que la espiral flote para minimizar los cambios de geometría y el grado de curvado aplicado al material 8 según cambia el radio de la espiral 15, y para mantener la tensión de despliegue tan estable como sea posible.

Se podría utilizar un separador conformado 37 en la sexta realización de manera similar al primer ejemplo.

En todas las realizaciones que se han descrito en lo que antecede, la bobina y los pernos están dispuestos de forma esencialmente lineal en el interior del alojamiento. Otras disposiciones son, por supuesto posibles. Una séptima realización ha sido mostrada en la Figura 18, la cual muestra una vista en planta de un absorbedor de energía listo para su despliegue. La séptima realización opera de forma similar al primer ejemplo, siendo el cambio principal el desplazamiento de la espiral 15, del pivote 38 y de las ranuras 39, lateralmente en relación con el resto de la estructura del absorbedor. Esto incrementa la anchura del absorbedor de energía mientras que reduce su longitud en estado no desplegado e incrementa el grado de curvado aplicado al material 8 según pasa alrededor del perno 5.

En la séptima realización, se utiliza un perno 24 opcional adicional como se muestra en la cuarta realización.

La estructura 36 extrema doblada sobre sí misma y remachada que se muestra en la quinta, sexta y séptima realizaciones, para sujetar el material 8 al pivote, es una disposición simple y conveniente, pero los expertos en la materia comprenderán que existe un número muy grande de otras formas de sujetar un miembro alargado a un pivote.

En todas las realizaciones descritas, el miembro 8 se ha mostrado en forma de una capa única de material de tira alargada que posee una sección transversal constante. Ésta es una realización preferida, pero se comprenderá que se podrían utilizar otras formas de material 8, tal como formas de varilla o de barra, para formar la espiral 15. Además, aunque se prefiere el uso de una tira de material 8 que posee una sección transversal constante por simplicidad y para permitir una máxima absorción de energía, el uso de una sección transversal variable puede ser deseable bajo algunas circunstancias, tal como para proporcionar una porción de avance que tenga una tensión de despliegue inferior.

Sería, por supuesto, posible sustituir la tira simple de material 8 por múltiples capas de material de tira. En particular, el material 8 podría estar formado por una tira continua doblada sobre sí misma, de modo que el material 8, según se despliega y se conforma en la espiral 15, se forma como doble capa, siendo la tira plegada alrededor de un pivote para proporcionar un tope de extremo.

Los pernos 5 y 6 de las realizaciones representadas en las Figuras, podrían tener, cada uno de ellos, las mismas o diferentes formas. Por ejemplo, podrían ser redondos en sección transversal, o de alguna otra forma, o podrían estar incorporados integralmente en otra estructura que tenga la funcionalidad de las placas 1 y 2, y ser uno o más pernos. Podrían ser más de dos pernos limitadores para proporcionar una no linealidad forzada adicional si se requiere, con el fin de incrementar la fuerza que resiste el movimiento del material.

Los pernos 5 y 6, y también el perno 7 y cualesquiera pernos adicionales proporcionados, pueden consistir en rodillos dispuestos para que giren alrededor de su eje, que sean sustancialmente fijos en relación con las placas 1 y 2 con el fin de reducir la fricción cuando el material 8 se despliega. La fricción cuando el material 8 se despliega puede reducirse también con la provisión de recubrimientos adecuados sobre el material 8 y/o sobre los pernos. Alternativamente, el material 8 y/o los pernos pueden ser recubiertos con material aislante, o chapeados con un material sacrificial para ayudar a la lubricación y/o proporcionar aislamiento térmico.

La reducción de la fricción entre el material 8 y los pernos, y donde sea apropiado con algunos pivotes, resulta ventajosa por un número de motivos.

En primer lugar, cuando el absorbedor de energía está operando y el material 8 se está desplegando, la energía absorbida se transforma en calor. Cuando se absorbe la energía por deformación plástica del material 8, esta energía calorífica se dispersa a través del volumen del material 8. Sin embargo, cuando la energía es absorbida por fricción, la energía calorífica se concentra en los puntos de contacto entre el material 8 y los pernos. Como resultado, será en general el caso de que cuanto mayor sea la fricción entre el material 8 y los pernos, una proporción más alta de la energía absorbida será absorbida mediante calentamiento por fricción y más altas serán las temperaturas alcanzadas en los puntos de contacto entre el material 8 y los pernos. Si el calentamiento en los puntos de contacto es suficientemente grande, puede ocurrir la soldadura por contacto entre el material 8 y los pernos, dando como resultado puntos de retención indeseados en la tensión de despliegue, y posiblemente el fallo del absorbedor de energía.

