BR112017002690B1 - Conjunto de engrenagem de tração de vagão - Google Patents

Abstract

Trata-se de um conjunto de engrenagem de tração de vagão especialmente projetado para suportar de modo consistente e repetido até cerca de 149,14 kJ (110.000 pé-lb) de energia transmitida para o mesmo enquanto não excede um nível de força de 408.233,43 kg (900.000 lb) e enquanto tem um membro de cunha do conjunto de engrenagem de tração que percorre em uma direção axial para dentro de menos do que cerca de 11,43 centímetros (4,5 polegadas) em relação a uma extremidade aberta da engrenagem de tração.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se geralmente a engrenagens de tração de vagão e, mais especificamente, a um conjunto de engrenagem de tração de vagão especificamente projetado para suportar de modo consistente e repetido até cerca de 149,136 kJ (110.000 pé-lb) de energia transmitida para o mesmo enquanto não excede um nível de força de 408.233,43 kg (900.000 lb) enquanto tem um membro de cunha do conjunto de engrenagem de tração que percorre em uma direção axial para dentro que se aproxima de 11,43 centímetros (4,5 polegadas) em relação a uma extremidade aberta da engrenagem de tração.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Conforme as ferrovias pressionam para aumentar uma capacidade de carro para lidar com as demandas em aumento na rede de transporte, os projetistas/construtores de vagão de carga têm enfrentado o desafio. Com os comprimentos de trem em geral limitados por restrições de sistema, tais como passar por comprimentos de desvio, o desafio tem sido como alcançar mais capacidade de vagão nos mesmos comprimentos de vagões de carga e trens ou menores. Os projetistas/construtores de vagão de carga até agora cumpriram esse desafio empurrando-se o topo e o fundo dos envelopes de linha de tolerância definidos até os limites permitidos pela Associação Americana de Ferrovias (a “AAR”). Adicionalmente, os projetistas/construtores de carro utilizaram ferramentas de projeto modernas para fazer projetos de vagão de carga mais leves em peso, enquanto ainda cumprem com as cargas de projeto padrão AAR e, por meio disso, permite que cada vagão de carga transporte mais carregamento enquanto mantém o máximo permitido de cargas brutas de ferrovia.

[003] Durante o processo de montar ou “compor” um trem de carga, os vagões se chocam e colidem uns com os outros para acoplar os mesmos. Visto que tempo é dinheiro, a velocidade na qual os vagões são acoplados aumentou significativamente. Ademais, e por causa de sua capacidade aumentada, os vagões são mais pesados do que antes. Esses dois fatores e outros resultaram em aumento de danos aos vagões quando os mesmos colidem e, frequentemente, ao carregamento transportado dentro de tais vagões.

[004] É conhecido há muito tempo fornecer um sistema de absorção/acoplamento de energia em extremidades opostas de cada vagão. Tal sistema normalmente inclui um acoplador para prender de modo liberável dois vagões um ao outro e um conjunto de engrenagem de tração disposto em combinação operável com cada acoplador para absorver, dissipar e retornar energia transmitida ao mesmo durante a fabricação da composição de trem e durante uma operação do vagão. Visto que os projetistas/construtores de vagão reduziram o peso de seus projetos, no entanto, os mesmos também identificaram uma necessidade de proteger a integridade do vagão devido a cargas longitudinais excessivas que são colocadas sobre o mesmo, especialmente conforme os vagões são acoplados um ao outro. Tais cargas longitudinais frequentemente excedem as cargas de projeto definidas pela AAR.

[005] Embora as engrenagens de tração convencionais tenham altas capacitações e capacidades de absorção de choque, as mesmas tendem a transmitir uma alta magnitude de força para a estrutura de vagão durante um ciclo de trabalho. Obviamente, transmitir uma alta magnitude de força para a estrutura de vagão pode resultar em danos aos bens que são transportados pelo vagão e o próprio vagão.

[006] Um conjunto de engrenagem de tração convencional é disposto dentro de uma bolsa definida por um limiar central no vagão e tem um comprimento de percurso operativo em uma direção de movimento de cerca de 8,89 centímetros (3,5 polegadas) antes que paradas sólidas limitem o percurso e mais nenhuma energia pode ser absorvida pela engrenagem de tração. Por essa distância limitada, a energia do vagão em movimento deve ser absorvida de modo a reduzir as forças de impacto e o dano resultante ao vagão adjacente a ser acoplado ao mesmo. Muito pelo fato de suas velocidades de acoplamento aumentadas e os pesos aumentados das cargas que são transportadas por meio dos mesmos, até aqui os sistemas de absorção/acoplamento de energia conhecidos mostraram ser inadequados. Sendo assim, os vagões experimentam severos impactos de extremidade que pode causar um completo colapso da extremidade do carro - o que resulta em grandes custos de reparo - acoplado com dano ao carregamento - o que resulta em prêmios de seguro significativamente maiores.

[007] Aumentar o percurso do conjunto de engrenagem de tração pode vantajosamente permitir que mais energia seja absorvida. O desafio de aumentar o percurso do conjunto de engrenagem de tração é, no entanto, complicado. Passar por desvios e facilitar um carregamento frequentemente limita a quantidade dos vagões que podem ser unidos um ao outro em um trem. Aumentar em comprimento o alojamento de engrenagem de tração também significa aumentar em comprimento o tamanho ou comprimento da bolsa em que o conjunto de engrenagem de tração está acomodado que exige aumentar o comprimento do limiar central o que resulta em adicionar comprimento ao vagão. O comprimento de um vagão, no entanto, é crítico.

[008] Por si só, adicionar comprimento de vagão não parece problemático. Ao considerar, no entanto, que os vagões não são transportados individualmente, mas, ao invés disso, como parte de uma composição de trem muito mais longa, aumentar o comprimento de um único vagão é exponencialmente multiplicado ao considerar o comprimento geral ou cumulativo de uma composição de trem de 100 vagões. Aumentar o comprimento de um único vagão pode resultar em que o último vagão em uma composição de 100 carros não mais se ajuste no desvio e, assim, precisar ser deixado para trás. Sendo assim, haveria pelo menos um por cento (1%) de perda em eficiência de trem. Isso é simplesmente inaceitável. Consequentemente, o conceito de simplesmente aumentar o comprimento do conjunto de engrenagem de tração para solucionar o problema de absorção de energia entre os vagões é inaceitável para a indústria ferroviária.

[009] Assim, há uma necessidade e um desejo contínuos para um conjunto de engrenagem de tração que não apenas permita um percurso aumentado pelo qual o alto nível de energia de cargas de impacto de vagões que colidem possa ser absorvido, dissipado e retornado, mas o comprimento geral do alojamento de conjunto de engrenagem de tração não pode ser aumentado em comprimento e o conjunto de engrenagem de tração deve ser capaz de absorver as cargas de impacto aumentadas que são realizadas na indústria ferroviária de hoje.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[010] Em vista do que foi dito acima e de acordo com um aspecto desta invenção, é fornecido um conjunto de engrenagem de tração que inclui um alojamento de metal oco aberto em uma primeira extremidade e fechado no sentido da segunda extremidade do mesmo. O alojamento é configurado para se ajustar dentro de uma bolsa de tamanho padrão definida pelo limiar central no vagão. O alojamento define uma série de superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas que abrem para a primeira extremidade do alojamento e se estendem da mesma. Uma série de membros de atrito são igualmente espaçados sobre um eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração no sentido da primeira extremidade do alojamento, sendo que cada membro de atrito tem uma primeira e uma segunda extremidades axialmente espaçadas e uma superfície externa que se estende entre as extremidades. A superfície externa em cada membro de atrito é associada de modo operável a uma das superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas no alojamento de modo a definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas.

