BR112018070879B1 - Método para fabricação de um acoplador de vagão - Google Patents

Abstract

Um método para a fabricação de núcleos em cabeça do engate para acoplador de vagão que inclui a provisão de uma primeira caixa de núcleos incorporando paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro quanto a pelo menos uma cavidade para núcleo de rotor. O método compreende ainda pelo menos do preenchimento parcial de pelo menos uma cavidade de núcleo de rotor contendo uma primeira resina de areia para formar pelo menos um núcleo de rotor. O método inclui ainda a provisão de uma segunda caixa de núcleos incorporando paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça do engate. Pelo menos um núcleo de rotor vem a ser posicionado no interior da segunda caixa de núcleos. O método compreende ainda pelo menos do preenchimento parcial de pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça do engate contendo uma segunda resina de areia para dar formação a pelo menos um núcleo de cabeça do engate.

Description

REFERÊNCIA CORRELATA A PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica o benefício advindo do Pedido Provisório U.S. No. 62/321824, depositado em 13 de Abril de 2016, intitulado "System and Method for Manufacturing Railcar Coupler Headcores", o qual é incorporado neste relatório como referência.

CAMPO TÉCNICO

[002] O presente relatório descritivo se refere, em termos gerais, a vagões ferroviários, e mais em particular, a um sistema e método voltados para a fabricação de núcleos de cabeça para acopladores de vagões.

FUNDAMENTOS

[003] Os acopladores de vagões são posicionados junto à cada extremidade de um vagão ferroviário dando condições a que uma extremidade de tal vagão ferroviário venha a se unir com uma extremidade disposta de modo adjacente ao outro vagão ferroviário. Em geral, os acopladores de vagões são fabricados a partir da moldagem do aço ou de uma outra liga qualquer, empregando-se um molde e um conjunto de núcleos compreendendo de múltiplos núcleos. Cada núcleo pode ser usado para formar uma ou mais cavidades internas de um acoplador. Métodos convencionais de fabricação de acopladores de vagão tem incluído a produção de acopladores fazendo emprego de sete ou oito núcleos posicionados no interior de um molde. Tipicamente, esses núcleos são posicionados de modo fixo empregando-se pregos e/ou suportes do núcleo. Durante o próprio processo de moldagem, a relação entre o molde e os núcleos dispostos no interior do molde vem a ser crítica para a produção de um satisfatório acoplador para vagão. Caso um ou mais núcleos se movam e/ou se desviem para fora de posição durante o processo de moldagem, o acoplador resultante pode vir a falhar devido a inconsistências internas e/ou externas nas paredes metálicas do acoplador.

SUMÁRIO

[004] Os ensinamentos da presente relatório descritivo se referem a um sistema e método para a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador de vagão. De acordo com uma modalidade, um método para a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador de vagão inclui a provisão de uma primeira caixa de núcleos possuindo paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de pelo menos uma cavidade de núcleo de rotor. O método compreende ainda pelo menos do preenchimento de pelo menos uma cavidade de núcleo de rotor contendo uma primeira resina de areia para a formação de pelo menos um núcleo de rotor. O método inclui ainda a provisão de uma segunda caixa de núcleos possuindo paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça. Pelo menos um núcleo de rotor vem a ser posicionado no interior da segunda caixa de núcleos. O método compreende também pelo menos parcialmente do preenchimento de pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça com uma segunda resina de areia para formar pelo menos um núcleo de cabeça.

[005] As vantagens técnicas das modalidades em particular podem incluir a provisão de um núcleo de cabeça que dê condições a que seja fabricado um acoplador fazendo uso de uma quantidade menor de núcleos em relação aos métodos convencionais voltados a fabricação de acopladores de vagões. Por exemplo, um único núcleo de cabeça pode ser usado para a formação da porção de cabeça de um acoplador (por exemplo, a formação de múltiplas cavidades e/ou superfícies internas de uma porção de cabeça de um acoplador). Tem-se como resultado que o emprego de uma menor quantidade de núcleos (os quais estão sujeitos a se movimentarem durante a moldagem) fornece um acoplador mais eficiente e mais estável. Em particular, através do emprego de uma quantidade menor de núcleos, existe uma maior probabilidade de que as cavidades internas e paredes do acoplador apresentem a espessura adequada, uma vez que está presente uma quantidade menor de núcleos internos a se movimentarem no processo de moldagem.

[006] As vantagens técnicas adicionais das modalidades particulares incluem a fabricação de núcleos de cabeças de trilho de acoplamento fazendo uso de núcleos de rotor posicionados no interior de uma caixa de núcleos reduzindo a complexidade da geometria e do ciclo de tempo de descarga para a fabricação dos núcleos de cabeça para acoplador, o que por sua vez, simplifica o processo de fabricação do núcleo de cabeça e aumenta a capacidade de fabricação dos acopladores de vagões. Além disso, os núcleos de cabeça podem apresentar linhas divisórias mais complexas em função de duas linhas divisórias virem a ser formadas em dois planos separados, se apresentando em 90 graus uma da outra (por exemplo, a porção de um núcleo de cabeça possuindo um núcleo de rotor pode apresentar uma linha divisória vertical e a porção do núcleo de cabeça formada em torno do núcleo de rotor pode apresentar uma linha divisória horizontal).