Otra ventaja de la minimización de la fricción entre el material 8 y los pernos consiste en que, en general, la tensión de despliegue producida por deformación del material 8 será predecible de manera más precisa que la tensión producida por la tensión. Éste es particularmente el caso en el que se utiliza el absorbedor de energía en un equipo de detención de caída en el que un requisito habitual para el absorbedor de energía consiste en mantenerse en su lugar durante muchos años con anterioridad a su actuación. Cambios en la interacción friccional de material 8 y de los pernos debidos a los efectos medioambientales con el paso del tiempo, son menos predecibles y por lo general mayores que los cambios en la carga producidos por deformación del material 8. Como resultado, para una fiabilidad a largo plazo, resulta ventajoso generar tanta tensión de despliegue como sea posible mediante la deformación del material 8 y minimizar la fricción.

La trayectoria de movimiento de la longitud de material obligada por apoyos tales como los pernos 5 y 6, podría ser cualquier trayectoria no lineal. La longitud de material 8 podría ser de cualquier sección transversal, y también dicha sección transversal podría variar a lo largo de la longitud del material particularmente en circunstancias en las que resulta deseable variar la tensión requerida para desplegar tal material desde su condición de almacenado.

Una disposición alternativa respecto a las realizaciones descritas en lo que antecede, podría ser una disposición de extremos iguales. Ésta podría comprender un alojamiento que tenga un extremo del material 8 proyectándose desde cada extremo para su sujeción a un soporte o cable rígido. La espiral 15 puede estar formada por el material 8 arrollado en espiral hacia el interior, siendo a continuación plegado por encima y de nuevo arrollado en espiral hacia fuera. Cada extremo del material 8 podría ser desplegado entonces hacia fuera de esta doble espiral a través de una disposición de perno separado, según se utiliza en una de las realizaciones descritas anteriormente.

En todas las realizaciones descritas los pernos son fijos y la tensión de despliegue se establece mediante las dimensiones y las propiedades físicas del material 8 y el grado de curvado aplicado al material 8 alrededor de los pernos 5 y 6, y posiblemente 7, y se comprenderá que se pueden proporcionar absorbedores de energía que tengan diferentes tensiones de despliegue cambiando las dimensiones del material 8 y la cantidad de curvado aplicada por los pernos.

Un absorbedor de energía que tenga una tensión de despliegue variable, podría ser producido mediante la provisión de un mecanismo adecuado, por ejemplo un mecanismo de tornillo, para permitir que pueda ajustarse la posición de uno o más de los pernos.

Una octava realización que proporciona tal sistema ajustable, se muestra en la Figura 19.

El absorbedor de energía ajustable de la octava realización está basado en el absorbedor de energía de la primera realización que se ha mostrado en las Figuras 1 y 2.

En la octava realización el perno 5 se ha montado en una corredera 40 que puede ser movida mediante un mecanismo, no representado, en la dirección de las flechas 41 y 42 paralelamente a la dirección de despliegue del material 8 hacia fuera de la bobina 15, hacia el perno 5.

Según se mueve la corredera 40, la posición del perno 5 en relación con el perno 6 será modificada, de modo que el grado de curvado alrededor de los pernos 5 y 6 en los puntos 16 y 17, también será modificado, cambiando la tensión de despliegue y la cantidad de energía absorbida por el absorbedor de energía.

El perno 33 adicional, según se muestra en las Figuras 10 y 11, se utiliza para mantener el material 8 moviéndose pasado el perno 7 separador con independencia del movimiento del perno 5. De ese modo, el perno 33 ayuda a mantener constante el ángulo de entrada del material 8 respecto al perno 5 con independencia de la posición del perno 5, permitiendo que la tensión de despliegue se pueda predecir de forma precisa y mantenerse constante durante el despliegue.

Se apreciará que se pueden usar otras direcciones de movimiento del perno 5 en vez de las direcciones de las flechas 41 y 42 para cambiar la tensión de despliegue. Sin embargo, se prefiere el movimiento paralelo a la dirección de despliegue del material 8 fuera de la bobina 15 hacia el perno 5, debido a que minimiza la cantidad de cambio geométrico en el absorbedor de energía según se mueve el perno 5, y de ese modo simplifica la tarea de asegurar que el movimiento del perno 5 produce un cambio predecible y consistente en la tensión de despliegue, y que la tensión de despliegue resultante es constante durante el
despliegue.

