BR112016029810B1 - Aparelho para absorver energia em caso de colisão por um veículo - Google Patents

Abstract

aparelho para absorver energia em caso de colisão por um veículo. um aparelho para absorver energia, em caso de colisão de um veículo, inclui uma estrutura anti-retorno, uma faixa que se prolonga até a estrutura anti-retorno, uma pluralidade de tubos dobráveis sustentados por suportes espaçados independentemente móveis sobre a faixa, e estrutura estabilizadora estabilizando os suportes em três planos durante o movimento dos suportes sobre a faixa e dobra dos tubos.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Esta invenção se refere a aparelho para absorver energia em caso de colisão por um veículo. Mais especificamente, o aparelho é utilizado como uma barreira, que dissipa a energia de veículos em movimento, no momento do impacto com uma extremidade do aparelho.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] É bem conhecido fornecer sistemas absorvedores de impacto, muitas vezes chamados de "amortecedores de colisão"ou "atenuadores de colisão", adjacentes a estruturas rígidas, tais como colunas, pilares de pontes, postes de iluminação e semelhantes, com a finalidade de absorver a energia do impacto de veículos e minimizar os efeitos do impacto sobre o veículo, os ocupantes do veículo e a estrutura a ser protegida.

[0003] Existem muitas formas e tipos de barreiras absorvedoras de energia.

[0004] A Patente norte-americana US N° 5.851.005, concedida em 22 de dezembro de 1998, revela um conjunto de barreira absorvedora de energia incluindo múltiplos pares de montantes de suporte fixados ao solo, interligados uns aos outros por painéis laterais sobrepostos. Os painéis laterais e os montantes são ligados entre si por lâminas de interengate, de modo que um impacto na ponta do conjunto de barreira possa provocar um movimento relativo entre os montantes, entre os painéis laterais, e entre os montantes e os painéis laterais. Localizado entre os montantes e a eles fixados existe uma pluralidade de placas metálicas absorventes de energia, configuradas de tal maneira que elas dobrem de uma forma controlada, no momento do impacto do veículo, para absorver forças de impacto.

[0005] A Patente norte-americana US N° 6.811.144, concedida em 02 de novembro de 2004, divulga um aparelho para absorver energia em caso de colisão de um veículo, que inclui suportes verticais espaçados, relativamente móveis, sustentando módulos que se prolongam entre os suportes. Os módulos são recipientes dobráveis que definem um interior pressurizável. Os módulos incluem dois segmentos modulares, a parede lateral do módulo formando um tronco de cone em cada um dos segmentos modulares.

[0006] Cabos se estendem entre as estruturas de fixação frontal e traseira do aparelho e passam através de passagens de cabo nos suportes dimensionados para permitir rotação deslizante relativa entre os cabos e os membros de guia, por aplicação de forças adequadas causadas pela cabeça no impacto de veículos.

[0007] Os suportes são na forma de quadros sustentadores de aço estendidos no sentido ascendente a partir do soalho.

[0008] É também conhecido utilizar componentes alongados, tais como tubos metálicos posicionados entre suportes relativamente móveis, que se dobram, quando forças longitudinais são aplicadas ao aparelho, por impacto do veículo. Normalmente, no entanto, em tais disposições, o posicionamento dos tubos e os suportes móveis engatando nas pontas de tubo são estabilizados em apenas um plano. As cargas excêntricas se tornam, assim, um problema e os tubos entre suportes adjacentes não são submetidos à compressão uniforme pelos suportes relativamente móveis. Isto resulta em dobramento irregular dos tubos, causando problemas de estabilidade e de controle de colisões, até mesmo em falha do sistema.

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

[0009] Com o aparelho descrito neste documento, suportes relativamente móveis engatando pontas de tubo são estabilizados em três planos, todos os três vetores estabilizados para minimizar a carga excêntrica. Isto resulta nos tubos entre suportes adjacentes se dobrarem de modo substancialmente uniforme sobre os eixos longitudinais dos tubos, quando comprimidos entre suportes adjacentes.