[011] Um membro de cunha é disposto para movimentos axiais em relação à primeira extremidade do alojamento e no qual forças externas são aplicadas durante uma operação do vagão. O membro de cunha define uma série de superfícies cônicas externas igualmente espaçadas sobre o eixo geométrico longitudinal do alojamento e igual em número à quantidade de membros de atrito. Em uma forma, cada superfície cônica externa no membro de cunha é associada de modo operável a uma superfície interna em cada membro de atrito de modo a definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas e de modo que o membro de cunha produza uma força direcionada radialmente contra os membros de atrito mediante um movimento do membro de cunha para dentro do alojamento. Um apoio de mola é disposto dentro do alojamento. Uma superfície do apoio de mola é disposta em um engate operável com a segunda extremidade de cada membro de atrito.

[012] Um conjunto de mola é disposto no alojamento entre a extremidade fechada do alojamento e uma segunda superfície do apoio de mola para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração. O conjunto de mola inclui uma pilha axial de molas elastoméricas individuais. Em uma realização, o conjunto de mola, em combinação operável com a disposição da primeira e da segunda superfícies de deslizamento anguladas do conjunto de engrenagem de tração em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração, permite que o conjunto de engrenagem de tração suporte de modo consistente e repetido cerca de 94,9 kJ (70.000 pé-lb) a cerca de 115,24 kJ (85.000 pé-lb) da energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração enquanto não excede um nível de força de 272.155,62 kg (600,000 lb) sobre uma faixa de percurso do membro de cunha em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento de aproximadamente 8,89 centímetros (3,5 polegadas).

[013] De acordo com essa família de realizações, a primeira superfície de deslizamento de atrito angulada do conjunto de engrenagem de tração é disposta em um ângulo na faixa entre cerca de 1,5 grau e cerca de 5 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração. Preferencialmente, a segunda superfície de deslizamento de atrito angulada do conjunto de engrenagem de tração é disposta em um ângulo na faixa entre cerca de 32 graus e cerca de 45 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração. Em uma forma, o calço elastomérico de cada mola elastomérica individual é formado de um material de poliéster que tem uma dureza Shore D na faixa entre cerca de 40 e 60.

[014] Preferencialmente, o conjunto de mola do conjunto de engrenagem de tração adicionalmente inclui uma placa separadora rígida disposta entre duas molas individuais axialmente adjacentes na pilha axial de molas elastoméricas. A disposição da placa separadora cria diferentes características dinâmicas de absorção elástica em lados opostos da mesma e, por meio disso, otimiza oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração.

[015] De acordo com outro aspecto desta invenção é fornecido um conjunto de engrenagem de tração que inclui um alojamento de metal oco aberto em uma primeira extremidade e fechado no sentido da segunda extremidade do mesmo. O alojamento de conjunto de engrenagem de tração é configurado para se ajustar dentro de uma bolsa de tamanho padrão definida pelo limiar central no vagão. O alojamento define uma série de superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas que abrem para a primeira extremidade do alojamento e se estendem da mesma. Uma série de membros de atrito são igualmente espaçados sobre um eixo geométrico longitudinal do alojamento no sentido da primeira extremidade do alojamento. Cada membro de atrito tem uma primeira e uma segunda extremidades axialmente espaçadas e uma superfície externa que se estende entre as extremidades. A superfície externa em cada membro de atrito é associada de modo operável a uma das superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas no alojamento de modo a definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas.

[016] Um membro de cunha é disposto para movimentos axiais em relação à primeira extremidade do alojamento. Forças externas são aplicadas ao membro de cunha durante uma operação do vagão. No sentido de uma extremidade oposta, o membro de cunha define uma série de superfícies cônicas externas igualmente espaçadas. Em uma forma, as superfícies cônicas externas no membro de cunha são associadas operavelmente a superfícies internas nos membros de atrito de modo a definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas e de modo que o membro de cunha produza uma força direcionada radialmente contra os membros de atrito mediante um movimento do membro de cunha para dentro do alojamento. Um apoio de mola é disposto dentro do alojamento. Uma superfície do apoio de mola é disposta em um engate operável com a segunda extremidade de cada membro de atrito.

[017] Um conjunto de mola é disposto dentro da extremidade fechada do alojamento e entre a mesma e uma segunda superfície do apoio de mola para armazenar, dissipar e retornar uma energia transmitida para o mesmo. O conjunto de mola é configurado para funcionar em combinação operável com a disposição das ditas primeira e segunda superfícies de deslizamento anguladas do dito conjunto de engrenagem de tração de modo que o dito conjunto de engrenagem de tração suporte consistente e repetidamente cerca de 149,14 kJ (110.000 pé-lb) da energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração em um nível de força que não exceda 408.233 kg (900.000 lb) sobre uma faixa de percurso do membro de cunha em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento de até 11,43 centímetros (4,5 polegadas).

[018] Preferencialmente, a primeira superfície de deslizamento de atrito angulada no conjunto de engrenagem de tração é disposta em um ângulo na faixa entre cerca de 1,5 grau e cerca de 5 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração. Na forma preferencial, a segunda superfície de deslizamento de atrito angulada é disposta em um ângulo na faixa entre cerca de 32 graus e cerca de 45 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração.

[019] O conjunto de mola preferencialmente inclui uma pilha axial de molas elastoméricas individuais. Cada mola inclui um calço elastomérico que tem uma forma geralmente retangular, em plano, que aproxima a configuração transversal da câmara oca definida pelo alojamento e, por meio disso, otimizar a capacidade do conjunto de mola para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração por meio do acoplador. O calço elastomérico de cada mola elastomérica individual preferencialmente tem uma dureza Shore D na faixa entre cerca de 40 e 60. Preferencialmente, o conjunto de mola do conjunto de engrenagem de tração adicionalmente inclui uma placa separadora rígida disposta entre duas molas individuais axialmente adjacentes na pilha axial de molas elastoméricas a fim de criar diferentes respostas dinâmicas de absorção elástica em lados opostos da placa e, por meio disso, otimizar oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração.

[020] Em outras realizações de família, é fornecido um conjunto de engrenagem de tração que inclui um alojamento de metal oco aberto em uma primeira extremidade e fechado no sentido da segunda extremidade do mesmo. O alojamento é configurado para se ajustar dentro de uma bolsa de tamanho padrão definida por um limiar central em um vagão. O alojamento define uma série de superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas que abrem para a primeira extremidade do alojamento e se estendem da mesma. Uma série de membros de atrito são igualmente espaçados sobre um eixo geométrico longitudinal do alojamento e são dispostos no sentido da primeira extremidade do alojamento. Cada membro de atrito tem uma primeira e uma segunda extremidade axialmente espaçadas e uma superfície externa que se estende entre as extremidades. A superfície externa em cada membro de atrito é associada de modo operável a uma das superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas no alojamento de modo a definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas.