En la disposición que se muestra en la Figura 19, en la que se emplean los pernos 5, 6 y 7, se prefiere disponer de un perno 5 central móvil para minimizar los cambios en la geometría con la que el material 8 entra y sale de la disposición de perno cuando se mueve el perno móvil, con el fin de simplificar las cuestiones. Si la disposición de tope de extremo se proporciona mediante un tope de extremo regruesado que sea atrapado entre los pernos 7 y 33, como se muestra en la Figura 19, será normalmente posible asegurar que el perno 5 móvil y el perno 6 estarán capacitados para actuar como disposición de tope de extremo de soporte a menos que se limite la gama de movimiento del perno móvil.

Una novena realización de la invención ha sido representada en la Figura 20, en la que los pernos 5 y 6 están separados en la dirección de despliegue del material 8, pero están dispuestos de una manera diferente a la de las realizaciones anteriores.

En este caso, no se requiere ningún perno 7, estando el movimiento de la bobina 15 controlado por una placa 22 lateral y por el contacto entre la bobina 15 y el material 8 que pasa alrededor del perno 6, siendo la bobina 15 y el material 8 móviles en la misma dirección minimizando la fricción.

Una décima realización de la invención se ha mostrado en la Figura 21, en la que el perno 6, el perno 7 y la placa 22 lateral se han sustituido por un único elemento 51 de guía.

En la décima realización el absorbedor de energía comprende un alojamiento formado por las placas 1 y 2 (solamente se ha mostrado la placa 1 en la Figura 21). Se han previsto medios 50 de fijación en un extremo de las placas para sujetarlas a un anclaje rígido o terminación de cable o de cuerda. Una longitud de material 8 de material de tira, ha sido conformada en una bobina 15 y se ha dotado de medios 9 de sujeción en un extremo para su sujeción a un anclaje rígido o terminación de cable o de cuerda, y de un tope 27 de extremo en el otro extremo. El material 8 se encuentra situado en el interior del alojamiento, como anteriormente.

En la décima realización la longitud de material 8 pasa entre el perno 5 y el elemento 51 de guía. El elemento 51 de guía posee una superficie 51a de guiado curva opuesta al perno 5, que controla el grado de curvado del material 8 según se despliega el material 8, y asegura que el material 8 se curve primero en una dirección alrededor del perno 5, y después en dirección inversa con el fin de optimizar la cantidad de energía absorbida.

El elemento 51 de guía posee también una superficie 51b limitadora curva situada de modo que cuando el material 8 se despliega, la superficie de la bobina 15 es empujada hacia su contacto con la superficie 51b limitadora. La superficie 51b de retención curva controla la posición de la bobina 15 e impide que se mueva hacia el perno 5 o hacia los lados de una manera similar a la placa 22 lateral de la tercera realización.

De ese modo, el elemento 51 de guía actúa para separar el material 8 hacia fuera de la bobina según se despliega, y controla el ángulo de entrada del material 8 respecto al perno 5 y a la superficie 51a de guía, asegurando de ese modo que la fuerza de despliegue se mantiene constante. Además, el elemento 51 de guía controla el grado de deformación del material 8 con la superficie 51a de guía. Finalmente, el elemento 51 de guía impide el movimiento hacia los lados de la bobina según se despliega el material 8. En consecuencia, el elemento 51 de guía sustituye al perno 6, a la placa 22 de guía y al perno 7 de las realizaciones anteriores.

El miembro 51 de guía está retenido entre las placas 1 y 2 laterales al estar montado sobre dos pernos 52 y 53 fijos sujetos a las placas 1 y 2 laterales.

El tope 27 extremo consiste en una tuerca y un perno que pasa a través de un orificio realizado en el extremo de la tira de material 8, dimensionado de modo que la tuerca y el perno no pueden pasar entre el perno 5 y la superficie 51a de guía del elemento 51 de guía.

Al igual que en las realizaciones anteriores, el tope 27 de extremo es suficientemente fuerte para que después de que el despliegue del material 8 desde el alojamiento haya sido detenido por el tope 27 de extremo, el absorbedor de energía será todavía capaz de soportar el doble de la fuerza de tracción de pico encontrada durante el despliegue.

