BR112018011922B1

BR112018011922B1 - Cabine de condutor e veículo ferroviário urbano

Info

Publication number: BR112018011922B1
Application number: BR112018011922-9A
Authority: BR
Inventors: Patrick Sicot; Jean-Luc Renverse; Mario Fogli; Arnauld Robyn
Original assignee: Alstom Transport Technologies
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2022-05-31
Also published as: WO2017103646A1; BR112018011922A2; US10850748B2; WO2017103646A9; CO2018006272A2; CA3008097A1; CA3008097C; US20180370547A1

Abstract

COMPARTIMENTO DE EQUIPAMENTO ELÉTRICO PARA INTEGRAÇÃO EM UMA CABINE DEFORMÁVEL DE CONDUTOR PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO URBANO Cabine de condutor (100), para um veículo ferroviário urbano, a dita cabine de condutor (100) se estendendo em uma direção de condução longitudinal (X) e que compreende: - um chassi de cabine incluindo pelo menos uma área de absorção de choque principal que tem uma extensão longitudinal definida entre um plano frontal orientado transversalmente à direção de condução (X) longitudinal e um plano traseiro orientado transversalmente à direção de condução (X) longitudinal, a área de absorção de choque principal sendo capaz de se deformar em caso de um choque entre um estado inicial e um estado absorvido de choque, de modo que no estado absorvido de choque a extensão longitudinal da área de absorção de choque principal seja reduzida a uma distância de compressão predefinida; - um compartimento de equipamento elétrico que armazena pelo menos um elemento elétrico rígido (210) que transporta componentes eletrônicos. O compartimento de equipamento elétrico está localizado dentro da área de absorção de choque principal.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um compartimento de equipamento elétrico para integração em uma cabine deformável de condutor para um veículo ferroviário urbano.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Já é conhecido no estado da técnica uma cabine de condutor para um veículo ferroviário urbano, a dita cabine de condutor se estendendo em uma direção de condução longitudinal e compreendendo: - um chassi de cabine incluindo pelo menos uma área de absorção de choque principal que tem uma extensão longitudinal definida entre um plano frontal orientado transversalmente à direção de condução longitudinal e um plano traseiro orientado transversalmente à direção de condução longitudinal, a área de absorção de choque principal sendo capaz de se deformar em caso de um choque entre um estado inicial e um estado absorvido de choque, de modo que no estado absorvido de choque a extensão longitudinal da área de absorção de choque principal seja reduzida aproximadamente a uma distância de compressão predefinida; - um compartimento de equipamento elétrico que armazena pelo menos um elemento elétrico rígido que transporta componentes eletrônicos.

[003] No entanto, essa cabine de condutor não oferece total satisfação aos mais altos padrões de segurança; especialmente os requisitos de padrões de resistência ao impacto não são totalmente cumpridos. Realmente, no caso de uma colisão frontal da cabine de condutor com um objeto, a cabine de condutor somente absorve muito mal a energia de choque da colisão. Isto provoca a transmissão de alta energia de choque a partir da cabine de condutor ao longo de todo o veículo ferroviário urbano, incluindo a seção de passageiros. Portanto, os passageiros do veículo ferroviário urbano estão expostos a lesões graves. Em consequência, é importante para um veículo ferroviário urbano satisfazer os requisitos de padrões de resistência ao impacto (crashworthiness standards).

[004] Uma solução poderia ser integrar meios de absorção de choque na cabine de condutor, como é conhecido a partir de veículos ferroviários usados no transporte de longa distância. Mas nesse caso, o compartimento de equipamento eletrônico e os componentes encontrados nesse, que estão localizados na cabine de condutor do veículo ferroviário urbano, serão comprimidos durante uma colisão, e portanto influenciarão negativamente as características de absorção de choque dos meios que absorvem choque.

[005] Para resolver este problema, pode-se localizar o compartimento de equipamento eletrônico fora da cabine de condutor. No entanto, é importante que veículos ferroviários urbanos não reduzam a proporção de assentos de passageiros por comprimento de veículo ferroviário devido ao espaço limitado fornecido nos ambientes urbanos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[006] Consequentemente, é um objetivo da invenção fornecer um veículo ferroviário que garanta alta segurança para passageiros durante a colisão do veículo ferroviário urbano, sem reduzir a carga de passageiros por comprimento de veículo.