[021] Um membro de cunha é disposto para movimentos axiais em relação à primeira extremidade do alojamento. As forças externas são aplicadas ao membro de cunha durante uma operação do vagão. O membro de cunha define uma série de superfícies cônicas externas igualmente espaçadas. Em uma forma, cada superfície cônica externa no membro de cunha se associa operavelmente a uma superfície interna em cada membro de atrito de modo a definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas. Em operação, o membro de cunha produz uma força direcionada radialmente contra os membros de atrito mediante um movimento do membro de cunha para dentro do alojamento. Um apoio de mola é disposto dentro do alojamento. Uma superfície do apoio de mola é disposta em um engate operável com a segunda extremidade de cada membro de atrito.

[022] Um conjunto de mola é disposto entre a extremidade fechada do alojamento e uma segunda superfície do apoio de mola para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração. O conjunto de mola de cada conjunto de engrenagem de tração é configurado e opera em combinação operável com a primeira e a segunda superfícies anguladas no conjunto de engrenagem de tração de maneira que o conjunto de engrenagem de tração suporte consistente e repetidamente cerca de 94.905 kJ (70.000 pé-lb) a cerca de 149,14 kJ (110.000 pé-lb) de energia transmitida para o mesmo enquanto não excede um nível de força de 408.233,43 kg (900.000 lb) por uma faixa de percurso do membro de cunha em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento de cerca de 11,43 centímetros (4,5 polegadas).

[023] Preferencialmente, a primeira superfície de deslizamento de atrito angulada no conjunto de engrenagem de tração é disposta em um ângulo na faixa entre cerca de 1,5 grau e cerca de 5 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração. Em uma forma, a segunda superfície de deslizamento de atrito angulada é disposta em um ângulo na faixa entre cerca de 32 graus e cerca de 45 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de engrenagem de tração.

[024] Em uma realização, o alojamento de cada conjunto de tração tem dois pares de paredes unidas e geralmente paralelas que se estendem da extremidade fechada no sentido da extremidade aberta do alojamento de modo que as paredes definam uma câmara oca que tem uma configuração transversal geralmente retangular, em plano, por uma porção maior do comprimento da mesma e que abre para a extremidade aberta do alojamento. Preferencialmente, o conjunto de mola inclui uma pilha axial de molas elastoméricas individuais, sendo que cada mola inclui um calço elastomérico que tem uma forma geralmente retangular, em plano, que aproxima a configuração transversal da câmara oca definida pelo alojamento e, por meio disso, otimizar a capacidade do conjunto de mola para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração. Em uma realização preferencial, o calço elastomérico de cada mola elastomérica individual tem uma dureza Shore D na faixa entre cerca de 40 e 60.

[025] Em uma realização preferencial, o conjunto de mola do conjunto de engrenagem de tração adicionalmente inclui uma placa separadora rígida disposta entre duas molas individuais axialmente adjacentes na pilha axial de molas elastoméricas de modo a criar uma reação de absorção elástica dinâmica diferente em lados opostos da placa separadora e, por meio disso, otimizar oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração. Em uma forma, um primeiro grupo de molas, disposto em um lado da placa separadora, tem um coeficiente de deformação cumulativo diferente de um grupo de molas dispostas em um lado oposto da placa separadora. Nessa última realização, o grupo de molas disposto entre a placa separadora e o apoio de mola oferece menos resistência à compressão axial do que o grupo de molas disposto entre o lado oposto da placa separadora e a extremidade fechada do alojamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[026] A Figura 1 é uma vista lateral em elevação de um conjunto de engrenagem de tração desta invenção.

[027] A Figura 2 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 2 - 2 da Figura 1.

[028] A Figura 3 é uma vista em corte longitudinal do conjunto de engrenagem de tração ilustrado na Figura 1.

[029] A Figura 4 é uma vista plana axial do conjunto de engrenagem de tração ilustrado na Figura 1.

[030] A Figura 5 é uma vista em corte aumentada de uma extremidade do conjunto de engrenagem de tração ilustrado na Figura 1.

[031] A Figura 6 é uma representação gráfica esquemática das forças realizadas por um conjunto de engrenagem de tração convencional.

[032] A Figura 7 é uma representação gráfica esquemática das forças realizadas por um conjunto de engrenagem de tração que tem um conjunto de mola que abrange parte dos princípios e ensinamentos desta invenção.

[033] A Figura 8 é uma representação esquemática do desempenho de uma forma de conjunto de engrenagem de tração que abrange os princípios e ensinamentos desta invenção.

[034] A Figura 9 é uma representação esquemática do desempenho de outra forma de conjunto de engrenagem de tração que abrange os princípios e ensinamentos desta invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[035] Embora esta invenção seja suscetível a realização em múltiplas formas, serão mostradas nas figuras e doravante no presente documento descritas as realizações preferenciais, com o entendimento de que a presente invenção deve ser considerada como exemplificações definidas da invenção que não se destina a limitar a invenção às realizações específicas ilustradas e descritas.

[036] Agora em relação às figuras, em que numerais de referência semelhantes indicam partes semelhantes no decorrer das muitas vistas, é mostrado na Figura 1 um conjunto de engrenagem de tração de vagão, geralmente identificado pelo numeral de referência 10, e que abrange os ensinamentos e princípios desta invenção. Uma das muitas vantagens do conjunto de engrenagem de tração 10 desta invenção é que o mesmo pode der instalado de modo relativamente fácil sem incorrer em quaisquer mudanças ou modificações a uma bolsa de tamanho padrão 12 definida por um limiar central 14 em um vagão 16.

[037] O limiar central 14 pode ser moldado ou fabricado e tem muitos recursos padrão. Conforme mostrado na Figura 1, o limiar central 14 tem travas frontal e traseira longitudinal ou axialmente espaçadas 15 e 17, respectivamente, conectadas ao limiar central 14 e transportadas por paredes laterais (não mostrado) no mesmo. A distância longitudinal entre a face interior da trava frontal 15 e a face interior da trava traseira é 62,548 centímetros (24,625 polegadas).

[038] Conforme mostrado na Figura 1, o conjunto de engrenagem de tração 10 inclui um alojamento 20 oco e metálico axialmente alongado que define um eixo geométrico longitudinal 22. O alojamento 20 é aberto no sentido de uma primeira extremidade ou extremidade aberta axialmente alinhada 28 e é fechado por uma parede de extremidade 24 (Figura 4) em uma segunda extremidade ou extremidade fechada 26.

[039] Na realização ilustrada na Figura 2, o alojamento 20 inclui dois pares de paredes unidas e geralmente paralelas 30, 30' e 32, 32', que se estendem da extremidade fechada 26 no sentido da extremidade aberta 28 e definem uma câmara oca 34 dentro do alojamento 20 (Figuras 2 e 3). Conforme mostrado na Figura 2, as paredes de alojamento 30, 30' e 32, 32' dotam a câmara de alojamento 34 de uma configuração transversal semelhante a caixa ou geralmente retangular, em plano, por uma grande porção no sentido de comprimento do mesmo.