Un segundo ejemplo de absorbedor de energía se muestra en las Figuras 22 a 24.

En este caso, la estructura de absorbedor de energía no emplea placas laterales. Una longitud de material 8 que, en este caso, es un material de varilla, se arrolla según una bobina helicoidal. El extremo libre de la longitud de material 8 se ha dotado de medios de sujeción para su sujeción a un anclaje rígido o a una terminación de cable o de cuerda, y posee un tope 27 de extremo en el otro extremo para impedir que el material 8 se separe del resto del absorbedor de energía. En las Figuras no se han representado estos medios de fijación.

El material 8 pasa entre un par de placas 54 y 55 laterales paralelas separadas que definen un canal entre las mismas a través del cual puede pasar el material 8, y las placas 54 y 55 poseen también un perno 56 montado entre ellas.

Un medio de fijación para sujetar las placas 54 y 55 laterales a un anclaje rígido o a una terminación de cable o de cuerda, se proporciona mediante una placa 57 adicional que enlaza las placas 54 y 55 laterales con un anillo 58 de carga que puede estar sujetado a un anclaje rígido o a un cable o a una cuerda.

Cuando se necesita que el absorbedor de energía absorba energía, se aplica un incremento en la fuerza de tracción que resulta suficientemente grande para tirar del material 8 alrededor del perno 56 de tal modo que el absorbedor se extiende y se deforma plásticamente para absorber energía. Un perno 59 de guía se proyecta desde la placa 54 lateral hacia el interior de la bobina helicoidal. El perno 59 de guía está en contacto con la superficie interna de la bobina por el lado opuesto del perno 56 respecto a la dirección de entrada del material cuando se produce la tracción del material 8 sobre el perno 56, de modo que el perno 59 de guía reacciona y resiste la tendencia del eje de la bobina helicoidal a moverse en relación al perno 56, y por lo tanto asegura un grado constante de deformación del material 8 desplegado de modo que la fuerza de despliegue se mantiene constante.

El tope 27 de extremo está formado por una tuerca apretada sobre una sección extrema roscada del material 8. Sin embargo, la tuerca podría ser sustituida por una sección extrema regruesada del material 8. La tuerca 8 es demasiado grande para acoplarse entre las placas 54 y 55 laterales de modo que cuando la tuerca 27 contacta con las placas 54 y 55 laterales, se detiene el despliegue del material 8.

En el ejemplo ilustrado, la placa 57 se proyecta entre las placas 54 y 55 laterales para definir un canal estrecho entre el extremo de la placa 57 y el perno 56, de modo que el tope 27 de extremo no puede pasar entre el perno 56 y el extremo de la placa 57. Esto proporciona un tope de extremo de soporte secundario para el absorbedor de energía.

La disposición de tope de extremo ha sido mostrada en una condición en la que el tope de extremo ha detenido el despliegue del material 8 al entrar en contacto con las placas 54 y 55 laterales, con mayor detalle en la Figura 24.

De manera similar a las realizaciones anteriores, el tope 27 de extremo está dispuesto de modo que cuando los topes de extremo han detenido el despliegue del material 8, el absorbedor de energía está capacitado para soportar el doble de la carga de despliegue máxima.

Una realización undécima de la invención se muestra en las Figuras 25 y 26.

La realización undécima de la invención es similar al segundo ejemplo en el hecho de que el material 8 es una varilla de material conformada en una bobina helicoidal. Sin embargo, en la realización undécima, la bobina helicoidal está dispuesta con el eje de bobina sustancialmente paralelo a la dirección de la fuerza aplicada que provoca que el material 8 se despliegue, mientras que en el segundo ejemplo el eje de la bobina era perpendicular a la dirección de la fuerza aplicada.

En la realización undécima el absorbedor de energía comprende una placa 60 sustancialmente en forma de U en la que se han montado un par de pernos o rodillos 61 y 62. Los pernos 61 y 62 están montados en caras perpendiculares de la placa 60 en forma de U de modo que los ejes de los pernos 61 y 62 son perpendiculares.

La placa 60 está enlazada a medios de fijación proporcionados por un anillo 58 de carga para su conexión a un anclaje rígido o a una terminación de cable o de cuerda de manera similar a la realización duodécima, mientras que el extremo libre del material 8 desplegable se ha dotado de un medio de sujeción, no representado, para su sujeción a un anclaje rígido o a una terminación de cable o de cuerda y posee un tope de extremo, no representado, en el otro extremo para impedir que el material 8 desplegable se separe del resto del absorbedor de energía.