[007] Este objetivo é alcançado com uma cabine de condutor caracterizada pelo compartimento de equipamento elétrico estar localizado dentro da área de absorção de choque principal, - cada elemento elétrico rígido é substancialmente plano e substancialmente orientado em uma direção transversal em relação à direção de condução longitudinal, - o compartimento de equipamento elétrico compreende pelo menos um espaço de deformação que se estende na direção de condução longitudinal junto com um comprimento inicial, a soma dos comprimentos iniciais de pelo menos um espaço de deformação sendo superior à distância de compressão predefinida.

[008] A vantagem de uma cabine de condutor para um veículo ferroviário urbano de acordo com a invenção é que a razão de assentos de passageiros por comprimento de veículo ferroviário não é reduzida porque todos os equipamentos da cabine de condutor permanecem dentro da cabine de condutor. Além disso, a segurança do passageiro é aprimorada durante a colisão, porque os órgãos de absorção de choque estão integrados na cabine de condutor.

[009] Colocar o compartimento de equipamento elétrico dentro da área de absorção de choque principal permite não aumentar o comprimento da cabine de condutor, mas otimizar o uso do espaço inicialmente fornecido pela da cabine de condutor.

[0010] A orientação transversal do elemento elétrico rígido substancialmente plano permite fornecer um espaço de deformação dentro do compartimento de equipamento elétrico. O espaço de deformação do compartimento de equipamento elétrico garante que o compartimento de equipamento elétrico pode ser comprimido durante uma colisão sem perturbar o comportamento de compressão do meio de absorção de choque.

[0011] O compartimento de equipamento elétrico com o espaço de deformação permite um mínimo de influência sobre o meio de absorção de choque durante uma colisão devido aos elementos elétricos rígidos dentro do compartimento de equipamento elétrico não serem comprimidos. O compartimento de equipamento elétrico com o espaço de deformação garante uma predição de comportamento de colisão da cabine de condutor.

[0012] Portanto, os requisitos dos padrões de resistência ao impacto são cumpridos. Em consequência, os passageiros são protegidos de choques severo pelo meio de absorção de choque.

[0013] De acordo com realizações preferenciais, a cabine de condutor inventiva compreende uma ou mais das seguintes características, em todas as combinações tecnicamente possíveis: - pelo menos um espaço de deformação contém somente elementos configurados para se deformarem simultaneamente com a área de absorção ao receber um choque, como elementos flexíveis ou frangíveis, ou é desprovido de quaisquer elementos; - o chassi de cabine inclui pelo menos uma primeira seção lateral e uma segunda seção lateral, simetricamente disposta ao redor da direção de condução longitudinal, a primeira e a segunda seções laterais compreendem cada uma pelo menos um meio de absorção de choque principal disposto simetricamente ao redor da direção de condução longitudinal, dos meios de absorção de choque principais definindo a área de absorção de choque principal; - pelo menos um elemento elétrico rígido compreende pelo menos um primeiro elemento elétrico rígido transportado pelo meio de absorção de choque principal da primeira ou segunda seção lateral; - o chassi de cabine incluindo uma seção traseira que se estende paralela ao plano traseiro, e em que pelo menos um elemento elétrico rígido compreende pelo menos um segundo elemento elétrico rígido transportado pela seção traseira; - pelo menos um elemento elétrico rígido compreende um primeiro e um segundo elemento elétrico rígido, distantes entre si de aproximadamente a distância de compressão; - uma distância de espaço de segurança é disposta adjacente ao compartimento de equipamento elétrico, a distância de espaço de segurança se estendendo a partir do plano frontal para a direção de condução longitudinal; - o compartimento de equipamento elétrico compreende painéis de cobertura flexíveis, os painéis de cobertura flexíveis sendo configurados para se deformarem simultaneamente com a área de absorção de choque ao receber um choque; e - cada painel de cobertura é feito de alumínio e tem uma espessura de cerca de 0,6 mm.

[0014] A invenção também se refere a um veículo ferroviário urbano que compreende uma cabine de condutor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] Realizações exemplares da invenção serão agora descritas em detalhes com referência às Figuras, em que: - A Figura 1 apresenta uma vista superior da cabine de condutor de um veículo ferroviário urbano de acordo com a invenção; - A Figura 2 é uma vista superior da cabine de condutor da Figura 1 após um impacto de colisão; - A Figura 3 apresenta uma vista isométrica da cabine de condutor da Figura 1, e - A Figura 4 ilustra uma vista lateral da cabine do condutor da Figura 1.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0016] Com referência à Figura 1, é mostrada uma vista superior de uma cabine de condutor (100) de um veículo ferroviário urbano de acordo com a invenção que tem uma direção de condução longitudinal (X).