[007] Uma outra vantagem das modalidades particulares pode incluir um conjunto de núcleos que inclui um núcleo de cabeça e três para quatro outros núcleos. Em tais modalidades, menos materiais são precisos para a fabricação de um acoplador, uma vez que pregos e/ou suportes não serão necessários para a fixação do núcleo de cabeça e outros núcleos posicionados no interior de um molde. Por sua vez, o tempo e a mão de obra para a fabricação de um acoplador podem ser reduzidos.

[008] Ainda uma outra vantagem técnica das modalidades particulares inclui um modelo inovativo de núcleo de cabeça contendo impressões de núcleo mais precisos e amplos, o que dá condições a um ajuste fácil ao molde e aumenta a eficiência da fabricação das porções de núcleos de cabeça para acoplador, aumentando a eficiência dos acopladores de vagão fabricados.

[009] Uma vantagem técnica adicional das modalidades em particular inclui um núcleo de cabeça e múltiplos impressões de núcleo, cada um dos configurados para confinarem uma ou mais porções de uma cavidade de molde de acoplador, fixando dessa forma o núcleo de cabeça em posição no interior da cavidade de molde de acoplador de uma caixa de moldagem. Consequentemente, tais impressões de núcleos impedem que o núcleo de cabeça venha a se desviar durante o processo de moldagem de acoplador de vagão, eliminando a necessidade de se fixar o núcleo de cabeça em posição no interior da caixa de moldagem com o emprego de pregos e/ou suportes.

[010] Outras vantagens técnicas tornar-se-ão prontamente evidentes aos especialistas da área técnica a partir das figuras, descrições, e reivindicações vindas a seguir, incluídas no relatório. Além disso, enquanto vantagens específicas vieram a ser enumeradas neste relatório, certas modalidades da presente descrição podem incluir todas, algumas, ou nenhuma das vantagens enumeradas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[011] O acima exposto e outros aspectos e vantagens do presente relatório tornar-se-ão evidentes a partir de uma consideração da descrição detalhada a seguir quando analisada em conexão com os desenhos de acompanhamento, os quais compreendem: As Figuras de 1A até 1C que ilustram as vistas em perspectiva de um núcleo de cabeça de um conjunto de fabricação de acoplador para a fabricação de acopladores de vagões, de acordo com as modalidades particulares; A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de um exemplo de núcleo de rotor para a fabricação de núcleos de cabeça, de acordo com as modalidades em particular; As Figuras de 3A a 3B ilustram uma vista em perspectiva e vista lateral, respectivamente, de um exemplo de caixa de núcleos para a fabricação de núcleos de rotor, de acordo com as modalidades em particular; A Figura 4 ilustra exemplo de núcleos de rotor posicionados no interior de uma caixa de núcleos de um conjunto de fabricação de núcleo de cabeça para a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador, de acordo com as modalidades particulares; As Figuras de 5A até 5C ilustram um exemplo de conjunto de fabricação de núcleo de cabeça para a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador, de acordo com as modalidades em particular; As Figuras de 6A até 6C ilustram as vistas em perspectiva de núcleos de cabeça para acoplador fabricadas em um exemplo de conjunto de fabricação de acoplador, de acordo com as modalidades em particular; As Figuras de 7A até 7B ilustram uma vista detalhada e uma vista em perspectiva de componentes de exemplo de um conjunto de fabricação de acoplador, de acordo com as modalidades em particular; As Figuras de 8A até 8B ilustram uma vista detalhada e uma vista em perspectiva de componentes de exemplo de um outro conjunto de fabricação de acoplador, de acordo com as modalidades particulares; A Figura 9 ilustra uma vista de topo de componentes de exemplo de um conjunto de fabricação de acoplador posicionado no interior de uma caixa de moldagem, de acordo com as modalidades em particular; A Figura 10 ilustra uma vista em perspectiva de componentes de exemplo de um conjunto de fabricação de acoplador convencional posicionado no interior de um molde de moldagem; A Figura 11A ilustra uma vista parcial de um conjunto de fabricação de acoplador convencional da Figura 10; A Figura 11B ilustra uma vista parcial de exemplo de conjuntos de fabricação de acoplador das Figuras de 7A a 9, de acordo com as modalidades em particular; e A Figura 12 ilustra um exemplo de um método voltado a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador de vagão, de acordo com as modalidades em particular.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[012] As modalidades de exemplo e suas vantagens são melhor entendidas via referências as Figuras de 1 a 12 dos desenhos, com numerais semelhantes sendo usados para partes semelhantes e correspondentes dos diversos desenhos.

[013] Os acopladores de vagões são dispostos junto á cada extremidade de um vagão ferroviário dando condições a junção de uma extremidade de tal vagão ferroviário com uma extremidade disposta de modo adjacente de um outro vagão ferroviário. Em regra, os acopladores de vagões são fabricados a partir de um aço fundido ou de alguma outra liga fazendo emprego de um molde e de um conjunto de núcleos contendo múltiplos núcleos. Cada núcleo pode ser usado para formar uma ou mais cavidades internas de um acoplador. Métodos convencionais de fabricação de acopladores de vagão tem incluído a produção de acopladores fazendo uso de sete a oito núcleos posicionados no interior de um molde. Esses núcleos são fixados, tipicamente, em posição com o uso de pregos e/ou suportes. Durante o próprio processo de moldagem, a relação entre o molde e os núcleos dispostos no interior do molde torna-se crítica para a produção de um acoplador de vagão satisfatório. Caso um ou mais núcleos se movimentem e/ou se desviem para fora de posição durante o processo de moldagem, o acoplador resultante pode vir a falhar devido a inconsistências internas e/ou externas nas paredes metálicas do acoplador.

