BR102020025299A2

BR102020025299A2 - ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE

Info

Publication number: BR102020025299A2
Application number: BR102020025299-2A
Authority: BR
Inventors: Uwe Krebs
Original assignee: Vollert Do Brasil Representacao, Comercio E Manutencao De Maquinas E Equipamentos Ltda
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-06-14

Abstract

sistema de acoplamento articulado para bitola mista. o presente pedido de patente se refere a um sistema de posicionamento e acionamento de acoplamentos, capaz de posicionar cada acoplamento em sua correspondente bitola de via, sem a necessidade de remontagem e/ou substituição do acoplamento ou utilização de vagão madrinha. o sistema articulado confere flexibilidade na utilização do sistema de tração (locomotiva ou equipamento de manobra) em vias de bitola mista, onde, sem muito esforço por parte do operador e de maneira eficiente, é possível trocar o acoplamento utilizado, sem trabalhos de montagem e remontagem e sem interferência na estrutura mecânica da máquina de tração. além disso, como o acoplamento em si (engate) é parafusado ao sistema articulado, diversos tipos de acoplamento podem ser utilizados no mesmo sistema, sem a necessidade de interferência na estrutura mecânica da máquina de tração.articulated coupling system for mixed gauge. the present patent application refers to a coupling positioning and actuation system, capable of positioning each coupling in its corresponding track gauge, without the need for reassembly and/or replacement of the coupling or the use of a godmother wagon. the articulated system provides flexibility in the use of the traction system (locomotive or maneuvering equipment) on mixed-gauge tracks, where, without much effort on the part of the operator and efficiently, it is possible to change the coupling used, without assembly and reassembly and without interference in the mechanical structure of the traction machine. in addition, as the coupling itself (coupling) is bolted to the articulated system, different types of coupling can be used in the same system, without the need to interfere with the mechanical structure of the traction machine.

Description

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE

[01] O presente pedido de patente se refere a um sistema de posicionamento e acionamento de acoplamentos, capaz de posicionar cada acoplamento em sua correspondente bitola de via, sem a necessidade de remontagem e/ou substituição do acoplamento ou utilização de vagão madrinha. O sistema articulado confere flexibilidade na utilização do sistema de tração (locomotiva ou equipamento de manobra) em vias de bitola mista, onde, sem muito esforço por parte do operador e de maneira eficiente, é possível trocar o acoplamento utilizado, sem trabalhos de montagem e remontagem e sem interferência na estrutura mecânica da máquina de tração. Além disso, como o acoplamento em si (engate) é parafusado ao sistema articulado, diversos tipos de acoplamento podem ser utilizados no mesmo sistema, sem a necessidade de interferência na estrutura mecânica da máquina de tração.[01] The present patent application refers to a coupling positioning and actuation system, capable of positioning each coupling in its corresponding track gauge, without the need for reassembly and/or replacement of the coupling or use of a godmother wagon. The articulated system provides flexibility in the use of the traction system (locomotive or maneuvering equipment) on mixed-gauge tracks, where, without much effort on the part of the operator and efficiently, it is possible to change the coupling used, without assembly and reassembly and without interference in the mechanical structure of the traction machine. Furthermore, as the coupling itself (coupling) is bolted to the articulated system, different types of coupling can be used in the same system, without the need for interference in the mechanical structure of the traction machine.

[02] Os engates ferroviários são mecanismos usados especialmente para acoplamentos entre vagões e/ou carros ou carruagens de trem ou comboio. Os engates são projetados de forma a minimizar o impacto gerado durante a movimentação da composição, como na frenagem, aceleração etc. O modelo Janney, inventado e patenteado pelo americano Eli H. Janney em 1873 (US138405A – “Improvement in carcouplings”), foi adotado pela AAR(Association of American Railroads) como padrão de engate. O engate é do tipo "mandibular" e automático, basta as duas mandíbulas ficarem abertas que, pelo simples encaixe, as mandíbulas ficam presas uma na outra. Esse tipo de engate não faz conexões elétricas ou pneumáticas, necessitando de cabos extras para realizar tais ligações.[02] Rail couplings are mechanisms used especially for couplings between wagons and/or cars or train or train carriages. The couplings are designed to minimize the impact generated when moving the composition, such as braking, accelerating, etc. The Janney model, invented and patented by the American Eli H. Janney in 1873 (US138405A – “Improvement in carcouplings”), was adopted by the AAR (Association of American Railroads) as a hitch pattern. The coupling is of the "mandibular" and automatic type, it is enough for the two jaws to be open and, by the simple fit, the jaws are stuck together. This type of coupling does not make electrical or pneumatic connections, requiring extra cables to make such connections.