[040] Ademais, e conforme mostrado na Figura 3, no sentido da extremidade aberta 28, o alojamento 20 é dotado de uma pluralidade (sendo que apenas um é mostrado na Figura 5) de superfícies de atrito anguladas internas cônicas que se estendem longitudinalmente e espaçadas de modo equiangular 36. Cada superfície de atrito angulada interna cônica 36 no alojamento 20 converge no sentido do eixo geométrico longitudinal 22 e no sentido da extremidade fechada 26 do alojamento de engrenagem de tração 20. Preferencialmente, o alojamento 20 é dotado de três superfícies de atrito anguladas internas cônicas e que se estendem longitudinalmente de modo igualmente espaçado 36, mas mais superfícies cônicas podem ser fornecidas sem se afastar ou fugir do escopo desta invenção.

[041] Na realização mostrada na Figura 3, o conjunto de engrenagem de tração 10 é também dotado de um conjunto de embreagem de atrito 40 para dissipar forças ou impactos axialmente direcionados contra o conjunto de engrenagem de tração 10 como resultado de uma operação de acoplamento ou operação normal do vagão 16 (Figura 1). Na realização mostrada nas Figuras 3 e 4, o conjunto de embreagem de atrito 40 inclui uma pluralidade de membros de atrito ou sapatas 42 dispostos radialmente sobre o eixo geométrico 22 e em combinação operável com a extremidade aberta 28 do alojamento de engrenagem de tração 20. Conforme mostrado a título de exemplo na Figura 3, o conjunto de embreagem de atrito 40 pode ser dotado de três membros de atrito espaçados de modo equiangular 42, mas mais membros de atrito podem ser fornecidos sem se afastar ou fugir do escopo desta invenção. É suficiente dizer, na realização mostrada a título de exemplo nas Figuras 3 e 4, a quantidade de membros de atrito 42 que forma parte do conjunto de embreagem de atrito 40 são iguais em número à quantidade de superfícies de atrito anguladas internas cônicas 36 no alojamento 20.

[042] Na realização mostrada a título de exemplo na Figura 5, cada membro de atrito 42 tem uma primeira e segunda extremidades espaçadas de modo axial ou longitudinal 44 e 44', respectivamente. Ademais, cada membro de atrito 42 tem uma superfície de deslizamento cônica externa ou exterior 46. Conforme será apreciado por técnicos no assunto, cada superfície de atrito angulada interna 36 no alojamento 20 combina com cada superfície de deslizamento cônica externa 46 em cada membro de atrito 42 para definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito angulada 48 entre as mesmas. A primeira superfície de deslizamento de atrito 48 é disposta em um ângulo θ em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10. Preferencialmente, o ângulo θ da primeira superfície de deslizamento de atrito 48 está na faixa entre cerca de 1,5 grau e cerca de 5 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10. Em uma realização preferencial, o ângulo θ da primeira superfície de deslizamento de atrito 48 está na faixa entre cerca de 1,7 grau e cerca de 2 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10.

[043] Na realização ilustrada, o conjunto de embreagem de atrito 40 adicionalmente inclui um membro de cunha ou atuador 50 disposto para um movimento axial em relação à extremidade aberta 28 do alojamento 20. Conforme mostrado nas Figuras 1, 4 e 5, uma extremidade externa 52 do membro de cunha 50 preferencialmente tem uma face geralmente plana que se estende além da extremidade aberta 28 do alojamento 20 por uma distância que mede cerca de 11,43 centímetros (4,5 polegadas) e é adaptado para pressionar ou suportar um seguidor convencional 53 de modo que as forças de impacto direcionadas para o atuador 50 e contra o mesmo são axialmente aplicadas ao conjunto de engrenagem de tração 10 durante uma operação do vagão 16 (Figura 1). Conforme conhecido, o membro de cunha 50 é disposto em combinação operável com os membros de atrito 42.

[044] Na realização ilustrada a título de exemplo na Figura 5, o membro de cunha ou atuador 50 define uma pluralidade de superfícies de atrito anguladas ou cônicas externas 57 disposta em combinação operável com os membros de atrito 42 do conjunto de embreagem 40. Embora apenas uma superfície de atrito 57 seja ilustrada na Figura 5, a quantidade de superfícies de atrito 57 no membro de cunha 50 é equivalente à quantidade de superfícies de atrito nos membros 42 que formam parte do conjunto de embreagem 40.

[045] Na realização ilustrada a título de exemplo na Figura 5, cada superfície de atrito angulada externa 57 no membro de cunha 50 combina com uma superfície de deslizamento angulada interna 47 em cada membro de atrito 42 para definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito angulada 58 entre as mesmas. A segunda superfície de deslizamento de atrito 58 é disposta em um ângulo β em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10. Preferencialmente, o ângulo β da segunda superfície de deslizamento de atrito 58 do conjunto de embreagem de atrito 40 está na faixa entre cerca de 32 graus e cerca de 45 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10.

[046] O membro de cunha 50 é formado de qualquer material metálico adequado. Em uma forma preferencial, e conforme mostrado nas Figuras 3, 4 e 5, o membro de cunha ou atuador 50 define um furo que se estende de modo longitudinal geralmente centralizado 54.

[047] Conforme mostrado nas Figuras 3, 4 e 5, no sentido da extremidade aberta 28, o alojamento 20 é dotado de uma série de abas de trava voltados radialmente para dentro 23 que são espaçados de modo equiangular de modo circunferencial um em relação ao outro. No sentido de uma extremidade traseira do mesmo, o membro de cunha 50 inclui uma série de abas que se projetam radialmente para fora 53 que são dispostos de modo equiangular um em relação ao outro e estendem entre membros de atrito 42 adjacentes de modo a engatar de modo operável na parte traseira das abas 23 no alojamento 20 e facilitar a montagem do conjunto de engrenagem de tração 10.

[048] Conforme mostrado na Figura 5, o conjunto de engrenagem de tração 10 além do mais inclui um apoio de mola ou seguidor 60 disposto dentro da câmara oca 34 do alojamento 20 e disposto geralmente normal ou geralmente perpendicular ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10. O apoio de mola 60 é adaptado para movimentos axiais ou longitudinais alternados dentro da câmara 34 do alojamento 20 e tem uma primeira superfície 62 em associação à segunda extremidade ou extremidade traseira 44' de cada membro de atrito 42. Conforme mostrado na Figura 4, o apoio de mola 60 também tem uma segunda superfície ou superfície de contato de mola 64.

[049] Um conjunto de mola elastomérica axialmente alongado 70 é geralmente centralizado e deslizável dentro da câmara 34 do alojamento de engrenagem de tração 20 e forma uma coluna resiliente para armazenar, dissipar e retornar energia transmitida ou aplicada à extremidade livre 52 do membro de cunha 50 durante uma compressão axial do conjunto de engrenagem de tração 10. Uma extremidade do conjunto de mola 70 é disposta em relação de contato com a parede de extremidade 24 do alojamento 20. Uma segunda extremidade do conjunto de mola 70 é pressionado ou impelido contra a superfície 64 do apoio de mola 60 para se opor a movimentos para dentro dos membros de atrito 42 e do membro de cunha 50 em resposta a forças de impacto que são direcionadas para o conjunto de engrenagem de tração 10 ou contra o mesmo.