[014] Os ensinamentos deste relatório descritivo reconhecem que seria desejável se incorporar um núcleo de rotor junto ao processo de produção de núcleos de cabeça para a diminuição da quantidade de núcleos internos empregados na fabricação de acopladores de vagão, otimizando, dessa forma a produção e qualidade dos acopladores de vagão. Em outras palavras, o presente relatório descritivo reconhece que seria vantajoso se aumentar a quantidade de superfícies e cavidades internas formadas em um acoplador de vagão com o emprego de um simples núcleo de cabeça. As Figuras de 1 a 12 adiante ilustram um sistema e método de emprego de um núcleo de rotor posicionado no interior de uma caixa de núcleos para a fabricação de um núcleo de cabeça.

[015] As Figuras de 1A a 1C ilustram as vistas em perspectiva de um exemplo de núcleo de cabeça de um conjunto de fabricação de acoplador voltado à fabricação de acopladores de vagão, de acordo com as modalidades em particular. Em geral, os acopladores podem ser fabricados através de um processo de moldagem com aço ou outra liga. Um ou mais núcleos podem ser usados no processo de fabricação de modo a formarem diversas cavidades ou aberturas no acoplador. Exemplares de núcleos podem ser feitos de resina ou então por areia endurecida. Alternativamente, os núcleos podem ser formados de ferro ou aço fundidos. De acordo com a descrição mais detalhada adiante, os núcleos podem ser produzidos em uma caixa de núcleos (por exemplo, uma caixa fria, caixa térmica, etc.)

[016] Em um processo de fabricação de exemplo, os acopladores podem ser fabricados em uma cavidade de molde no interior de uma caixa de moldagem entre as seções de cúpula e seção inferior. A areia, tal como a areia verde, é empregada para definir as paredes de limite interno da cavidade de molde. A cavidade de molde pode ser formada pelo emprego de um padrão e pode incluir um sistema de ponte de ligação dando condições a que uma liga fundida dê entrada na cavidade de molde. As cavidades de molde definem as superfícies externas de um acoplador. Os núcleos empregados para a formação de cavidades são posicionados diante de localizações apropriadas no interior da cavidade de molde. Uma vez que o acoplador seja fundido, os núcleos de resina de areia podem ser removidos, deixando as cavidades. O acoplador pode passar por um processo de finalização metálica que inclui o acabamento das superfícies do acoplador.

[017] Com referência novamente a Figura 1A, um conjunto de fabricação de acoplador 100 em geral inclui um núcleo de cabeça 102. O núcleo de cabeça 102 pode ser usado para formação de cavidades em uma moldagem de acoplador quando a liga fundida se solidifica em torno do núcleo. Exemplares de núcleos de cabeças de trilho 102 podem consistir em resina de areia e/ou de qualquer outro tipo de material adequado.

[018] Em certas modalidades, cada núcleo de cabeça 102 pode definir o interior da porção de cabeça de um acoplador e pode incluir um núcleo de rotor 104. Por exemplo, conforme discutido em maiores detalhes abaixo com respeito as Figuras de 5A a 6C, o núcleo de cabeça 102 pode ser formado pelo posicionamento vertical do núcleo de rotor 104 no interior de uma cavidade de molde de núcleo de cabeça de uma caixa de núcleos e em seguida, soprar-se areia para a caixa de núcleos e em torno do núcleo de rotor 104 posicionado verticalmente. Em tal exemplo, a areia unifica-se em torno do núcleo de rotor 104 dando formação ao núcleo de cabeça 102. Tem-se que, o núcleo de cabeça 102 pode ser maior do que os núcleos de cabeça convencionais.

[019] Em certas modalidades, o núcleo de cabeça 102 pode consistir de linhas divisórias mais complexas do que dado em um núcleo de cabeça convencional, uma vez que as linhas divisórias do núcleo de cabeça 102 podem compreender de dois planos separados em 90 graus um para o outro (por exemplo, o núcleo de rotor 104 embutido no interior do núcleo de cabeça 102 pode apresentar uma linha divisória vertical e o núcleo de cabeça 102 resultante pode apresentar uma linha divisória horizontal). Tais linhas divisórias complexas podem reduzir o risco de falhas durante a operação. Em regra, o emprego do núcleo de motor 104 para a formação do núcleo de cabeça 102 reduz a quantidade total de núcleos necessários para a fabricação de um acoplador de vagão (por exemplo, de 7 ou 8 núcleos para 4 ou 5 núcleos).

[020] Por exemplo, um conjunto de fabricação de acoplador convencional pode incluir um núcleo de pino (por exemplo, a partir da porção inferior de uma cavidade de orifício de pino C-10 (a qual em geral dá condição de acesso a um pino C10, durante a desinstalação)), um núcleo com trava contra rotação (por exemplo, para formar a porção de base de um moente de rotor), um núcleo de alheta de mangueira (por exemplo, para formar uma alheta de mangueira de frenagem (a qual pode ser usada para apoiar uma mangueira de frenagem)), um núcleo em prateleira inferior (por exemplo, para formar a geometria em prateleira inferior), um núcleo de cabeça /manivela (por exemplo, para formar a geometria interior de um núcleo de acoplador, câmaras de travamento superior e inferior, manivela, e/ou uma guarnição frontal de um acoplador), um núcleo de braço de proteção (por exemplo, para formar as cavidades de um braço de proteção de um acoplador), e um núcleo de ranhura para chaveta (por exemplo, para formar a geometria de uma abertura de ranhura por chaveta de um acoplador). Entretanto, por meio do uso do núcleo de rotor 104 para a formação do núcleo de cabeça 102 do conjunto de fabricação de acoplador 100, o núcleo de pino, o núcleo de alheta de mangueira, e o núcleo com trava contra rotação não se fazem mais necessários para a fabricação de um acoplador de vagão.