[03] Para que um equipamento ferroviário, como uma locomotiva, opere em via férrea mista (bitola larga e estreita), tracionando uma combinação ferroviária (de vagões) em bitola distinta para a qual ele foi projetado a trafegar, o mesmo precisa de um sistema auxiliar, para que o acoplamento à combinação seja possível. Por exemplo, uma locomotiva que opera em bitola larga, ao rebocar uma combinação que está em bitola estreita, não consegue se acoplar à combinação, pois seu acoplamento (engate) está fora de centro em relação à combinação. Um dos recursos utilizados nesse caso é o chamado vagão madrinha. O vagão madrinha possui o acoplamento de um lado alinhado em bitola larga, onde então a locomotiva vai acoplar, e do outro alinhado em bitola estreita (também chamada bitola métrica), onde a combinação então se acopla.[03] For a railway equipment, such as a locomotive, to operate on a mixed track (wide and narrow gauge), pulling a railway combination (of wagons) in a different gauge for which it was designed to travel, it needs a auxiliary system, so that coupling to the combination is possible. For example, a locomotive operating on a broad gauge, when towing a combination that is on a narrow gauge, cannot couple to the combination, as its coupling (hitch) is off-center in relation to the combination. One of the resources used in this case is the so-called godmother wagon. The godmother car has the coupling on one side aligned in wide gauge, where the locomotive will couple, and on the other side aligned in narrow gauge (also called metric gauge), where the combination then couples.

[04] Há também a utilização de vagões com dois acoplamentos soldados diretamente na carcaça do equipamento de tração. Entretanto, esses acoplamentos são fixos, com pouca ou sem possibilidade de regulagem de posição e necessitam de grandes adaptações no equipamento, podendo comprometer a sanidade estrutural do mesmo.[04] There is also the use of wagons with two couplings welded directly to the traction equipment housing. However, these couplings are fixed, with little or no possibility of position adjustment and require major adaptations in the equipment, which may compromise its structural health.

[05] O documento de patente CN1907780B, intitulado “Double System Car Coupler of Railway Vehicle”, de 2006, apresenta um sistema dotado de dois acoplamentos ferroviários articulados em um pino. São utilizados dois tipos de acoplamentos: o engate do tipo gancho e corrente e o acoplamento tipo Janney. Entretanto, o sistema é limitado a esses dois tipos de acoplamentos.[05] Patent document CN1907780B, entitled “Double System Car Coupler of Railway Vehicle”, from 2006, presents a system with two rail couplings articulated on a pin. Two types of couplings are used: the hook and chain type coupling and the Janney type coupling. However, the system is limited to these two types of couplings.

[06] O sistema de acoplamento descrito no presente pedido de patente se difere dos sistemas existentes no estado da técnica, pois é composto por dois acoplamentos fixados em um corpo articulado (4), os quais podem ser posicionados em alinhamento com as diferentes bitolas de via, eliminando a necessidade do vagão madrinha ou de outro recurso semelhante. O presente sistema de acoplamento pode ser instalado juntamente com um sistema eletro-hidráulico ou eletropneumático para a movimentação remota dos acoplamentos (engates) por meio de controle remoto, dispensando a intervenção manual do operador na desacoplagem. O tipo de acoplamento utilizado no sistema pode ser escolhido conforme o padrão utilizado na composição.[06] The coupling system described in the present patent application differs from existing systems in the state of the art, as it is composed of two couplings fixed to an articulated body (4), which can be positioned in alignment with the different gauges of track, eliminating the need for the godmother wagon or other similar resource. The present coupling system can be installed together with an electro-hydraulic or electro-pneumatic system for the remote movement of couplings (couplings) by means of remote control, eliminating the manual intervention of the operator in the decoupling. The type of coupling used in the system can be chosen according to the pattern used in the composition.