[050] O conjunto de mola 70 é pré-comprimido durante a montagem do conjunto de engrenagem de tração 10 e serve para: 1) manter os componentes do conjunto de embreagem de atrito 40, que inclui membros de atrito 42 e o membro de cunha 50 em combinação operável um em relação ao outro e dentro do alojamento de engrenagem de tração 20 tanto durante uma operação do conjunto de engrenagem de tração 10 quanto durante períodos de não operação do conjunto de engrenagem de tração 10; 2) manter a extremidade livre 52 do membro de cunha 50 pressionado contra o seguidor 53 (Figura 1); e, 3) manter o seguidor 53 e o alojamento de engrenagem de tração 20 pressionados contra as travas 15 e 17 no limiar central 14 (Figura 1), respectivamente. Na realização ilustrada, o conjunto de mola 70, em conjunto com o conjunto de embreagem de atrito 40, é capaz de absorver e dissipar impactos ou energia direcionados axialmente ao mesmo a cerca de 408.233 kg (900.000 lb)

[051] Na forma mostrada na Figura 4, o conjunto de mola 70 é configurado com uma pluralidade de unidades ou molas individuais 72 dispostas em relação adjacente axialmente empilhada uma em relação a outra. Na forma mostrada na Figura 4, o conjunto de mola 70 é compreendido de cinco molas 72 em que uma placa separadora rígida 73 é disposta entre duas molas axialmente adjacentes 72 na pilha das molas. Será apreciado que mais do que cinco molas 72 pode ser disposto em relação axialmente empilhado um em relação ao outro sem seriamente se afastar ou fugir da nova natureza e do verdadeiro escopo desta invenção.

[052] Conforme descrito em detalhes adicionais abaixo, o propósito da placa separadora 73 entre as molas 72 é dotar as molas 72 de diferentes características dinâmicas de absorção elástica em lados opostos da placa separadora 73 de modo a otimizar oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração 10. A fim de efetuar tais finalidades desejosas, a placa separadora 73 é extremamente rígida e é preferencialmente formada de aço ou semelhante.

[053] Conforme mostrado na Figura 4, a placa 73 tem superfícies de engate de mola geralmente paralelas e geralmente planas superior e inferior 74 e 76, respectivamente. Em uma forma, uma distância de cerca de 0,953 centímetros (0,375 polegada) a cerca de 1,27 centímetro (0,5 polegada) separa as superfícies de engate de mola 74 e 76 na placa 73. A placa separadora 73 preferencialmente tem uma configuração geralmente retangular que permite que a mesma se mova livremente dentro da câmara 34 na mesma direção que as molas 72 em resposta a uma carga axial que é colocada sobre o conjunto de mola 70.

[054] Em uma realização preferencial, as molas 72 dispostas entre a superfície inferior 76 da placa 73 e a parede de extremidade 24 do alojamento 20 combinam entre si para oferecer uma resistência à compressão maior do que a combinação de molas 72 disposta entre a superfície de engate de mola superior 74 da placa 73 e a superfície de engate de mola 64 do apoio de mola 60.

[055] Cada unidade de amortecimento ou mola 72 inclui um calço elastomérico 78. Preferencialmente, cada mola 72 tem uma configuração que complementa a configuração, em plano, da câmara de alojamento 34. Em uma forma preferencial, cada mola 72 tem uma forma geralmente retangular, em plano, e é dimensionada para otimizar a área retangular da câmara oca 34 em que o conjunto de mola 70 é centralizado de modo deslizável para movimentos axiais no sentido de extremidade em resposta a cargas ou impactos que são exercidos axialmente contra o conjunto de engrenagem de tração 10. Preferencialmente, o calço 78 de cada mola elastomérica 72 tem duas superfícies espaçadas e geralmente planas 74 e 77. Conforme mostrado na Figura 4, a superfície plana 74 do calço 78 da mola mais acima 72 na pilha de molas 72 é pressionada contra a superfície de contato de mola 64 do apoio de mola 70. Conforme adicionalmente mostrado na Figura 4, e com a exceção dos calços 78 dispostos adjacentes à placa 73, a superfície plana inferior 77 no calço 78 de quaisquer duas molas axialmente adjacentes 72 se encaixa com a superfície plana 74 e é pressionada contra a mesma de uma mola axialmente adjacente 72. Ademais, a superfície plana 77 do calço 78 na mola mais baixa na pilha de molas 72 é pressionada contra a parede de extremidade 24 do alojamento 20.

[056] Preferencialmente, o calço elastomérico 78 e, por meio disso, cada mola 72, que compreende o conjunto de mola 70 é configurado de modo que sua expansão radial, em resposta a impactos ou cargas que são colocadas sobre o mesmo, é limitada pelas paredes do alojamento 20 e, por meio disso, intensifica as capacidades de absorção do conjunto de mola 70. De volta à Figura 2, cada calço de mola 78 é preferencialmente configurado de modo que a expansão radial ou para fora do calço 78 será limitada pelas paredes de alojamento 32, 32' antes que o calço 78 expanda para engatar às paredes de alojamento 30, 30'. Em uma realização preferencial, e durante uma operação do conjunto de engrenagem de tração 10, e especialmente os calços 78 de molas 72 dispostos mais próximos ao apoio de mola 60, irão radialmente se expandir em resposta a uma carga de impacto que é colocada sobre o mesmo, de tal modo que os mesmos positivamente engatem e/ou fiquem em contato contra a superfície interna das paredes de alojamento 32 e 32' e, por meio disso, intensifica as capacidades de absorção dessas molas 72 do conjunto de mola 70 disposto mais próximo ao apoio de mola 60. Em uma forma desta invenção, as molas 72 são mantidas em um alinhamento axial geral uma em relação a outra e em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 durante uma operação do conjunto de engrenagem de tração 10 por uma haste guia alongada 79 (Figura 2) que, em uma forma, preferencialmente se estende substancialmente por todo comprimento do conjunto de mola 70.

[057] Preferencialmente, cada calço elastomérico 78 é formado de um material de poliéster que tem uma dureza de durômetro Shore D na faixa entre cerca de 40 e 60 e um coeficiente de tensão elástica para tensão plástica de cerca de 1,5 a 1. O processo e a metodologia de trabalho para criar cada unidade de mola 72 envolve criar um bloco pré-formado que é pré- comprimido para mais do que 30% da altura pré-formada do pré-formado e, por meio disso, transmutar o pré-formado em uma mola elastomérica.

[058] Em uma realização da presente invenção, a dureza de durômetro dessas molas elastoméricas que compreendem o conjunto de mola 70 pode ser diferente uma em relação a outra. Ou seja, a dureza de durômetro cumulativa das molas 72 dispostas entre o apoio de mola 60 e a placa 73 pode ser diferente da dureza de durômetro cumulativa das molas 72 dispostas entre a parede de extremidade de alojamento 24 e a placa 73. Conforme mencionado, no entanto, é preferencial que a dureza de durômetro cumulativa das molas 72 entre a parede de extremidade de alojamento 24 e a placa 73 seja maior ou mais dura do que a dureza de durômetro cumulativa das molas 72 entre o apoio de mola 60 e a placa 73. Tal projeto permite que as características de funcionalidade e desempenho do conjunto de engrenagem de tração 10 sejam “aperfeiçoadas” ao ambiente particular no qual o conjunto de engrenagem de tração 10 deve ser usado e funcionar.