[021] Além disso, o emprego do núcleo de rotor 104 para a formação do núcleo de cabeça 102 aumenta na quantidade total de impressões de núcleos do núcleo de cabeça 102, em comparação com os núcleos de cabeças de trilho convencionais, os quais, tipicamente, possuem um impressão de núcleo.

[022] Com referência as Figuras 1B e 1C, um núcleo de cabeça 102, em geral, consiste em uma pluralidade de impressões de núcleos, tais como os impressões de núcleo 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, e 134. Cada impressão de núcleo pode ser configurado para confinar pelo menos uma porção de uma cavidade de molde de acoplador de uma caixa de moldagem de acoplador. Por exemplo, os impressões de núcleos 120, 122, e 130 podem ser configurados para confinarem pelo menos uma porção superior de uma cavidade de molde para acoplador fixando o núcleo de cabeça 102 junto à porção superior da cavidade de molde de acoplador. Similarmente, os impressões de núcleos 120, 124, 126, 128, 132, e 134 podem ser configurados para confinarem pelo menos uma porção de base de uma cavidade de molde de acoplador fixando o núcleo de cabeça 102 junto à porção inferior da cavidade de molde de acoplador. Assim, os impressões de núcleos 120, 122, 124, 128, 130, 132, e 134 do núcleo de cabeça 102 impedem que o núcleo de cabeça 102 venha a se deslocar durante o processo de moldagem de acoplador de vagão, eliminando a necessidade por se fixar o núcleo de cabeça 102 posicionado dentro da caixa de moldagem com o emprego de pregos e/ou suportes. Conforme explicado acima, os núcleos de cabeça 102, em geral, possuem mais impressões de núcleos do que os núcleos de cabeça convencionais (por exemplo, oito em lugar de um).

[023] Embora as Figuras de 1A a 1C ilustram o núcleo de cabeça 102 possuindo um núcleo de rotor 104 e oito impressões de núcleo 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, e 134, o núcleo de cabeça 102 pode apresentar uma quantidade qualquer de núcleos de rotor e impressões de núcleo. Além disso, enquanto se observou os exemplos particulares do núcleo de cabeça 102, esta descrição contempla qualquer núcleo de cabeça 102 adequado configurado em qualquer maneira apropriada.

[024] A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de um núcleo de rotor de exemplo para a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador, de acordo com as modalidades em particular. O núcleo de rotor 104 pode compreender de resina de areia ou então, de areia endurecida e pode ser formado em uma máquina de caixa fria ou qualquer outra caixa de núcleos adequada. Em certas modalidades, o núcleo de rotor 104 pode ser referir a um núcleo de areia soprado. Um núcleo de areia soprado pode consistir em um núcleo que foi formado pelo sopro de uma resina de areia e de uma mistura de aglutinador em uma caixa de núcleos fazendo uso de pressão pneumática.

[025] Em geral, os núcleos de rotor 104 facilitam a fabricação de núcleos de cabeça 102. As vantagens do emprego de núcleos de rotor 104 no processo de fabricação de núcleos de cabeça incluem, sem qualquer limitação, aumentam a capacidade de fabricação da geometria complexa de núcleo de cabeça viabilizando por impressões de núcleos de cabeça mais precisos (o que produz uma tolerância mais ajustada, e reduz a habilidade do núcleo de cabeça a se deslocar quando o aço fundido dá entrada na cavidade de molde). Além disso, a geometria complexa de núcleo de cabeça envolve superfícies projetadas horizontais e verticais; introdução de núcleos de rotor 104, uma vez que os núcleos formados por sopro, simplifica a complexidade por meio de capacitar de partir o núcleo de cabeça de uma maneira. Ainda uma outra vantagem inclui a redução do tempo de sopro, que se dá em função do fato de que a presença dos núcleos de rotor 104 (núcleos formados a sopro) reduz o volume geral de areia por sopro.

[026] Embora os exemplos em particular dos núcleos de rotor 104 tenham sido descritos com respeito a Figura 2, este relatório contempla quaisquer tipos de núcleos de rotor 104 configurados em qualquer maneira adequada.

[027] As Figuras 3A e 3B ilustram, respectivamente, uma vista em perspectiva e uma vista lateral, de uma caixa de núcleos de exemplo para a fabricação de núcleos de rotor, de acordo com as modalidades em particular. Uma caixa de núcleos 200 pode ser configurada para a fabricação de núcleos de rotor 104 e pode ser feita de ferro, aço, alumínio, plástico, madeira, e/ou qualquer outro tipo de material adequado. Exemplos de caixa de núcleos 200 podem incluir uma caixa fria, caixa térmica, caixa aquecida, e/ou qualquer outra caixa de núcleo adequada.