[0017] A cabine de condutor (100) está se estendendo na direção de condução longitudinal (X). A cabina de condução (100) compreende um chassi de cabine (110) que inclui pelo menos uma área de absorção de choque principal (120).

[0018] A área de absorção de choque principal (120) se estende na direção longitudinal (X) entre um plano frontal (P1) e um plano traseiro (P2), e tem uma extensão longitudinal (L) nesta direção longitudinal. Os planos frontal (P1) e traseiro (P2) são orientados transversalmente para a direção de condução longitudinal (X). A área de absorção de choque principal (120) se estende transversalmente ao longo de todo o chassi de cabine (110).

[0019] O chassi de cabine (110), incluindo uma seção traseira (122) que se estende paralelo ao plano traseiro (P2). A seção traseira (122) não é parte da área de absorção de choque principal (120).

[0020] A área de absorção de choque principal (120) pode ser deformada no caso de uma colisão frontal da cabine de condutor (100) com um objeto, por exemplo, um carro (não mostrado). Essa colisão produz um choque na cabine de condutor (100) orientada paralela à direção de condução longitudinal (X).

[0021] Nesse caso, a área de absorção de choque principal (120) mostrada na Figura 1 é deformada a partir de um estado inicial A para um estado absorvido de choque (B), mostrado na Figura 2.

[0022] No estado absorvido de choque (B), a área de absorção de choque (120) tem uma extensão (L’) longitudinal que é reduzida aproximadamente a uma distância de compressão predefinida (CD).

[0023] A distância de compressão predefinida (CD) depende da quantidade de energia destinada a ser absorvida durante uma colisão. Em outras palavras, quanto mais energia supõe-se que a área de absorção de choque (120) seja exposta, mais a distância de compressão (CD) precisa se estender no sentido longitudinal a fim de fornecer segurança suficiente para os passageiros do veículo ferroviário.

[0024] O chassi de cabine (110) inclui pelo menos uma primeira seção lateral (310) e uma segunda secção lateral (320). A primeira (310) e segunda (320) seções laterais são simetricamente dispostas em torno de um plano mediano paralelo à direção de condução longitudinal (X).

[0025] A primeira (310) e segunda (320) seções laterais estão se estendendo, cada uma, em uma seção de piso (330) da cabine de condutor (100). A seção de piso (330) está se estendendo em um plano paralelo para direção de condução (X) e paralelo a uma direção transversal (Y) perpendicular à direção de condução (X).

[0026] A primeira seção lateral (310) está se estendendo ainda em uma primeira seção lateral (340) orientada substancialmente perpendicular à seção de piso (330).

[0027] A segunda seção lateral (320) está se estendendo ainda em uma segunda seção lateral (350) orientada substancialmente perpendicular à seção de piso (330).

[0028] Cada uma dentre a primeira (310) e segunda (320) seções laterais compreendem pelo menos um meio de absorção de choque (não mostrado) que está simetricamente disposto ao redor do dito plano mediano paralelo à direção de condução longitudinal (X).

[0029] Os meios de absorção de choque principais definem a área de absorção de choque principal (120).

[0030] Os meios de absorção de choque principais são configurados para absorver um choque gerado por uma colisão frontal da cabine de condutor (100) com um obstáculo. De acordo com a realização preferencial, os meios de absorção de choque são configurados para absorver um choque máximo correspondente a um choque induzido por uma colisão frontal entre um objeto parado e o veículo ferroviário urbano correndo a uma velocidade de pelo menos 40 km por hora.

[0031] Os meios de absorção de choque também podem ser configurados para não absorver um choque correspondente a um choque induzido por uma colisão frontal entre um objeto parado e o veículo ferroviário urbano correndo a uma velocidade inferior a 8 km por hora. Neste caso, a área de absorção de choque principal (120) não é deformada no caso de uma colisão.

[0032] O veículo ferroviário urbano (100) pode ter um para-choque (360) configurado para absorver um choque gerado por uma colisão frontal entre um objeto e o veículo ferroviário urbano, cada veículo ferroviário urbano correndo a uma velocidade menor que 8 km por hora.