[00010] O aparelho é para absorver energia em caso de colisão de um veículo, e inclui uma estrutura anti-retorno afixada ao soalho e se prolongando para cima do mesmo.

[00011] Uma faixa alongada se estende ao longo do soalho em direção à estrutura anti-retorno.

[00012] Uma pluralidade de suportes é montada para movimento independente ao longo da faixa e se estende para cima a partir da faixa. Os suportes são espaçados entre si e espaçados a partir da estrutura anti-retorno.

[00013] Uma pluralidade de tubos metálicos ocos, alongados e dobráveis, é suportada por, e se estende entre, suportes adjacentes, com pontas opostas dos tubos encostando nos suportes adjacentes. Os tubos têm eixos longitudinais estendidos em paralelo entre si e em paralelo à faixa.

[00014] De acordo com a invenção, a estrutura estabilizante é operativamente associada à faixa e aos suportes, estabilizando os suportes em três planos para evitar a inclinação dos suportes, quando os suportes se movem ao longo da faixa para o anti-retorno, devido ao impacto entre o aparelho e um veículo, pelo qual cada um dos tubos dobráveis entre suportes adjacentes irá se dobrar, de modo substancialmente uniforme, sobre seus eixos longitudinais, quando comprimido entre os referidos suportes adjacentes.

[00015] Outras características, vantagens e objetos da presente invenção ficarão evidentes, fazendo referência à descrição seguinte e aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00016] As Figs. 1-6 são vistas em perspectiva, ilustrando o aparelho construído de acordo com os ensinamentos da presente invenção em condições ou estágios sequenciais desse modo assumidos, após o impacto de frente de um veículo (não mostrado) sobre a parte de nariz do aparelho; a Fig. 7 é uma vista em perspectiva explodida, ilustrando componentes estruturais do aparelho, antes de completar a montagem do aparelho; a Fig. 8 é uma vista em elevação lateral, até certo ponto esquemática, ilustrando componentes estruturais selecionados do aparelho, os painéis laterais sobrepostos e parte de nariz do aparelho não sendo ilustrados; a Fig. 9 é uma vista em elevação frontal ampliada, tomada na direção das setas 9-9 da Fig. 8; a Fig. 10 é uma vista em perspectiva ampliada de um quadro de peça de nariz do aparelho situado na ponta distal dos trilhos de faixa do aparelho e envolto pela linha tracejada com duas setas 10-10 da Fig. 8; a Fig. 11 é uma vista em elevação frontal ampliada, tomada na direção das setas 11-11 da Fig. 8; a Fig. 12 é uma vista em perspectiva ampliada da estrutura abrangida pela linha tracejada com duas setas 12-12 da Fig. 8; a Fig. 13 é uma vista frontal em elevação ampliada, tomada na direção das setas 13-13 da Fig. 8; a Fig. 14 é uma vista em perspectiva ampliada da estrutura abrangida pela linha tracejada com duas setas 14-14 da Fig. 8; a Fig. 15 é uma vista em elevação frontal ampliada, tomada na direção das setas 15-15 da Fig. 8; a Fig. 16 é uma vista em perspectiva ampliada da estrutura abrangida pela linha tracejada com duas setas 16-16 da Fig. 8; a Fig. 17 é uma vista em perspectiva ampliada da estrutura abrangida pela linha tracejada com duas setas 17-17 da Fig. 8; a Fig. 18 é uma vista em perspectiva ampliada da estrutura de apoio abrangida pela linha tracejada com duas setas 18-18 da Fig. 8; a Fig. 19 é uma vista em perspectiva ampliada de um tubo dobrado; a Fig. 20 é uma vista em perspectiva explodida de um suporte mais extremo e tubos curtos; a Fig. 21 é uma vista em perspectiva inferior do suporte mais extremo com tubos fixados; a Fig. 22 é uma vista em elevação de uma segunda forma de realização do suporte de tubo; a Fig. 23 é uma vista em perspectiva da segunda forma de realização; a Fig. 24 é uma vista em elevação de uma terceira forma de realização do suporte de tubo; e a Fig. 25 é uma vista em perspectiva da terceira forma de realização.