[028] A caixa de núcleos 200 pode incluir as porções de molde superior e inferior. Cada porção de molde superior (não mostrada) e porção de molde inferior podem incluir paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro das cavidades de núcleo de rotor. Em uma modalidade de exemplo, uma vez que as porções de molde superior e inferior da caixa de núcleos 200 sejam trazidas em conjunto e fechadas ao longo de suas linhas divisórias, a areia pode ser soprada para o interior da caixa de núcleos 200 formando os núcleos de rotor 104. Após a areia ser ajustada, os núcleos de rotor 104 podem ser removidos da caixa de núcleos 200. O emprego de núcleos de rotor 104 para a formação de núcleos de cabeça 102, em geral, reduz a quantidade total dos núcleos internos requeridos para a fabricação dos acopladores de vagões (por exemplo, de 8 núcleos para 4 ou 5 núcleos). O emprego de núcleos de rotor 104 para a formação de núcleos de rotor 102 aumenta ainda a quantidade de impressões de núcleo dos núcleos de cabeça 102, conforme explicado acima com respeito as Figuras de 1A a 1C.

[029] Embora as Figuras 3A a 3B ilustram a caixa de núcleos 220 quanto a fabricação de três núcleos de rotor 104, a caixa de núcleo 200 pode fabricar uma quantidade qualquer de núcleos de rotor 104, tal como um núcleo de rotor 104, dois núcleos de rotor 104, quatro núcleos de rotor 104, dez núcleos de rotor 104, e assim por diante. Além disso, enquanto tenham sido descritos exemplos particulares do processo de moldagem de areia, caixa de núcleos 200, e núcleos de rotor 104, este relatório contempla qualquer processo de moldagem de areia, caixa de núcleos 200, e núcleos de rotor 104 adequados.

[030] A Figura 4 ilustra exemplos núcleos de rotor posicionados no interior de uma caixa de núcleos de um conjunto de fabricação de núcleos de cabeça para a fabricação de núcleos de cabeça para acopladores, de acordo com as modalidades em particular. Em geral, um conjunto de fabricação de núcleo de cabeça 300 inclui uma caixa de núcleo 302 usada para a fabricação de um ou mais núcleos de cabeças de trilho (tal como um ou mais núcleos de cabeça 102 da Figura 1). A caixa de núcleos 302 pode ser feita de ferro, aço, alumínio, plástico, madeira, e/ou qualquer outro tipo de material adequado. Exemplos de caixa de núcleos 302 podem incluir uma caixa fria, caixa térmica, caixa aquecida, e/ou outros tipos adequados de caixas de núcleos. A caixa de núcleos 302 pode incluir porções de molde superior e inferior 304. Cada porção de molde superior 304 (não mostrada) e porção de molde inferior 304 pode incluir paredes internas definindo pelo menos em parte limites de perímetro de cavidades de núcleo de cabeça , tais como as cavidades de núcleo de cabeça 306.

[031] Em uma modalidade de exemplo, pelo menos dois núcleos de rotor 104 podem ser posicionados em uma localização apropriada no interior da porção de molde inferior 304 da caixa de núcleos 302. Por exemplo, um núcleo de rotor 104 pode ser posicionado verticalmente no interior de uma porção inferior de uma cavidade de núcleo de cabeça 306a da porção de molde inferior 304 e um outro núcleo de rotor 104 pode ser posicionado verticalmente no interior de uma porção inferior de uma cavidade de núcleo de cabeça 306b da porção de molde inferior 304. Em certas modalidades, cada núcleo de rotor 104 pode ser fixado junto a uma porção de uma respectiva cavidade de núcleo de cabeça 306.

[032] Uma vez que os núcleos de rotor 104 tenham sido posicionados no interior da porção de molde inferior 304, a porção de molde superior 304 pode ser alinhada e acoplada junto à porção de molde inferior 304 para fechar a caixa de núcleos 302 e formar as cavidades de núcleo de cabeça 306.

[033] Embora exemplos particulares dos núcleos de rotor 104, caixa de núcleos 302, porções de molde superior e inferior 304, e cavidades de núcleo de cabeça 306 tenham sido descritas com respeito a Figura 4, este relatório contempla quaisquer tipos de núcleos de rotor 104 adequados, caixa de núcleos 302, porções de molde superior e inferior 304, e cavidades de núcleo de cabeça configurados em qualquer maneira. Além disso, enquanto exemplos particulares de posicionamento de núcleos de rotor 104 tenham sido descritos, o presente relatório contempla qualquer posicionamento adequado dos núcleos de rotor 104 em qualquer ordem adequado e em qualquer direção adequada.

[034] As Figuras de 5A a 5C ilustram um exemplo de um conjunto de fabricação de núcleo de cabeça para a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador, de acordo com as modalidades em particular. O conjunto de fabricação de núcleo de cabeça 300 pode incluir uma caixa de núcleo 302 e tubos de soprar 308. A caixa de núcleo 302 pode ser feita de ferro, aço, alumínio, plástico, madeira, e/ou qualquer outro tipo de material adequado. Exemplos de caixa de núcleo 302 podem incluir uma caixa fria, caixa térmica, caixa aquecida, e/ou qualquer outro tipo de caixa de núcleo adequada. De acordo com a modalidade ilustrada, a caixa de núcleo 302 pode incluir porções de molde superior e inferior 304 (tal como a porção de mols inferior 304a e a porção de molde superior 304b). A porção de molde inferior 304a e a porção de molde superior 304b podem incluir paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro das cavidades de núcleos de cabeça 306 (tais como as cavidades de núcleo de cabeça 306a e 306b).