[0033] Os meios de absorção de choque principais podem ser formados de elementos estruturais sendo parte, por exemplo, do chassi de cabine (110), que tem pontos de dobramento predeterminado e/ou áreas enfraquecidas. Os meios de absorção de choque principais podem ser configurados para ter menos limite elástico que o chassi de cabine (110) situado fora da área de absorção de choque (120).

[0034] Os meios de absorção de choque principais são configurados para absorver um choque produzido durante uma colisão de um objeto com a cabine de condutor (100). Os meios de absorção de choque permitem absorção de choque predefinida para choques direcionados ao longo da direção (X) de condução longitudinal (X) na cabine de condutor (100).

[0035] Os meios de absorção de choque principais têm um estado inicial (A), correspondente a uma cabine de condutor (100) que não foi exposta a um choque, e um estado absorvido de choque (B) após a cabine de condutor (100) ter sido exposta a um choque orientado paralelo à direção de condução longitudinal (X).

[0036] A cabine de condutor (100) ainda compreende um compartimento de equipamento elétrico (200) localizado dentro da área de absorção de choque principal (120). Colocar o compartimento de equipamento elétrico (200) dentro da área de absorção de choque principal (120) permite não aumentar o comprimento da cabine de condutor, mas otimizar o uso do espaço inicialmente fornecido pela da cabine de condutor.

[0037] O compartimento de equipamento elétrico (200) é configurado para armazenar pelo menos um elemento elétrico rígido (210) que transporta componentes eletrônicos. Um objeto ou elemento é considerado como sendo rígido se uma força para deformação do objeto em uma direção paralela à direção de condução longitudinal (X) excede 10% de uma força de deformação necessária para deformar a área de absorção de choque principal (120).

[0038] Conforme pode ser visto em detalhes na Figura 4, cada elemento elétrico rígido (210) é substancialmente plano e substancialmente orientado em uma direção transversal em relação à direção de condução longitudinal (X). O compartimento de equipamento elétrico (200) também é configurado para armazenar elementos elétricos flexíveis (não mostrados), por exemplo, cabos. Um objeto ou elemento é considerado como sendo flexível se uma força para deformação do objeto em uma direção paralela à direção de condução longitudinal (X) for menor que 5% da força de deformação necessária para deformar a área de absorção de choque principal (120).

[0039] Os elementos elétricos rígidos (210) compreendem pelo menos um primeiro elemento elétrico rígido (211) transportado pela primeira seção lateral (340) ou segunda seção lateral (350). O primeiro elemento elétrico rígido (211) não tem contato mecânico direto com a seção de piso (330).

[0040] Os elementos elétricos rígidos (210) compreendem pelo menos um segundo elemento elétrico rígido (212) transportado pela seção lateral (122) do chassi de cabine (110). O segundo elemento elétrico rígido (212) é livre de fixações à seção de piso (330).

[0041] O segundo elemento elétrico rígido (212) pode se estender para a área de absorção de choque principal (120).

[0042] O primeiro (211) e segundo (212) elementos elétricos rígidos estão distantes entre si por aproximadamente a distância de compressão (CD).

[0043] Além disso, o compartimento de equipamento elétrico (200) compreende pelo menos um espaço de deformação (220) que se estende paralelo à direção de condução longitudinal (X). O espaço de deformação (220) está localizado adjacente a pelo menos um dentre os elementos elétricos rígidos (210).

[0044] O espaço de deformação (220) tem pelo menos um comprimento (IL) inicial, o comprimento (IL) inicial ou soma dos comprimentos (IL) iniciais de pelo menos um espaço de deformação (220) sendo superior à distância de compressão predefinida (CD) (consulte Figuras 3 e 4). Em outras palavras, no caso de, por exemplo, um terceiro elemento elétrico rígido ou mais elementos elétricos rígidos estarem localizados no compartimento de equipamento elétrico (200), o espaço de deformação (220) pode ser dividido entre os elementos elétricos rígidos, de modo que a soma de todos os comprimentos iniciais (IL) das seções do espaço de deformação (220) é superior à distância de compressão predefinida (CD).

[0045] O espaço de deformação (220) é configurado para se deformar simultaneamente com a área de absorção de choque principal (120) durante uma colisão. A deformação do espaço de deformação (220) não influencia na deformação da área de absorção de choque principal (120).

[0046] O espaço de deformação (220) contém somente elementos flexíveis que não influenciam na deformação da área de absorção de choque principal (120). O espaço de deformação (220) também pode ser desprovido de quaisquer elementos. Os elementos flexíveis podem ser elementos elétricos flexíveis, cabos de energia, cabos de dados ou outros componentes flexíveis.