[059] Conforme mostrado nas Figuras 1, 2 e 4, uma abertura retangular relativamente grande 80 é preferencialmente formada na parede 30 do alojamento de engrenagem de tração 20. A abertura 80 é dimensionada de modo que uma ou mais dentre as unidades de mola 72 e a placa 73 pode ser inserida por meio da abertura 80 em uma direção que se estende geralmente normal ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10 e para dentro da câmara oca 34 do alojamento 20. A parede de alojamento 30' pode também ser dotada de uma abertura 82. Preferencialmente, a margem periférica 84 da abertura 82 define uma área menor do que a margem 83 da abertura 80.

[060] Conforme mencionado acima, o propósito da placa separadora rígida 73 entre as molas 72 é dotar as molas 72 de diferentes características dinâmicas de absorção elástica em lados opostos da placa separadora 73 de modo a otimizar oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração 10. A Figura 6 é uma representação gráfica esquemática das forças realizadas por um conjunto de engrenagem de tração de atrito/elastomérico convencional. A considerar, a Figura 7 é uma representação gráfica esquemática das forças realizadas por um conjunto de engrenagem de tração que abrange um conjunto de mola 70 conforme descrito acima e configurado com uma placa separadora 73 entre as extremidades opostas do mesmo. Uma comparação entre As Figuras 6 e 7 rápida e prontamente revela como o conjunto de mola 70 configurado com a placa 73 dispostas entre as extremidades opostas do conjunto de mola 70 otimiza as oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração 10.

[061] Conforme usado no presente documento e no decorrer do mesmo, a frase “oportunidade de trabalho perdida” significa e se refere a situações em que os níveis de força transmitidos para o conjunto de engrenagem de tração caem ou diminuem dramaticamente no decorrer de um dado percurso. As áreas mostradas em linhas tracejadas na Figura 6 entre pontos A-B e C-D representam oportunidades de trabalho perdidas para um conjunto de engrenagem de tração convencional. A Figura 7 esquematicamente representa os níveis de força para um dado percurso de um conjunto de engrenagem de tração que abrange os princípios e ensinamentos da presente invenção. Os pontos A, B, C, D e E na Figura 7 são similares aos níveis de força para um dado percurso esquematicamente representados nos pontos A, B, C, D e E na Figura 6. Os níveis de força para um dado percurso mostrados na Figura 6 em comparação aos níveis de força para um dado percurso mostrados na Figura 7 mostra como o conjunto de engrenagem de tração abrange esses recursos e ensinamentos da presente invenção otimiza as oportunidades de trabalho perdidas durante um evento de impacto no conjunto de engrenagem de tração 10. Na realização mostrada a título de exemplo na Figura 7, a distância entre os pontos D e E esquematicamente representam oportunidades de trabalho adicionais fornecidas por um conjunto de engrenagem de tração que abrangem os ensinamentos e princípios desta invenção.

[062] A Figura 8 esquematicamente representa o desempenho de um conjunto de engrenagem de tração 10 que abrange os princípios e ensinamentos desta invenção, sendo que o conjunto de mola 70 é configurado para funcionar em conjunto com os ângulos θ e β da primeira e da segunda superfícies de deslizamento de atrito 48 e 58, respectivamente, em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 do conjunto de engrenagem de tração 10. Conforme mostrado na Figura 8, tal engrenagem de tração 10 suporta consistente e repetidamente entre cerca de 94,9 kJ (70.000 pé-lb) e cerca de 115,24 kJ (85.000 pé-lb) de energia transmitida para a mesma em um nível de força que não excede 272.155,42 kg (600.000 lb) sobre uma faixa de percurso do membro de cunha 50 em uma direção longitudinal ou axial para dentro em relação ao alojamento de engrenagem de tração 20 que se aproxima de 9,91 centímetros (3,9 polegadas).

[063] Alternativamente, a Figura 9 esquematicamente mostra o desempenho de uma engrenagem de tração 10 sendo que o conjunto de mola 70 do conjunto de engrenagem de tração 10 é configurado para funcionar em combinação operável com os ângulos θ e β da primeira e da segunda superfícies de deslizamento de atrito 48 e 58, respectivamente, em relação ao eixo geométrico longitudinal 22. Conforme mostrado, o conjunto de engrenagem de tração 10 suporta consistente e repetidamente cerca de 149,14 kJ (110.000 pé-lb) de energia de uma energia transmitida para o mesmo em um nível de força que não excede 408.233 kg (900.000 lb) sobre uma faixa de percurso do membro de cunha 50 em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento de engrenagem de tração 20 que não excede 11,43 centímetros (4,5 polegadas)

[064] É suficiente dizer que a Figura 9 também esquematicamente mostra o desempenho de uma engrenagem de tração 10 sendo que o conjunto de mola 70 é configurado para funcionar em combinação operável com os ângulos θ e β da primeira e da segunda superfícies de deslizamento de atrito 48 e 58, respectivamente, em relação ao eixo geométrico longitudinal 22 o conjunto de engrenagem de tração 10. Conforme mostrado, o conjunto de engrenagem de tração 10 suporta consistente e repetidamente entre cerca de 94.905 kJ (70.000 pé-lb) de energia a cerca de 149,14 kJ (110.000 pé-lb) de energia transmitida para o mesmo enquanto não excede um nível de força de cerca de 408.233 kg (900.000 lb) sobre uma faixa de percurso do membro de cunha 50 em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento de engrenagem de tração 20 que não excede 11,43 centímetros (4,5 polegadas).

[065] Com a presente invenção, e sem mudanças de projeto do limiar central 14 no vagão 16, o conjunto de engrenagem de tração 10 é configurado de modo que o membro de cunha 50 possa alcançar uma faixa de movimento longitudinal ou horizontal em uma direção axial de cerca de 11,43 centímetros (4,5 polegadas). Ou seja, o conjunto de engrenagem de tração 10 desta invenção permite 11,43 centímetros (4,5 polegadas) de percurso em uma direção de "amortecimento" e 11,43 centímetros (4,5 polegadas) de percurso em uma direção de "tração". Esse ganho vantajoso em movimento longitudinal do membro de cunha 50 permite que o conjunto de engrenagem de tração 10 suporte consistente e repetidamente entre cerca de 94.905 kJ (70.000 pé-lb) e cerca de 149,14 kJ (110.000 pé-lb) de energia transmitida para o mesmo enquanto não excede um nível de força de cerca de 408.233 kg (900.000 lb) sobre uma faixa de percurso do membro de cunha 50 em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento de engrenagem de tração 20 que não excede 11,43 centímetros (4,5 polegadas).

[066] A partir do que foi supracitado, será observado que inúmeras modificações e variações podem ser feitas e efetuadas sem fugir ou se afastar do escopo desta invenção. Ademais, será apreciado que a presente invenção se destina a definir exemplificações que não se destinam a limitar a invenção às realizações específicas ilustradas. Ao invés disso, essa invenção se destina a cobrir por meio das reivindicações anexadas todas as modificações e variações que estejam abarcadas pelo escopo das reivindicações.