[035] A areia e/ou qualquer outro tipo de material adequado podem ser soprados para as cavidades do núcleo de cabeça 302 via os tubos de soprar 308. Os tubos de soprar 308 de exemplo podem ser feitos de aço e/ou borracha (por exemplo, aço com pontas de borracha). Cada tubo de soprar 308 pode ser inserido mecanicamente junto à porção de molde superior 304b (por exemplo, toda de uma vez ou em série), e pode se estender desde uma superfície de topo da porção de molde superior 304b até uma superfície de base da porção de molde superior 304b. Em geral, os tubos de soprar 308 possibilitam a passagem da areia através da porção de molde superior 304b e em sentido às cavidades do núcleo de cabeça 306. Em certas modalidades, dezenove tubos de soprar 308 podem ser usados para preenchimento de cada cavidade de núcleo de cabeça 306 com areia. Alternativamente, uma quantidade qualquer de tubos de soprar 308 pode ser usada para preencher cada cavidade de núcleo de cabeça 306 com areia.

[036] Em uma modalidade de exemplo, pelo menos dois núcleos de rotores 104 podem ser posicionados em uma localização apropriada no interior da porção de molde inferior 304a da caixa de núcleos 302. Por exemplo, um núcleo de rotor 104 pode ser posicionado verticalmente no interior de uma porção inferior de uma cavidade de núcleo de cabeça 306a da porção de molde inferior 304a e um outro núcleo de rotor 104 pode ser posicionado verticalmente no interior de uma porção inferior de uma cavidade de núcleo de cabeça 306b da porção de molde inferior 304a. Uma vez que os núcleos de rotor 104 tenham sido colocados no interior da porção de molde inferior 304a, a porção de molde superior 304b pode ser alinhada e acoplada junto à porção de molde inferior 304a próxima da caixa de núcleo 302, formando as cavidades de núcleo de cabeça 306. Em seguida, os tubos de soprar 308 podem ser inseridos na porção de molde superior 304b. Por exemplo, cada tubo de soprar 308 pode ser posicionado no interior de um respectivo orifício de soprar da porção de molde superior 304b, de modo que a areia possa preencher as cavidades de núcleo de cabeça 306 em um modo horizontal.

[037] Após os tubos de soprar 308 haverem sido posicionados nos respectivos orifícios de soprar, as cavidades de núcleo de cabeça 306 são pelo menos parcialmente preenchidas, empregando-se qualquer tipo de maquinário adequado, com a areia se aderindo em torno dos núcleos de rotor 104, através de reação química, formando os núcleos de cabeça 102, conforme ilustrado nas Figuras de 6A a 6C. Em certas modalidades, após o preenchimento das cavidades de núcleo de cabeça 306 com areia, ocorre um processo de gaseificação, o qual pode envolver gás de amina entrando nas cavidades para solidificação da areia. Além disso, em certas modalidades, antes do preenchimento das cavidades de núcleo de cabeça 306, a areia pode ser misturada com resina.

[038] Tem-se que o emprego de núcleos de rotor 104 para a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador 102 resulta em, (1) o volume de areia soprado para a caixa de núcleo 302 é diminuído; (2) a complexidade das linhas divisórias dos núcleos de cabeça 102 é aumentada devido as suas linhas divisórias serem formadas em dois planos separados e em 90 graus um com o outro (por exemplo, o núcleo de rotor 104 embutido no interior do núcleo de cabeça 102 pode apresentar uma linha divisória vertical e o núcleo de cabeça 102 resultante pode apresentar uma linha divisória horizontal); (3) a capacidade de fabricação da geometria complexa de uma cabeça de acoplador de vagão é aumentada em função da presença de um núcleo (por exemplo, o núcleo de cabeça 102), em vez dos dois núcleos convencionais (por exemplo, um núcleo de cabeça convencional e um núcleo de travamento rotacional), que pode ser usado para formação das superfícies internas e cavidades da cabeça para acoplador de vagão; e (4) se elimina a possibilidade de deslocamento do núcleo durante o processo de moldagem e a necessidade do emprego de suportes e pregos para fixar os núcleos posicionados no interior da caixa de moldagem. Além disso, o emprego do núcleo de rotor 104 para a formação do núcleo de cabeça 102 reduz a quantidade total de núcleos internos requeridos para a fabricação de um acoplador de vagão (por exemplo, a partir de 8 núcleos para 4 ou 5 núcleos), aumentando a quantidade total de impressões de núcleo (por exemplo, desde 1 impressão de núcleo até 8 impressões de núcleo) do núcleo de cabeça 102.

[039] Embora exemplos particulares de núcleos de cabeça 102, núcleos de rotor 104, conjunto de fabricação de núcleo de cabeça 300, caixa de núcleo 302, porções de molde superior e inferior 304, cavidades de núcleo de cabeça 304, cavidades de núcleo de cabeça 306, e tubos de soprar 308 tenham sido descritos com respeito as Figuras de 5A a 5C, este relatório contempla quaisquer tipos de núcleos de cabeça 102, núcleos de rotor 104, conjunto de fabricação de núcleo de cabeça 306, e tubos de soprar 308 configurados em qualquer maneira adequada. Além disso, enquanto exemplos particulares de posicionamento de componentes do conjunto de fabricação de núcleo de cabeça 300 tenham sido descritos, o presente relatório contempla qualquer posicionamento adequado de quaisquer componentes do conjunto de fabricação de núcleo de cabeça 300 em qualquer ordem adequada e em qualquer direção adequada.