Cuando se necesita que el absorbedor de energía absorba energía, se aplica un incremento de la fuerza de tracción entre el anillo 58 de carga y el extremo libre del material 8 desplegable hasta que la fuerza aplicada resulta suficientemente alta como para tirar del material 8 alrededor de los pernos 61 y 62 de modo que el absorbedor se extienda para absorber energía. El material 8 desplegable se curva primero alrededor del perno 61, el cual tiene un eje sustancialmente paralelo al eje de la bobina helicoidal, y se curva posteriormente en una segunda dirección perpendicular a la primera, alrededor del perno 62 que tiene un eje perpendicular al eje del perno 61 y a la bobina helicoidal. El material 8 pasa a continuación a través de una abertura 63 de la placa 60 en forma de U.

Un elemento 64 de guía se proyecta desde la placa 60 en forma de U y atañe a la superficie interna de la bobina helicoidal. De forma similar al perno 59 de la duodécima realización, el elemento 63 de guía impide el movimiento de la bobina helicoidal en relación con el perno 61.

De forma similar al segundo ejemplo, el tope de extremo puede ser formado mediante una tuerca atornillada sobre un extremo roscado del material 8 desplegable o en una porción extrema regruesada. El tamaño del tope de extremo es tal que el tope de extremo no puede pasar a través del canal definido entre los pernos 61 y 62 y las superficies adyacentes de la placa 60 en forma de U. Además, el tope de extremo está dimensionado con preferencia de modo que no puede acomodarse a través de la abertura 63, de modo que la abertura 63 puede formar un tope de extremo de soporte.

El tope de extremo debe ser suficientemente fuerte como para retener el material 8 sujeto al absorbedor de energía bajo una carga de al menos el doble de la fuerza de tensión de despliegue tras el despliegue completo del material 8.

Una duodécima realización de la invención ha sido representada en las Figuras 27 y 28.

La duodécima realización es similar a la undécima realización en el hecho de que el material 8 desplegable es un material de varilla dispuesto en una bobina helicoidal. El absorbedor de energía posee una estructura que comprende un cuerpo formado por un par de placas 70 y 71 separadas, con un par de pernos 73 y 74 paralelos situados entre las mismas. De manera similar a la realización undécima, las placas 70 y 71 están conectadas a un anillo 58 de carga para su sujeción a una terminación de cable o de cuerda de anclaje rígido. La longitud del material 8 se ha dotado de medios de sujeción, no representados, en un extremo para su sujeción a una anclaje rápido o terminación de cable o de cuerda, y de un tope de extremo en el otro extremo del material que está separado del cuerpo principal.

Cuando se necesita que el absorbedor de energía absorba energía, se aplica un incremento de la fuerza de tracción entre el anillo 58 de carga y el material 8 hasta que la fuerza aplicada se hace suficientemente grande como para tirar del material 8 alrededor de los pernos 73 y 74 de tal modo que el absorbedor se extiende para absorber energía. El material 8 pasa primero alrededor del perno 73, el cual curva el material en una primera dirección, y a continuación alrededor del perno 74, el cual curva el material 8 en dirección opuesta, optimizando con ello la cantidad de energía absorbida.

Los pernos 73 y 74 tienen ejes paralelos al eje de la bobina helicoidal de material 8 desplegable.

Con el fin de impedir el movimiento de la bobina helicoidal en relación a los pernos 73 y 74, una extensión de la placa 71 se ha dotado de una abertura 71a a través de la cual pasa el material desplegable antes de alcanzar los pernos 73 y 74.

Se proporciona un tope de extremo mediante una tuerca atornilla sobre una sección extrema roscada del material 8 desplegable o mediante una porción extrema de diámetro incrementado del material 8 desplegable, siendo la porción de tope de extremo demasiado grande para pasar a través de la abertura 71a.

Al igual que anteriormente, la disposición de tope de extremo debe ser suficientemente robusta de modo que después de que el despliegue del material 8 ha sido detenido por parte del tope de extremo, el absorbedor de energía está capacitado para soportar una carga doble de la carga de despliegue.

Si se desea mantener la tensión de despliegue del absorbedor de energía en un valor constante, pero cambiar la cantidad total de energía absorbida o limitar los enlaces máximas del absorbedor de energía tras el despliegue a un valor particular, la longitud del material 8 puede ser cambiada de manera correspondiente.