[0047] Isto permite que a deformação predita da cabine de condutor (100) seja garantida, no caso de uma colisão da cabine de condutor (100) com um objeto.

[0048] Os elementos flexíveis também incluem painéis de cobertura flexíveis (não mostrado) destinados a fechar o compartimento de equipamento elétrico (200). Os painéis de cobertura flexíveis são configurados para se deformarem simultaneamente com a área de absorção de choque (120) durante uma colisão. O material do painel de cobertura é facilmente deformável quando exposto a um choque.

[0049] Cada painel de cobertura é feito, por exemplo, de alumínio e tem uma espessura de cerca de 0,6 mm.

[0050] Deve notar-se que a invenção não se limita às realizações acima.

Claims

1. CABINE DE CONDUTOR (100), para um veículo ferroviário urbano, a cabine de condutor (100) se estendendo em uma direção de condução longitudinal (X) e que compreende: - um chassi de cabine (110) incluindo pelo menos uma área de absorção de choque principal (120) que tem uma extensão longitudinal (L) definida entre um plano frontal (P1) orientado transversalmente à direção de condução longitudinal (X) e um plano traseiro (P2) orientado transversalmente à direção de condução longitudinal (X), a área de absorção de choque principal (120) sendo capaz de se deformar em caso de um choque entre um estado inicial (A) e um estado absorvido de choque (B), de modo que no estado absorvido de choque (B) a extensão longitudinal (L’) da área de absorção de choque principal (120) seja reduzida a uma distância de compressão predefinida (CD); - um compartimento de equipamento elétrico (200) que armazena pelo menos um elemento elétrico rígido (210) que transporta componentes eletrônicos; caracterizada por: - o compartimento de equipamento elétrico (200) estar localizado dentro da área de absorção de choque principal (120), - cada elemento elétrico rígido (210) ser plano e orientado em uma direção transversal em relação à direção de condução longitudinal (X), - o compartimento de equipamento elétrico (200) compreender pelo menos um espaço de deformação (220) que se estende na direção de condução longitudinal (X) junto com um comprimento inicial (IL), a soma dos comprimentos iniciais (IL) de pelo menos um espaço de deformação (220) sendo superior à distância de compressão predefinida (CD).

2. CABINE DE CONDUTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por pelo menos um espaço de deformação (220) conter somente elementos configurados para se deformarem simultaneamente com a área de absorção (120) ao receber um choque, preferencialmente, elementos flexíveis ou frangíveis, ou ser desprovido de quaisquer elementos.

3. CABINE DE CONDUTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo chassi de cabine incluir pelo menos uma primeira seção lateral (310) e uma segunda seção lateral (320), simetricamente disposta ao redor da direção de condução longitudinal (X), a primeira (310) e a segunda (320) seções laterais compreenderem cada uma pelo menos um meio de absorção de choque principal disposto simetricamente ao redor da direção de condução longitudinal (X), os meios de absorção de choque principais definindo a área de absorção de choque principal (120).

4. CABINE DE CONDUTOR, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por pelo menos um elemento elétrico rígido (210) compreender pelo menos um primeiro elemento elétrico rígido (211) transportado pelo meio de absorção de choque principal (120) da primeira (310) ou segunda (320) seção lateral.

5. CABINE DE CONDUTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo chassi de cabine (110) incluir uma seção traseira (122) que se estende paralela ao plano traseiro (P2), e em que pelo menos um elemento elétrico rígido (210) compreende pelo menos um segundo elemento elétrico rígido (212) transportado pela seção traseira (122).

6. CABINE DE CONDUTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por pelo menos um elemento elétrico rígido (210) compreender um primeiro (211) e segundo (212) elementos elétricos rígidos, distantes entre si a distância de compressão (CD).

7. CABINE DE CONDUTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo compartimento de equipamento elétrico (200) compreender painéis de cobertura flexíveis, os painéis de cobertura flexíveis sendo configurados para se deformarem simultaneamente com a área de absorção de choque (120) ao receber um choque.

8. CABINE DE CONDUTOR, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por cada painel de cobertura ser feito de alumínio e ter uma espessura de 0,6 mm.

9. VEÍCULO FERROVIÁRIO URBANO, caracterizado por compreender uma cabine de condutor (100), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.