[040] As Figuras de 6A a 6C ilustram as vistas em perspectiva de núcleos de cabeça para acoplador fabricadas em um conjunto de fabricação de núcleo de cabeça de exemplo, de acordo com as modalidades em particular. Conforme descrito em maiores detalhes acima com respeito as Figuras de 5A a 5C, os núcleos de cabeça 102 são formados a partir da areia que se adere em torno dos núcleos de rotor 104. As vantagens de fabricação dos núcleos de cabeça 102 empregando-se núcleos de rotor 104 (entre outras coisas) incluem, sem qualquer limitação. A redução da complexidade da geometria e do ciclo de tempo de sopor para a fabricação dos núcleos de cabeça para acoplador (devido ao processo para a formação dos núcleos de cabeça 102 do presente relatório fazerem uso de menos areia), o que por sua vez, simplifica o processo de fabricação de núcleo de cabeça. Mais ainda, o emprego do núcleo de rotor 104 para a formação do núcleo de cabeça 102 reduz a quantidade total dos núcleos internos requeridos para a fabricação de um acoplador de vagão (por exemplo, de 8 núcleos para 4 ou 5 núcleos), aumentando a quantidade total de impressões de núcleo (por exemplo, de 1 impressão de núcleo para 8 impressões de núcleo) do núcleo de cabeça 102.

[041] Embora as Figuras de 6A a 6C ilustrem cada núcleo de rotor 104 como sendo integrado com um respectivo núcleo de cabeça 102, em certas modalidades, o núcleo de rotor 104 pode ser separado do núcleo de cabeça 102 e/ou de qualquer outro componente das Figuras de 6A a 6C.

[042] As Figuras de 7A a 7B ilustram uma vista detalhada e uma vista em perspectiva de componentes de exemplo de um conjunto de fabricação de acoplador, de acordo com as modalidades em particular. Os conjuntos de fabricação de acoplador 400 podem incluir um núcleo de cabeça 102 compreendendo de núcleo de rotor 104 (por exemplo, para formação das cavidades internas de uma cabeça de acoplador, câmaras de travamento superior e inferior, interior da manivela, moente de rotor, e a guarnição frontal de uma cabeça de acoplador de um acoplador de vagão), o núcleo em prateleira superior 106 (por exemplo, para formar a prateleira superior (“capô”) de uma cabeça de acoplador de um acoplador de vagão), o núcleo em prateleira de base 110 (por exemplo, para formação da prateleira de base, porção inferior de uma abertura C10, e uma alheta de mangueira de freio de um acoplador de vagão), e núcleo de ranhura para chaveta 112 (por exemplo, para formar a geometria para uma abertura com ranhura para chaveta de acoplador de vagão). Esses núcleos, em geral, podem ser usados para a formação de uma ou mais cavidades de um acoplador de vagão.

[043] Em certas modalidades, o conjunto de fabricação de acoplador 400 pode ser usado para produzir um acoplador SE60. Alternativamente, o conjunto de fabricação de acoplador 400 pode ser usado para produzir qualquer tipo de acoplador adequado. O conjunto de fabricação de acoplador 400, em geral, inclui menos núcleos para a fabricação de acopladores de vagões do que os conjuntos de fabricação de acopladores tradicionais (por exemplo, 5 núcleos ao invés de 8 núcleos).

[044] O núcleo de cabeça 102 compreendendo do núcleo de rotor 104, do núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo de prateleira de base 110, e/ou núcleo de ranhura para chaveta 112 pode ser formado de resina de areia e/ou de qualquer outro tipo de material adequado, e podem ser cada um dos quais configurados para formarem de uma ou mais cavidades de uma moldagem de acoplador. No processo de fabricação típico de fundições de acoplador, núcleos de cabeça 102, núcleos em prateleira superior 106, núcleos de braço de proteção 108, núcleos em prateleira de base 110, e núcleos de ranhura para chaveta 112 são posicionados em porções de um molde de seção inferior e/ou molde de cúpula de uma caixa de moldagem antes do fechamento da caixa de moldagem. Por exemplo, cada um desses componentes podem ser inseridos e/ou empilhados no interior de uma certa porção de um molde de seção inferior e/ou molde de cúpula e/ou dentro de uma certa sequência. Ao contrário dos componentes dos conjuntos de fabricação de acoplador convencionais, os componentes do conjunto de fabricação 400 não necessitam de serem fixados posicionados no interior da caixa de moldagem 114 por meio do emprego de pregos e/ou suportes.

[045] Embora as Figuras de 7A a 7B ilustrem cada núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112 como sendo componentes separados dos núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 102, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112, em certas modalidades, o núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112 podem ser integrados com quaisquer dos componentes das Figuras de 7A a 7B. Além disso, embora tenham sido descritos exemplos particulares do núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112, este relatório contempla qualquer tipo adequado de núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112 configurados em qualquer maneira adequada.