En la mayor parte de las realizaciones descritas, se utilizan dos pernos 5 y 6 para llevar a cabo el curvado del material 8 en un primer sentido y después de nuevo en sentido opuesto y para absorber energía, utilizándose un perno 7 adicional para separar el material 8 procedente de la bobina. En las realizaciones descritas, el perno 7 y otros pernos opcionales adicionales empleados, no está previsto que lleven a cabo una cantidad significativa de curvado del material 8. Sería posible, por supuesto, emplear más pernos para curvar el material 8 en mayor medida, si se desea. Sin embargo, se prefiere curvar solamente el material 8 una vez en cada sentido con el fin de evitar un curvado y un re-curvado repetidos del material 8 que pudiera debilitar la estructura del material 8 e impedir que el material 8 pueda soportar de forma fiable dos veces la tensión de despliegue.

Se ha encontrado que resulta particularmente útil formar el material 8 a partir de acero inoxidable, en particular acero inoxidable 316.

Cuando el absorbedor de energía va a ser empleado en un sistema de detención de caída y el material 8 es una tira, se ha encontrado que la tira de acero inoxidable debe tener un espesor de al menos 2 mm y una anchura de al menos 30 mm. Si se utiliza una tira que tenga dimensiones más pequeñas, se ha encontrado que es difícil sujetar de forma segura el extremo del material 8 a un anclaje rígido o a un cable para proporcionar un tope de extremo fiable.

Se prefiere que el diámetro de la superficie interna de la bobina 15 en espiral sea al menos de 40 mm. Si la bobina en espiral se desenrolla hasta un radio interno más pequeño, los cambios en la geometría según se despliega el material pueden provocar cambios en la tensión de despliegue.

Se puede utilizar una amplia gama de materiales para proporcionar los pernos. Sin embargo, se prefiere emplear rodillos de acero inoxidable como pernos, teniendo los rodillos o el material desplegable un recubrimiento superficial reductor de fricción de disulfuro de molibdeno o de un material similar, o una capa reductora de fricción tal como un chapeado de plata o una capa chapeada con un metal similar.

En muchas de las realizaciones descritas se utiliza un primer perno 5 para curvar el material 8 que se está desplegando, y el material 8 se curva después en dirección opuesta por medio de un segundo perno 6 para enderezarlo. Este re-curvado mediante el segundo perno 6 incrementa la cantidad de energía absorbida por el material 8, y así incrementa la cantidad de energía que puede ser absorbida por el absorbedor de energía. El segundo perno 6 ayuda también a estabilizar el movimiento del material 8, y así ayuda a mantener constante la tensión de despliegue durante el despliegue. Finalmente, el perno 6 ayuda a mantener el material 8 en su lugar con anterioridad a que ocurra el despliegue.

Aunque el movimiento lateral del extremo libre del material 8 con anterioridad al despliegue no tiene ninguna consecuencia real para el funcionamiento del absorbedor de energía, se ha encontrado que en la práctica, en particular cuando se utiliza el absorbedor de energía en un sistema de detención de caída, los usuarios pueden encontrar un movimiento lateral fácil o excesivamente alarmante del extremo libre del material 8.

En consecuencia, el uso del segundo perno 6 permite que el absorbedor de energía absorba más energía y hace que el absorbedor de energía sea más aceptable para los usuarios.

Se comprenderá que con el fin de permitir que el absorbedor de energía absorba grandes cantidades de energía, es necesario que el curvado del material 8 sea suficiente para provocar una deformación plástica del material 8.

Cuando se va a usar un absorbedor de energía en un sistema de detención de caída, resulta deseable, y en muchos países es un requisito legal, que cuando ocurre un evento de detención de caída de modo que actúa el absorbedor de energía y el material 8 se despliega, se proporcione una indicación visual clara de que tal despliegue se ha producido.

Un procedimiento de provisión de tal indicación visual de operación en cualquiera de las realizaciones u opciones descritas, se muestra en las Figuras 29 y 30, en las que la Figura 30 muestra el absorbedor de energía en su condición normal y la Figura 29 muestra el absorbedor de energía cuando el material 8 ha sido desplegado.

El absorbedor de energía se mantiene en el interior de un alojamiento 43 hermético a las condiciones ambientales, que posee una sección 44 coloreada de contraste.

Una gualdera 45 se encuentra sujeta al material 8 y está posicionada de modo que normalmente la gualdera 45 cubre la sección 44 coloreada de contraste del alojamiento.