[07] A presente tecnologia possibilita a utilização de um só sistema de acoplamento, em equipamento de tração (locomotivas, equipamento de manobra e outros), quando operando em via mista, ou seja, de bitola larga e estreita.[07] The present technology allows the use of a single coupling system, in traction equipment (locomotives, maneuvering equipment and others), when operating in mixed track, that is, with wide and narrow gauge.

[08] O sistema de acoplamento articulado confere flexibilidade na utilização do sistema de tração (locomotiva ou equipamento de manobra) em vias de bitola mista, onde, sem muito esforço por parte do operador e de maneira eficiente, é possível trocar o acoplamento utilizado, sem a necessidade de montagem e remontagem e sem interferência na estrutura mecânica da máquina de tração.[08] The articulated coupling system provides flexibility in the use of the traction system (locomotive or maneuvering equipment) on mixed gauge roads, where, without much effort on the part of the operator and efficiently, it is possible to change the coupling used, without the need for assembly and reassembly and without interference in the mechanical structure of the traction machine.

[09] O dispositivo é composto por um corpo articulado (4), que tem a função de fixar o dispositivo à estrutura do equipamento de tração e suportar todos os componentes do dispositivo; o suporte do corpo articulado (1); e um eixo pivô (3), que possibilita a rotação do suporte do corpo articulado (1) e o seu giro e posicionamento conforme a bitola da linha férrea que a composição irá operar. O suporte do corpo articulado (1), por sua vez, é responsável por receber os acoplamentos que serão utilizados na composição e movimentá-los. Por fim, o dispositivo de travamento (2) tem a função de travar o dispositivo para que ele não se movimente durante a operação da composição.[09] The device is composed of an articulated body (4), which has the function of fixing the device to the structure of the traction equipment and supporting all the components of the device; the articulated body support (1); and a pivot axis (3), which allows the rotation of the articulated body support (1) and its rotation and positioning according to the gauge of the railway line that the composition will operate. The articulated body support (1), in turn, is responsible for receiving the couplings that will be used in the composition and moving them. Finally, the locking device (2) has the function of locking the device so that it does not move during the composition operation.

[010] Além disso, como o acoplamento em si (engate) é parafusado ao sistema articulado, diversos modelos, disponíveis no mercado, podem ser utilizados no mesmo sistema, sem a necessidade de interferência na estrutura mecânica da máquina de tração. Com isso, há uma maior segurança na operação de mudança do acoplamento que será utilizado na via, garantindo a integridade física do operador e prevenindo acidentes com as mãos do operador, ao possibilitar o acionamento rápido e/ou remoto.[010] In addition, as the coupling itself (coupling) is bolted to the articulated system, several models available on the market can be used in the same system, without the need for interference in the mechanical structure of the traction machine. With this, there is greater safety in the operation of changing the coupling that will be used on the road, guaranteeing the physical integrity of the operator and preventing accidents with the operator's hands, by enabling quick and/or remote activation.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[011] A figura 1 exibe a vista em perspectiva do sistema de acoplamento articulado para bitola mista, composto por corpo articulado (4), dispositivo de travamento (2), eixo pivô (3), suporte do corpo articulado (1), e acoplamentos (5).[011] Figure 1 shows the perspective view of the articulated coupling system for mixed gauge, consisting of articulated body (4), locking device (2), pivot axis (3), articulated body support (1), and couplings (5).