MODOS PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[00017] As Figs. 1-21 ilustram o aparelho 10, construído de acordo com os ensinamentos da presente invenção. O aparelho 10 é para absorver energia em caso de colisão de um veículo. Mais especificamente, o aparelho é utilizado como uma barreira, que dissipa a energia de veículos em movimento, no momento do impacto com uma extremidade do aparelho.

[00018] O aparelho 10 inclui uma estrutura de apoio rígida 12, que está ancorada ao soalho. Na disposição ilustrada, a estrutura de apoio inclui um quadro da estrutura de apoio 14 que se estende para cima a partir de uma base 16 fixada rigidamente ao soalho por qualquer expediente adequado, tal como por parafusos de ancoragem.

[00019] Na forma de realização divulgada, o quadro da estrutura de apoio 14 tem painéis laterais 18 a ele fixados. A estrutura de apoio 12 pode estar localizada na frente de uma estrutura (não mostrada), para ser assim protegida, essa estrutura sendo, por exemplo, colunas, pilares de ponte, postes de iluminação, longarinas ou divisórias laterais de tráfego. Uma faixa alongada incluindo dois trilhos paralelos 22 se estende ao longo do soalho em direção à estrutura de apoio. Os trilhos 22 são vigas em I fixados ao soalho por qualquer expediente desejado adequado, como placas retentoras para suporte de trilho 24 em locais espaçados ao longo dos trilhos. A faixa tem uma ponta distal 26. Flanges externos dos trilhos de viga em I 22 funcionam como guias alongadas superior e inferior 28 e 30, respectivamente, que definem canais longitudinais 32. As superfícies superiores 34 dos trilhos se destinam a uma função a ser descrita a seguir.

[00020] Uma pluralidade de suportes 36 é montada para movimento independente ao longo da faixa, e se estende para cima a partir da faixa, sendo os suportes espaçados um do outro e espaçados da estrutura anti-retorno 12.

[00021] Os suportes 36 incluem quadros rígidos e, adicionalmente, incluem descansos de apoio 38 sobre os quadros. Os descansos de apoio 38 são para receber e sustentar as pontas de tubo de tubos metálicos ocos alongados e dobráveis 44 estendidos entre suportes adjacentes, com as pontas de tubo opostas encostando nos suportes adjacentes. Os tubos 44 têm eixos longitudinais estendidos em paralelo entre si e em paralelo à faixa compreendendo os trilhos 22.

[00022] Na disposição ilustrada, os tubos 44 têm quatro lados e têm uma configuração de secção transversal quadrada. Os tubos são adequadamente formados de alumínio. Na forma de realização ilustrada, quatro tubos são posicionados entre quadros de suporte adjacentes na porção do aparelho mais distante da estrutura do encosto 12, e seis tubos 44 estão localizados entre suportes adjacentes na porção do aparelho mais próxima da estrutura de apoio. Pinos removíveis 40 passam através de descansos superior e inferior associados 38, para manter os tubos no lugar sobre os descansos.

[00023] Fixadas aos quadros rígidos dos suportes 36 e estendidas para baixo desses existem cubos de roda 46 prendendo as rodas 50. As rodas são posicionadas sobre, e sustentadas pelos, flanges inferiores estendidos para fora 30 dos trilhos 22, e se estendem para dentro dos canais longitudinais entre os flanges superiores e inferiores estendidos para fora 28, 30 dos trilhos. Na disposição ilustrada, existem duas rodas 50 sobre cada cubo de roda 46, sendo as rodas espaçadas uma da outra.

[00024] Os cubos de roda 46 também incluem porções de cubo prolongadas para dentro 56, nas quais placas 58 formadas de material de baixa fricção, tal como polioximetileno (POM) ou de politetrafluoroetileno (PTFE), são encaixáveis com as superfícies superiores 34 dos trilhos em viga I 22.