Cuando el absorbedor de energía ha actuado y el material 8 se ha desplegado desde el alojamiento 45, la gualdera 45 se mueve hacia fuera de la sección 44 coloreada de contraste, de modo que puede verse.

De ese modo, la exposición de la sección 44 coloreada de contraste proporciona una indicación visual inequívoca de que el absorbedor de energía ha sido actuado. En un sistema de detención de caída esto indica que ha ocurrido un evento de detención de caída.

Típicamente, las partes normalmente visibles del alojamiento 43 y de la gualdera 45 deberán ser negras, mientras que la sección 44 coloreada de contraste deberá ser amarilla, roja o de un color metálico.

Una disposición inversa, en la que la porción coloreada de contraste es portada por el material 8 según se despliega, de modo que la porción coloreada de contraste se separada de una cubierta o gualdera fija para quedar al descubierto, puede ser también posible.

Finalmente, el material 8 en sí mismo podría ser coloreado para proporcionar la indicación visual cuando se haya desplegado. Sin embargo, se prefiere el uso de una porción coloreada separada para proporcionar la indicación visual.

Cuando se emplea un alojamiento externo en el absorbedor de energía, como se muestra en las Figuras 3, 29 y 30, el alojamiento puede ser utilizado para reemplazar la placa 22 en forma de U en la limitación del movimiento de la bobina 15 en espiral, siempre que el alojamiento sea suficientemente fuerte y esté dotado de un perfil interno adecuado.

Según se ha explicado anteriormente, si el ángulo a través del cual se despliega el material 8 cambia, también cambiará la fuerza de despliegue requerida. En sistemas de detención de caída la máxima carga de despliegue se establece en un nivel que no provoque daños significativos a un usuario que cae, y que no sobrecargue otras partes del sistema de detención de caída tal como los anclajes extremos, los anclajes intermedios y los cables y sus estructuras de soporte. Además, disponiendo la carga de despliegue de modo que sea constante y tan cercana como sea posible a la máxima carga permitida, la velocidad a la que se absorbe energía por parte del absorbedor de energía puede ser optimizada de modo que la duración y la distancia de un evento de caída puedan ser reducidas tanto como sea posible. En consecuencia, se comprenderá que la carga de despliegue debe estar tan cerca de ser constante como sea posible, y se deben evitar las variaciones impredecibles de la carga de despliegue.

En consecuencia, es necesario asegurar que el ángulo de entrada con el que se aproxima el material desplegable al primer perno, o a otro elemento de curvado, se mantenga tan constante como sea posible y en las realizaciones que se han descrito se encuentran definidas diversas disposiciones de restricción y guiado.

Cuando se utiliza una espiral, se apreciará que si el eje de rotación de la bobina en espiral es fijo, el ángulo de entrada respecto a los elementos de curvado o deformación del absorbedor de energía se alterará inevitablemente según se despliega el material debido a que cambiará el radio de la bobina. En consecuencia, cuando se utiliza una espiral, se prefiere que la bobina sea libre de flotar mientras que el ángulo de entrada del material en las partes de curvado de material del absorbedor de energía se limita de modo que el cuerpo de la bobina pueda moverse lateralmente para permitir que el ángulo de entrada se mantenga constante según se reduce el radio de la bobina en espiral.

En las realizaciones anteriores se ha especificado que el tope de extremo está dispuesto de tal modo que el absorbedor de energía está capacitado para soportar una carga de al menos el doble de la carga de despliegue cuando el despliegue del material desplegable ha sido detenido por el tope de extremo. Se apreciará que en las realizaciones descritas, el punto de detención del tope de extremo se encuentra dispuesto corriente arriba de los pernos o elementos utilizados para curvar el material desplegable. Como resultado, se apreciará que debido al efecto cabrestante, la carga realmente aplicada al tope de extremo será inferior a la carga que actúa sobre el absorbedor de energía en su conjunto. Como resultado, aunque el absorbedor de energía deba ser capaz de soportar al menos el doble de la carga de despliegue, ello no significa automáticamente que el tope de extremo en sí mismo sea capaz de soportar el doble de la carga de despliegue si fuera aplicada directamente.

En la descripción, se ha descrito el uso de pernos para controlar el movimiento de, y para curvar, el material desplegable. Se apreciará que tanto si se utilizan pernos o rodillos fijos o giratorios, la función de los pernos podría ser sustituida por elementos fijos configurados adecuadamente, en particular elementos fijos formados con material plástico.