[012] A figura 2 exibe a vista explodida em perspectiva do sistema de acoplamento articulado para bitola mista, composto por corpo articulado (4), dispositivo de travamento (2), eixo pivô (3), suporte do corpo articulado (1), acoplamentos (5) dotados de base (8) para fixação, parafusos (6), chapa de travamento do eixo pivô (7), e sedes (9) para os dispositivos de travamento (2).[012] Figure 2 shows the perspective exploded view of the articulated coupling system for mixed gauge, consisting of articulated body (4), locking device (2), pivot axis (3), articulated body support (1), couplings (5) equipped with a base (8) for fixing, screws (6), pivot shaft locking plate (7), and seats (9) for the locking devices (2).

[013] A figura 3 detalha o suporte do corpo articulado (1), dotado de sede (9) para os dispositivos de travamento, nervuras (10), e furos (11) para fixação na carcaça do equipamento de tração.[013] Figure 3 details the articulated body support (1), equipped with a seat (9) for the locking devices, ribs (10), and holes (11) for fixing to the traction equipment housing.

[014] A figura 4 exibe o eixo pivô (3) juntamente com os rolamentos (12).[014] Figure 4 shows the pivot shaft (3) together with the bearings (12).

[015] A figura 5A exibe, em perspectiva, o corpo articulado (4) do sistema de acoplamento articulado para bitola mista, o dispositivo de travamento (2), o suporte do corpo articulado (1), o acoplamento (5), as nervuras (10), e as sedes (9) para os dispositivos de travamento (2), dando destaque ao furo de travamento do corpo articulado (13). A figura 5B expõe o travamento do sistema de acoplamento articulado para bitola mista por meio do dispositivo de travamento (2) encaixado no furo de travamento do corpo articulado (13).[015] Figure 5A shows, in perspective, the articulated body (4) of the articulated coupling system for mixed gauge, the locking device (2), the articulated body support (1), the coupling (5), the ribs (10), and seats (9) for the locking devices (2), highlighting the locking hole of the articulated body (13). Figure 5B shows the locking of the articulated coupling system for mixed gauge by means of the locking device (2) fitted in the locking hole of the articulated body (13).

[016] A figura 6A exibe a superfície de pressão (14) entre corpo articulado (4) e suporte do corpo articulado (1) e furos de travamento do corpo articulado (13). A figura 6B exibe o dispositivo de travamento (2) em sua posição de uso juntamente com superfície de pressão (14) entre corpo articulado (4) e suporte do corpo articulado (1) e nervura (10).[016] Figure 6A shows the pressure surface (14) between articulated body (4) and articulated body support (1) and articulated body locking holes (13). Figure 6B shows the locking device (2) in its position of use together with pressure surface (14) between articulated body (4) and articulated body support (1) and rib (10).

[017] A figura 7 exibe o centro do dispositivo articulado (X) e o centro do acoplamento da bitola menor (Y) do sistema de acoplamento articulado para bitola mista[017] Figure 7 shows the center of the articulated device (X) and the center of the smaller gauge coupling (Y) of the articulated coupling system for mixed gauge

[018] A figura 8 exibe o dispositivo articulado acoplado à locomotiva (L) e o acoplamento (E) usado para locomotivas de bitola estreita na posição de uso, alinhado à bitola estreita da linha férrea (N)[018] Figure 8 shows the articulated device coupled to the locomotive (L) and the coupling (E) used for narrow gauge locomotives in the position of use, aligned to the narrow gauge of the railway line (N)

[019] A figura 9 exibe o centro do dispositivo articulado (X) e o centro do acoplamento da bitola maior (Z) do sistema de acoplamento articulado para bitola mista.[019] Figure 9 shows the center of the articulated device (X) and the center of the coupling of the largest gauge (Z) of the articulated coupling system for mixed gauge.

[020] A figura 10 exibe o dispositivo articulado acoplado à locomotiva (L) e o acoplamento (M) usado para locomotivas de bitola larga na posição de uso, alinhado à bitola larga da linha férrea (O).[020] Figure 10 shows the articulated device coupled to the locomotive (L) and the coupling (M) used for wide gauge locomotives in the position of use, aligned to the wide gauge of the railway line (O).