[00025] Os elementos estruturais acima descritos nos parágrafos imediatamente precedentes funcionam como estrutura estabilizadora operativamente associada com a faixa, e com os suportes estabilizando os suportes em três planos, para evitar a inclinação dos suportes, quando os suportes se movem ao longo da faixa em direção à estrutura anti-retorno 12, devido ao impacto do veículo sobre a ponta distal do aparelho, pelo qual os tubos dobráveis 44 entre suportes adjacentes 36 irão se dobrar de modo substancialmente uniforme sobre seus eixos longitudinais, quando comprimidos entre os suportes adjacentes.

[00026] A Fig. 1 mostra a condição do aparelho antes do impacto. A Fig. 2 mostra a fase inicial da dobra, devido ao impacto de um automóvel ou outro veículo com o aparelho sobre um conjunto de nariz do aparelho, o conjunto de nariz, incluindo uma parte de nariz 62 fixada ao quadro da parte de nariz 64, conectado aos trilhos 22 por rodas e cubos de roda, do modo acima descrito em relação aos suportes 36. Dependendo da força de impacto, estágios subsequentes de dobramento irão ocorrer, tal como ilustrado nas Figs. 3-6, com a ocorrência do dobramento sequencial de conjuntos de tubos 44.

[00027] A Fig. 19 mostra a condição de um tubo 44 na sua condição dobrada. Deve ser notado que o tubo ilustrado na Fig. 19 está dobrado de modo substancialmente uniforme em torno de seu eixo longitudinal, quando comprimido entre os suportes adjacentes a ele associados.

[00028] Mais particularmente, com respeito à estrutura estabilizadora do invento e à operação dos seus componentes, os trilhos e rodas sustentadas por cubos de roda, juntamente com a estrutura da placa de fricção, evitam a inclinação dos suportes para trás ou para frente, lateralmente ou sobre um eixo de articulação vertical. Isto é, o suporte é mantido estável em relação aos eixos X, Y e Z.

[00029] Na disposição ilustrada, os painéis laterais sobrepostos 60 são ligados aos suportes e efetuam movimento telescópio em reação ao movimento dos suportes ao longo da faixa em direção à estrutura anti-retorno 12. O uso de painéis laterais sobrepostos ligados a suportes em atenuadores de colisão é conhecido, mas não em combinação com a estrutura de estabilização do presente invento acima descrito.

[00030] O conjunto de nariz está localizado na extremidade do aparelho mais afastada da estrutura anti-retorno e, tal como acima indicado, o conjunto de nariz é também montado sobre a faixa e móvel ao longo da mesma, em caso de colisão de um veículo. A Fig. 1 mostra o conjunto de nariz na sua posição inicial. Com o impacto, o conjunto de nariz irá se mover em direção à estrutura anti-retorno, como indicado pela seta, e o quadro da parte de nariz 64 irá colidir contra um suporte mais extremo 68 sustentando tubos de curto comprimento 44. O suporte 68 sustenta ambas as pontas dos tubos curtos projetados para o conjunto de nariz. O suporte 68 também sustenta uma ponta de tubos de tamanho regular estendidos na direção da estrutura anti-retorno. As pontas distais dos tubos curtos são ligadas entre si por uma subquadro 72. Após impacto com o suporte mais extremo por parte do conjunto de nariz, os tubos curtos do suporte mais extremo 68 serão os primeiros a ser dobrados.

[00031] O suporte mais extremo e a estrutura anti-retorno 12 incluem amortecedores 70. Os amortecedores podem também ser usados sobre os suportes 36.

[00032] As Figs. 22-25 mostram formas de realização alternativas da invenção, em que os tubos 44 são sustentados, com todos seus quatro lados dispostos essencialmente a 45 graus em relação à horizontal e vertical, em comparação com a primeira forma de realização, em que dois lados dos tubos são dispostos verticalmente e dois de seus lados são dispostos horizontalmente.