Aunque la invención ha sido particularmente descrita en lo que antecede con referencia a realizaciones específicas, los expertos en la materia comprenderán que éstas son meramente ilustrativas y que son posibles variaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones que siguen.

Claims (20)

1. Un absorbedor de energía, que comprende medios (1, 2) de alojamiento, una reserva de material (8) plásticamente deformable arrollado en una bobina (15) y que posee un tope (27) de extremo en un extremo y que está montada en el citado medio de alojamiento, medios (3, 4) para sujetar el absorbedor de energía a una primera estructura, medios (9) para sujetar el material plásticamente deformable a una segunda estructura, medios (5, 6) de respuesta a una carga de tracción predeterminada entre la primera y la segunda estructuras, efectivos para desplegar el citado material plásticamente deformable de una manera controlada desde la bobina, y un elemento (7) de control, que se caracteriza porque los medios de respuesta a una carga de tracción predeterminada comprenden un primer y un segundo elementos (5, 6) de constricción, separados en la dirección de movimiento del material plásticamente deformable según se despliega desde la bobina (15), con lo que dicho material es deformado plásticamente de modo permanente secuencialmente en dos direcciones opuestas por el primer y el segundo elementos de constricción durante dicho despliegue, absorbiendo con ello energía, y el elemento de control contacta con la bobina durante el despliegue para controlar el movimiento de la bobina en relación con el primer elemento de constricción para controlar el ángulo con el que se suministra el material (8) al primer elemento (5) de constricción, estando el absorbedor de energía capacitado para soportar una carga que sea al menos el doble de la carga de tracción predeterminada cuando se impide un despliegue adicional de dicho material por parte del tope de extremo.

2. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 1, en el que el absorbedor de energía forma parte de un sistema de detención de caída.

3. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que el material plásticamente deformable es una longitud de un material deformable tal como un metal, siendo la longitud relativa con respecto a la máxima extensión requerida para absorber energía.

4. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que un extremo de la longitud de material posee una provisión (26) para sujetar el material a un elemento de seguridad alargado o a un anclaje.

5. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que los medios de alojamiento poseen una provisión para su sujeción a un elemento de seguridad alargado o a un anclaje.

6. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que la longitud de material tiene una configuración en sección transversal elegida en el grupo constituido por rectilínea, redonda, tubular o una combinación de las anteriores.

7. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 6, en el que la longitud de material es una tira que tiene una sección transversal rectilínea.

8. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que la configuración del material plásticamente deformable varía a lo largo de su longitud.

9. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que la trayectoria no lineal del material cuando se tracciona y según es obligado por el primer y el segundo elementos de constricción, está definida por inclinaciones en dos dimensiones.

10. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que el primer y el segundo elementos limitadores se seleccionan del grupo constituido por ejes o rodillos circulares, o cualquier otra configuración que obligue la trayectoria del material.

11. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 10, en el que el primer y el segundo elementos de constricción son rodillos, girando cada rodillo alrededor de su propio eje.

12. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 10 o en la reivindicación 11, en el que la trayectoria de movimiento del material obliga a que se curve el material en un primer sentido alrededor de un primer eje o rodillo circular, y después a que el material se curve en un segundo sentido opuesto al primero alrededor de un segundo eje o rodillo.

13. Un absorbedor de energía según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que la trayectoria no lineal del material puede ser cambiada para alterar la carga de tracción predeterminada.

14. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 13, cuando depende de una de las reivindicaciones 10 y 11, en el que la posición de uno de los elementos (5) de constricción puede ser cambiada para alterar la carga de tracción predeterminada.

15. Un absorbedor de energía de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la bobina de material plásticamente deformable gira según se despliega el material, y es libre para moverse en un plano perpendicular a su eje de rotación.

16. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que el material es acero inoxidable.

17. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 16, en el que el material es acero inoxidable 316.

18. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que el material posee una capa o un recubrimiento superficial reductor de la fricción.

19. Un absorbedor de energía según se reivindica en la reivindicación 10 o en la reivindicación 11, en el que los ejes de los rodillos tienen una capa o un recubrimiento superficial reductor de la fricción.

20. Un absorbedor de energía según se reivindica en cualquier reivindicación anterior, en el que el elemento (51B) de control y el segundo elemento (51A) de constricción son partes de un único elemento (51) de guía.