DETAILED DESCRIPTION OF THE TECHNOLOGY

[021] O sistema de acoplamento articulado para bitola mista permite posicionamento e acionamento de acoplamentos, sendo capaz de posicionar cada acoplamento em sua correspondente bitola de via, sem a necessidade de remontagem e/ou substituição do acoplamento ou utilização de vagão madrinha[021] The articulated coupling system for mixed gauge allows coupling positioning and activation, being able to position each coupling in its corresponding track gauge, without the need for reassembly and/or replacement of the coupling or use of a godmother wagon

[022] O sistema de acoplamento articulado para bitola mista consiste essencialmente em: corpo articulado (4), dotado de furos de travamento do corpo articulado (13), fixo ao suporte do corpo articulado (1) por meio de um eixo pivô (3) dotado de rolamentos (12), sendo o eixo pivô (3) travado por meio da chapa de travamento do eixo pivô (7) e dos parafusos (6), suporte do corpo articulado (1) composto por sedes (9), nervuras (10), furos de fixação (11) e superfície de pressão (14); acoplamentos (5), dotados de base de fixação (8) para fixação no corpo articulado (4), e dispositivo de travamento (2)..[022] The articulated coupling system for mixed gauge consists essentially of: articulated body (4), equipped with locking holes for the articulated body (13), fixed to the articulated body support (1) by means of a pivot shaft (3 ) equipped with bearings (12), the pivot shaft (3) being locked by means of the pivot shaft locking plate (7) and screws (6), articulated body support (1) consisting of seats (9), ribs (10), fixing holes (11) and pressing surface (14); couplings (5), equipped with a fixing base (8) for fixing to the articulated body (4), and a locking device (2).

[023] Os acoplamentos (5), por meio de sua base de fixação (8), são fixados ao suporte do corpo articulado (1) que por sua vez é interligado ao corpo articulado (4) por meio do eixo pivô (3). Os acoplamentos (5) podem ser de diferentes tipos, escolhidos conforme os acoplamentos usados nos equipamentos de tração. Os eixos longitudinais dos acoplamentos assumem um determinado ângulo no plano horizontal, que corresponde ao ângulo de giro do corpo articulado (4). Os eixos longitudinais dos acoplamentos (5) se interceptam no plano horizontal no ponto pivô do corpo articulado (4).[023] The couplings (5), through their fixing base (8), are fixed to the support of the articulated body (1) which in turn is interconnected to the articulated body (4) through the pivot axis (3) . The couplings (5) can be of different types, chosen according to the couplings used in the traction equipment. The longitudinal axes of the couplings assume a certain angle in the horizontal plane, which corresponds to the angle of rotation of the articulated body (4). The longitudinal axes of the couplings (5) intersect in the horizontal plane at the pivot point of the articulated body (4).

[024] O alinhamento vertical dos pontos de fixação do acoplamento no sistema depende da altura do acoplamento dos veículos a serem movimentados.[024] The vertical alignment of the coupling attachment points in the system depends on the height of the coupling of the vehicles to be moved.

[025] Por meio de uma superfície de pressão (14), o corpo articulado (4) transmite, do veículo de tração para os reboques, as forças que ocorrem ao se tracionarem os veículos acoplados.[025] By means of a pressure surface (14), the articulated body (4) transmits, from the towing vehicle to the trailers, the forces that occur when pulling the coupled vehicles.