Claims (10)

1. APARELHO PARA ABSORVER ENERGIA EM CASO DE COLISÃO POR UM VEÍCULO, o referido aparelho (10) compreendendo, em combinação:estrutura anti-retorno (12) afixada ao soalho e prolongada para cima do mesmo;faixa alongada (22, 22) estendida ao longo do soalho,na direção da referida estrutura anti-retorno (12);referida faixa compreendendo dois trilhos paralelos (22) espaçadas entre si;pluralidade de suportes (36) montados para movimento independente ao longo da referida faixa (22, 22) e prolongadapara cima a partir da dita faixa (22, 22), referidos suportes(36) sendo espaçados entre si e afastados da referida estrutura anti-retorno (12);pluralidade de tubos metálicos ocos, alongados e dobráveis (44), sustentada por, e prolongada entre, suportes (36) adjacentes, com pontas opostas dos referidos tubos (44) encostando nos referidos suportes (36) adjacentes, tendo os referidos tubos (44) eixos longitudinais estendidos em paralelo entre si e em paralelo à referida faixa (22, 22); eestrutura estabilizadora;referido aparelho (10) para absorver energia em caso de colisão por um veículo sendo caracterizado por referida estrutura estabilizadora ser associada operativamente à dita faixa e com os referidos suportes (36) estabilizando os referidos suportes (36) em três planos para evitar a inclinação dos referidos suportes (36) para frente ou para trás, lateralmente ou acerca de um eixo pivotante vertical sendo que referido suporte é preso de forma estável relativamente aos eixos X, Y e Z quando os referidos suportes se movem ao longo da faixa (22, 22) na direção da referidaestrutura anti-retorno (12), devido a impacto entre o aparelho (10) e um veículo, pelo qual cada um dos tubos dobráveis (44) entre suportes (36) adjacentes irá dobrar de modosubstancialmente uniforme em torno de seu eixo longitudinal, quando comprimido entre os referidos suportes (36) adjacentes;a referida estrutura estabilizadora incluindo uma estrutura definidora de canal (28, 30) dos referidos trilhos(22) definindo canais longitudinais,referida estrutura definidora de canal (28, 30)incluir guias alongadas superior e inferior espaçadas (28, 30),referidos suportes (36) incluírem quadros rígidos, a referida estrutura estabilizadora incluindo elementosrotativos fixados aos ditos quadros, e sustentando os ditos quadros posicionados nos referidos canais longitudinais entre as ditas guias alongadas superior e inferior (28, 30),referidos elementos rotativos serem rodas (50)posicionadas sobre, e sustentadas pelas, referidas guias alongadas inferiores (22),referida estrutura estabilizadora (12) incluir, adicionalmente, placas de baixa fricção (58) fixadas aos referidos quadros e engatáveis com as referidas guias alongadas superiores (34), ereferidos suportes (38) incluírem, adicionalmente, descansos de apoio (38) sobre os referidos quadros recebendo e sustentando as pontas dos referidos tubos (44).

2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os ditos tubos terem quatro lados e terem uma configuração de seção transversal quadrada.

3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de os referidos tubos serem sustentados, com dois de seus lados dispostos verticalmente e dois de seus lados dispostos horizontalmente.

4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de os referidos tubos serem sustentados, com todos os seus quatro lados dispostos essencialmente a 45 graus com relação à horizontal e vertical.

5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, um conjunto de nariz espaçado do suporte mais afastado da referida estrutura anti-retorno (12) e reativo a um impacto do veículo sobre o referido conjunto de nariz, para se mover em direção à estrutura anti-retorno (12).

6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a referida faixa ser fixada à referida estrutura anti-retorno (12).

7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir, adicionalmente, painéis laterais sobrepostos ligados aos referidos suportes e efetuando movimento telescópico em reação ao movimento dos referidos suportes ao longo da faixa na direção da referida estrutura anti-retorno (12).

8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir, adicionalmente, uma estrutura absorvente de choques na referida estrutura anti- retorno (12).

9. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido suporte mais afastado da referida estrutura anti-retorno (12) incluir uma estrutura de suporte de tubos suportando tubos com suas pontas distais de tubo afastadas do referido conjunto de nariz, antes do impacto do veículo sobre o referido conjunto de nariz.

10. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os referidos trilhos serem vigas em I.

Images