Claims (15)

1. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), caracterizado por compreender: um alojamento (20) de metal oco aberto em uma primeira extremidade (28) e fechado no sentido da segunda extremidade (26) do mesmo, sendo que o alojamento (20) é configurado para se ajustar dentro de uma bolsa (12) definida por um limiar central (14) no vagão (16), sendo que o alojamento (20) define uma série de superfícies internas cônicas (36) longitudinalmente estendidas que abrem para a primeira extremidade (28) do alojamento (20) e se estendem da mesma; uma série de membros de atrito (42) igualmente espaçados sobre um eixo geométrico longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10) no sentido da primeira extremidade (28) do alojamento (20), sendo que cada membro de atrito (42) tem uma primeira (44) e uma segunda (44’) extremidades axialmente espaçadas e uma superfície externa (46) que se estende entre as extremidades (44, 44’), sendo que a superfície externa (46) em cada membro de atrito (42) é associada de modo operável a uma das superfícies internas cônicas (36) longitudinalmente estendidas no alojamento (20) de modo a definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito (48) angulada entre as mesmas; um membro de cunha (50) disposto para um movimento axial em relação à primeira extremidade (28) do alojamento (20), sendo que uma extremidade livre (52) do membro de cunha (50) se estende axialmente do alojamento (20) e contra o qual uma força externa é aplicada durante uma operação do vagão (16), sendo que o membro de cunha (50) define uma série de superfícies cônicas externas (57) igualmente espaçadas sobre o eixo geométrico longitudinal (22) do alojamento (20), sendo que cada superfície cônica externa (57) no membro de cunha (50) é associada de modo operável a uma superfície interna (47) em cada membro de atrito (42) de modo a definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito (58) angulada entre as mesmas e de modo que o membro de cunha (50) produza uma força direcionada radialmente contra os membros de atrito (42) mediante um movimento do membro de cunha (50) para dentro do alojamento (20); um apoio de mola (60) disposto dentro do alojamento (20), sendo que uma superfície (62) do apoio de mola (60) é disposta em um engate operável com a segunda extremidade (44’) de cada membro de atrito (42); um conjunto de mola (70) disposto no alojamento (20) entre a extremidade fechada (26) do alojamento (20) e uma segunda superfície (64) do apoio de mola (60) para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração (10) por meio de um acoplador, sendo que o conjunto de mola (70) compreende uma pilha axial de molas elastoméricas individuais (72) e em que o dito conjunto de mola (70) adicionalmente inclui uma placa separadora rígida (73) disposta entre duas molas (72) axialmente adjacentes individuais na dita pilha axial de molas elastoméricas (72) de modo a criar diferentes características dinâmicas de absorção elástica em lados opostos da placa separadora (73) e, por meio disso, otimizar oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração (10); e em que o conjunto de mola (70) é configurado para funcionar em combinação operável com a disposição da primeira (48) e da segunda (58) superfícies de deslizamento anguladas em relação ao eixo geométrico longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10) de modo que o conjunto de engrenagem de tração (10) suporte consistente e repetidamente 94,9 kJ a 115,24 kJ da energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração (10) enquanto não excede um nível de força de 272.155,62 kg sobre uma faixa de percurso do membro de cunha (50) em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento (20) de 8,89 centímetros.

2. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira superfície de deslizamento de atrito (48) angulada do conjunto de engrenagem de tração (10) ser disposta em um ângulo na faixa entre 1,5 graus e 5 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10).

3. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela segunda superfície de deslizamento de atrito (58) angulada do conjunto de engrenagem de tração (10) ser disposta em um ângulo na faixa entre 32 graus e 45 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10).

4. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo calço elastomérico (78) de cada mola elastomérica individual (72) ter uma dureza Shore D na faixa entre 40 e 60.

5. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), para um vagão (16), caracterizado por ter um limiar central (14) que define uma bolsa (12) que tem uma distância de 62,548 centímetros entre as pausas no mesmo, que compreende: um alojamento de metal (20) oco aberto em uma primeira extremidade (28) e fechado no sentido da segunda extremidade (26) do mesmo e configurado para se ajustar dentro da bolsa (12) definida pelo limiar central (14) no vagão (16), sendo que o alojamento (20) define uma série de superfícies internas cônicas (36) longitudinalmente estendidas que abrem para a primeira extremidade (28) do alojamento (20) e se estendem da mesma; uma série de membros de atrito (42) igualmente espaçados sobre um eixo geométrico longitudinal (22) do alojamento (20) no sentido da primeira extremidade (28) do alojamento (20), sendo que cada membro de atrito (42) tem uma primeira (44) e uma segunda (44’) extremidades axialmente espaçadas e uma superfície externa (46) que se estende entre as extremidades (44, 44’), sendo que a superfície externa (46) em cada membro de atrito (42) é associada de modo operável a uma das superfícies internas cônicas (36) longitudinalmente estendidas no alojamento (20) de modo a definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito (48) angulada entre as mesmas; um membro de cunha (50) disposto para movimento axial em relação à primeira extremidade (28) do alojamento (20), sendo que o membro de cunha (50) tem uma extremidade livre (52) que se estende além da extremidade aberta (28) do alojamento (20) e no qual uma força externa é aplicada durante uma operação do vagão (16), sendo que o membro de cunha (50) define uma série de superfícies cônicas externas (57) igualmente espaçadas sobre o eixo geométrico longitudinal (22) do alojamento (20), sendo que a superfície cônica externa (37) no membro de cunha (50) é associada de modo operável a uma superfície interna (47) em cada membro de atrito (42) de modo a definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito (58) angulada entre as mesmas e de modo que o membro de cunha (50) produza uma força direcionada radialmente contra os membros de atrito (42) mediante um movimento do membro de cunha (50) para dentro do alojamento (20); um apoio de mola (60) disposto dentro do alojamento (20), sendo que uma superfície (62) do apoio de mola (60) é disposta em um engate operável com a segunda extremidade (44’) de cada membro de atrito (42); um conjunto de mola (70) disposto no alojamento (20) entre a extremidade fechada (26) do alojamento (20) e uma segunda superfície (64) do apoio de mola (60) para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração (10), com dito conjunto de mola (70) incluindo uma pilha axial de molas elastoméricas individuais (72), sendo que cada mola elastomérica (72) inclui um calço elastomérico (78) que tem uma forma retangular, em plano, que aproxima a configuração transversal de uma câmara oca (34) definida pelo alojamento (20) e com os calços elastoméricos dispostos de forma adjacente ao apoio de mola se extendendo em engate positivo com uma superfície interna do alojamento em resposta dinâmica a uma carga axial sendo transmitida ao referido conjunto de engrenagem de tração de vagão, e com o calço elastomérico de cada mola elastomérica individual tendo uma dureza Shore D variando de 40 a 60d; e em que o conjunto de mola (70) é configurado para funcionar em combinação operável com a disposição das primeira (48) e segunda (58) superfícies de deslizamento anguladas do conjunto de engrenagem de tração (10) de modo que o conjunto de engrenagem de tração (10) suporte consistente e repetidamente mais que 130,15 kJ e até 149,14 kJ de energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração (10) a um nível de força que não exceda 408.233 kg sobre uma faixa de percurso do membro de cunha (50) em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento (20) de até 11,43 centímetros.

6. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela primeira superfície de deslizamento de atrito (48) angulada do conjunto de engrenagem de tração (10) ser disposta em um ângulo na faixa entre 1,5 grau e 5 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10).

7. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela segunda superfície de deslizamento de atrito (58) angulada do conjunto de engrenagem de tração (10) ser disposta em um ângulo na faixa entre 32 graus e 45 graus em relação ao eixo geométrico longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10).

8. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), para um vagão, caracterizado por ter um limiar central que define uma bolsa que tem uma distância de 62,548 centímetros entre as pausas no mesmo, compreendendo: um alojamento de metal oco aberto em uma primeira extremidade e fechado no sentido da segunda extremidade do mesmo, sendo que o alojamento é configurado para se ajustar dentro da bolsa definida pelo limiar central no vagão, sendo que o alojamento define uma série de superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas que abrem para a primeira extremidade do alojamento e se estendem da mesma; uma série de membros de atrito igualmente espaçados sobre um eixo longitudinal do alojamento no sentido da primeira extremidade do alojamento, sendo que cada membro de atrito tem uma primeira e uma segunda extremidades axialmente espaçadas e uma superfície externa que se estende entre as extremidades, sendo que a superfície externa em cada membro de atrito é associada de modo operável a uma das superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas no alojamento de modo a definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas; um membro de cunha disposto a partir de um movimento axial em relação à primeira extremidade do alojamento, com dito membro de cunha tendo uma extremidade livre que se estende além da extremidade aberta do dito alojamento e ao qual uma força externa é aplicada durante uma operação do vagão, sendo que o membro de cunha define uma série de superfícies cônicas externas igualmente espaçadas sobre o eixo longitudinal do alojamento, sendo que cada superfície cônica externa no membro de cunha é associada de modo operável a uma superfície interna em cada membro de atrito de modo a definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas e de maneira que o membro de cunha produza uma força radialmente direcionada contra os membros de atrito mediante um movimento do membro de cunha para dentro do alojamento; um apoio de mola disposto dentro do alojamento, sendo que uma superfície do apoio de mola é disposta em um engate operável com a segunda extremidade de cada membro de atrito; um conjunto de mola (70) incluindo uma pilha axial de molas elastoméricas dipostas no alojamento entre a extremidade fechada do alojamento e uma segunda superfície do apoio de mola para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração, em que dito conjunto de mola (70) adicionalmente inclui uma placa separadora rígida (73) disposta entre duas molas axialmente adjacentes individuais (72) na dita pilha axial de molas elastoméricas (72) de modo a criar diferentes respostas dinâmicas de absorção elástica em lados opostos da placa separadora (73) e, por meio disso, otimizar oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração (10).

9. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela primeira superfície de deslizamento de atrito (48) angulada no conjunto de engrenagem de tração (10) ser disposta em um ângulo na faixa entre 1,5 graus e 5 graus em relação ao eixo longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10).

10. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela segunda superfície de deslizamento de atrito (58) angulada no conjunto de engrenagem de tração (10) ser disposta em um ângulo na faixa entre 32 graus e 45 graus em relação ao eixo longitudinal (22) do conjunto de engrenagem de tração (10).

11. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo dito conjunto de mola (70) incluir uma pilha axial de molas elastoméricas individuais (72), sendo que cada mola elastomérica (72) inclui um calço elastomérico (78) que tem uma forma retangular, em plano, que aproxima a configuração transversal de uma câmara oca (34) definida pelo alojamento (20) e, por meio disso, otimizar a capacidade do conjunto de mola para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração (10).

12. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo calço elastomérico (78) de cada mola elastomérica individual (72) ter uma dureza Shore D na faixa entre 40 e 60.

13. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), para um vagão (16), caracterizado por compreender um limiar central que define uma bolsa que tem uma distância de 62,548 centímetros entre as pausas no mesmo, sendo que o conjunto de engrenagem de tração compreende: um alojamento de metal oco aberto em uma primeira extremidade e fechado no sentido da segunda extremidade do mesmo, sendo que o alojamento é configurado para se ajustar dentro da bolsa definida pelo limiar central no vagão, sendo que o alojamento define uma série de superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas que abrem para a primeira extremidade do alojamento e se estendem da mesma; uma série de membros de atrito igualmente espaçados sobre um eixo longitudinal do alojamento no sentido da primeira extremidade do alojamento, sendo que cada membro de atrito tem uma primeira e uma segunda extremidades axialmente espaçadas e uma superfície externa que se estende entre as extremidades, sendo que a superfície externa em cada membro de atrito é associada de modo operável a uma das superfícies internas cônicas longitudinalmente estendidas no alojamento de modo a definir uma primeira superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas; um membro de cunha disposto a partir de um movimento axial em relação à primeira extremidade do alojamento, com dito membro de cunha tendo uma extremidade livre que se estende a partir da extremidade aberta do dito alojamento e ao qual uma força externa é aplicada durante uma operação do vagão, sendo que o membro de cunha define uma série de superfícies cônicas externas igualmente espaçadas sobre o eixo longitudinal do alojamento, sendo que cada superfície cônica externa no membro de cunha é associada de modo operável a uma superfície interna em cada membro de atrito de modo a definir uma segunda superfície de deslizamento de atrito angulada entre as mesmas e de maneira que o membro de cunha produza uma força radialmente direcionada contra os membros de atrito mediante um movimento do membro de cunha para dentro do alojamento; um apoio de mola disposto dentro do alojamento, sendo que uma superfície do apoio de mola é disposta em um engate operável com a segunda extremidade de cada membro de atrito; um conjunto de mola incluindo uma pilha axial de molas elastoméricas disposto no alojamento entre a extremidade fechada (26) do alojamento (20) e uma segunda superfície (64) do apoio de mola (60) para armazenar, dissipar e retornar a energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração; em que o dito conjunto de mola (70) adicionalmente inclui uma placa separadora rígida (73) disposta entre duas molas axialmente adjacentes individuais (72) na pilha axial de molas elastoméricas (72) de modo a criar uma reação de absorção elástica dinâmica diferente em lados opostos da placa separadora (73) e, por meio disso, minimizar oportunidades dinâmicas de trabalho perdido durante um evento de impacto do conjunto de engrenagem de tração (10); e em que o conjunto de mola é configurado para funcionar em combinação operável com a disposição das primeira e segunda superfícies de deslizamento anguladas do dito conjunto de engrenagem de tração de modo que o conjunto de engrenagem de tração suporte consistente e repetidamente 94,905 kJ a 149,14 kJ de energia transmitida para o conjunto de engrenagem de tração a um nível de força que não exceda 408.233,43 kg sobre uma faixa de percurso do membro de cunha em uma direção axial para dentro em relação ao alojamento de até 11,43 centímetros.

14. CONJUNTODE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo primeiro grupo de molas (72) disposto em um lado da dita placa separadora (73) ter um coeficiente de deformação cumulativo diferente de um grupo de molas (72) dispostas em um lado oposto da dita placa separadora (73).

15. CONJUNTO DE ENGRENAGEM DE TRAÇÃO DE VAGÃO (10), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo grupo de molas (72) disposto entre a dita placa separadora (73) e o apoio de mola (60) oferecer menos resistência à compressão axial do que o grupo de molas (72) disposto entre o lado oposto da dita placa separadora (73) e a extremidade fechada (26) do dito alojamento (20).

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