[026] O dispositivo de travamento (2), posicionado na sede (9) quando não utilizado e, no furo de travamento do corpo articulado (13) quando em operação, consiste de um bloco ou pino, que é inserido entre o corpo articulado (4) e as nervuras (10) fixadas no suporte do corpo articulado (1). O travamento produzido pelo dispositivo de travamento (2) inserido no furo de travamento (13) do corpo articulado (4), em contato com as nervuras (10) que proporcionam uma barreira contra o movimento rotacional do conjunto, evita o giro involuntário de conjunto além de suportar tensões de compressão ao se empurrar a composição. Quando o travamento é liberado, o corpo articulado (4) pode ser girado ao redor do eixo pivô (3), que tem seu movimento axial limitado por meio dos parafusos (6) e chapa de travamento do eixo pivô (7). O acionamento do travamento e/ou do giro é realizado preferencialmente manualmente. Entretanto, como opção, podem ser instalados motores, para acionamento remoto.[026] The locking device (2), positioned in the seat (9) when not used and, in the locking hole of the articulated body (13) when in operation, consists of a block or pin, which is inserted between the articulated body (4) and the ribs (10) fixed to the support of the articulated body (1). The locking produced by the locking device (2) inserted in the locking hole (13) of the articulated body (4), in contact with the ribs (10) that provide a barrier against the rotational movement of the assembly, prevents involuntary rotation of the assembly. in addition to supporting compressive stresses when pushing the composition. When the lock is released, the articulated body (4) can be rotated around the pivot shaft (3), which has its axial movement limited by means of the screws (6) and pivot shaft locking plate (7). The activation of the locking and/or turning is preferably performed manually. However, as an option, motors can be installed for remote activation.

[027] A presença de duas sedes (9) e dois dispositivos de travamento (2) proporciona ao operário a possibilidade de realizar a operação de travamento/destravamento do sistema de acoplamento articulado para bitola mista sem a necessidade de atravessar a linha férrea e /ou composição.[027] The presence of two seats (9) and two locking devices (2) provides the operator with the possibility of performing the locking/unlocking operation of the articulated coupling system for mixed gauge without the need to cross the railway line and / or composition.

[028] O dispositivo de travamento (2) transmite, do veículo de tração para os reboques, através das superfícies de contato entre o dispositivo de travamento (2) e as nervuras (10), as forças de pressão ao empurrar os vagões.[028] The locking device (2) transmits, from the towing vehicle to the trailers, through the contact surfaces between the locking device (2) and the ribs (10), the pressure forces when pushing the wagons.

[029] O eixo pivô (3) conecta o corpo articulado (4) ao suporte do corpo articulado (1) através de rolamentos axiais (12) ou eixos rotativos.[029] The pivot shaft (3) connects the articulated body (4) to the articulated body support (1) through axial bearings (12) or rotary axes.

[030] O suporte do corpo articulado (1) é usado para fixar o sistema de acoplamento articulado para bitola mista ao veículo de tração por meio dos furos de fixação (11).[030] The articulated body support (1) is used to fix the articulated coupling system for mixed gauge to the traction vehicle through the fixing holes (11).

Claims

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE characterized in that it comprises an articulated body (4), provided with holes for locking the articulated body (13), fixed to the support of the articulated body (1) by means of a pivot shaft (3) provided with bearings ( 12), the pivot shaft (3) being locked by means of the pivot shaft locking plate (7) and screws (6), articulated body support (1) consisting of seats (9), ribs (10), holes fixing (11) and pressing surface (14); couplings (5), equipped with a fixing base (8) for fixing to the articulated body (4), and a locking device (2).

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE, according to claim 1, characterized in that the couplings (5), through their fixing base (8), are fixed to the articulated body (4) which in turn is interconnected to the support of the articulated body (4) by means of the pivot axis (3).

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE, according to claim 1, characterized in that the longitudinal axes of the couplings (5) intersect in the horizontal plane at the pivot point of the articulated body (4).

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE, according to claim 1, characterized by the locking device (2), installed in the locking hole of the articulated body (13), consisting of a block or pin, which is inserted between the articulated body (4) and the ribs (10) of the articulated body support (1).

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE, according to claim 1, characterized in that the articulated body (4), with the release of the lock (2), rotates around the pivot axis (3), which has its axial movement limited by means of screws (6) and pivot shaft locking plate (7).

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE, according to claim 1, characterized in that the activation of the locking device (2) and/or the rotation of the articulated body (4) is performed manually or through motors, for remote activation.

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE, according to claim 1, characterized in that the pivot axis (3) connects the articulated body (4) to the articulated body support (1) through axial bearings (12) or rotary axes.

ARTICULATED COUPLING SYSTEM FOR MIXED GAUGE, according to claim 1, characterized in that the articulated body (4) fixes the articulated coupling system to the towing vehicle through the fixing holes (11).