[046] As Figuras de 8A a 8B ilustram uma vista detalhada e uma vista em perspectiva de componentes de exemplo de um outro conjunto de fabricação de acoplador, de acordo com as modalidades em particular. O conjunto de fabricação de acoplador 500 pode incluir núcleo de cabeça 102 compreendendo de núcleo de rotor 104, núcleo de braço de proteção 108, núcleo de prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112. Em certas modalidades, o conjunto de fabricação de acoplador 500 pode ser usado para produzir um acoplador SB60. Alternativamente, o conjunto de fabricação de acoplador 500 pode ser usado para produzir qualquer acoplador adequado. O conjunto de fabricação de acoplador 500, em geral, inclui menos núcleos para a fabricação de acopladores de vagões ferroviários do que os conjuntos tradicionais de fabricação de acopladores (por exemplo, 4 núcleos ao invés de 7 núcleos).

[047] O núcleo de cabeça 102 compreendendo do núcleo de rotor 104, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e/ou núcleo de ranhura para chaveta 112 podem ser feitos de resina de areia e/ou de qualquer outro tipo de material adequado, e podem ser configurados, cada um dos quais, para a formação de uma ou mais cavidades de uma moldagem de acoplador. No processo de fabricação típico das fundições de acoplador, os núcleos de cabeça 102, núcleos de braço de proteção 108, núcleos em prateleiras de base 110, e núcleos de ranhura para chaveta 112 são posicionados nas porções de um molde de seção inferior e/ou um molde de cúpula de uma caixa de moldagem antes do fechamento da caixa de moldagem. Por exemplo, cada um desses componentes podem ser inseridos e/ou empilhados dentro de uma certa porção de um molde de seção inferior e/ou de um molde de cúpula e/ou em uma certa sequência. Diferenciadamente dos componentes dos conjuntos de fabricação de acopladores convencionais, os componentes do conjunto de fabricação 400 não necessitam de serem fixados posicionados no interior da caixa de moldagem 114 por meio do uso de pregos e/ou suportes.

[048] Embora as Figuras de 8A a 8B ilustrem cada núcleo de cabeça 102, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112 como sendo componentes separados de cada núcleo de cabeça 102, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112, em certas modalidades, o núcleo de cabeça 102, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112 podem ser integrados com quaisquer dos componentes das Figuras de 8A a 8B. Além disso, embora tenham sido descritos exemplos particulares do núcleo de cabeça 102, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112, este relatório contempla qualquer núcleo de cabeça 102, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112 configurados em qualquer maneira adequada.

[049] A Figura 9 ilustra uma vista de topo dos componentes de exemplo de um conjunto de fabricação de acoplador posicionado no interior de uma caixa de moldagem, de acordo com as modalidades em particular. O conjunto de fabricação de acoplador 400 pode incluir o núcleo de cabeça 102 compreendendo do núcleo de rotor 104, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira inferior 110, núcleo de ranhura para chaveta 112, e caixa de moldagem 114. O conjunto de fabricação de acoplador pode incluir também um conjunto de ponte de ligação, resfriamentos e ventiladores. Em certas modalidades, o conjunto de fabricação de acoplador 400 pode ser usado para produzir um acoplador SE60. Alternativamente, o conjunto de fabricação de acoplador 400 pode ser usado para produzir qualquer acoplador adequado. Em geral, o conjunto de fabricação de acoplador 400 inclui menos núcleos do que os conjuntos de fabricação de acopladores convencionais (por exemplo, 5 núcleos em oposição a 8 núcleos).

[050] A caixa de moldagem 114 pode incluir um molde de seção inferior (não mostrado) e um molde de cúpula (não mostrado) aonde uma liga fundida, tal como um aço líquido, vem a ser decantada de modo a se fabricar os acopladores de vagões ferroviários. Cada molde de seção inferior e de cúpula pode incluir paredes internas definindo pelo menos em parte os limites do perímetro das cavidades de molde de acoplador. Os moldes de seção inferior e cúpula podem consistir em areia verde, a qual pode incluir uma combinação de areia, água, e/ou argila. A areia verde pode ser considerada verde em função de não ser cozida em certas modalidades (por exemplo, não existe qualquer ligação química, e não ocorre tratamento ou aquecimento). Outras modalidades podem fazer uso de outros materiais adequados, tais como outros tipos de areia ou gesso, para a produção de moldes de seção inferior e cúpula. Em algumas modalidades, o processo de moldagem de areia pode incluir moldes aglutinados quimicamente, moldes de gesso, moldes sem cozimento, ou moldes processados à vácuo. Embora a Figura 9 ilustra a caixa de moldagem 114 como vindo a incluir somente duas cavidades de moldes de acoplador, a caixa de moldagem 114 pode incluir uma quantidade qualquer de cavidades de molde de acoplador.

[051] Os núcleos de cabeça 102, núcleos em prateleira superior 106, núcleos de braço de proteção 110, e/ou núcleos de ranhura para chaveta 112, em geral, são usados para formarem cavidades nas fundições de acoplador quando a liga fundida se solidifica em torno dos núcleos. Cada um desses núcleos pode compreender de resina de areia e/ou qualquer outro tipo de material adequado. No processo de fabricação típico das fundições de acoplador, os núcleos de cabeça 102, os núcleos de prateleiras superior 106, os núcleos de braço de proteção 108, os núcleos em prateleiras de base 110, e os núcleos de ranhura para chaveta 112 são posicionados nas porções de um molde de seção inferior e/ou de um molde de cúpula de uma caixa de moldagem antes do fechamento da caixa de moldagem. Por exemplo, cada um desses componentes pode ser inserido e/ou empilhado dentro de uma certa porção de um molde de seção inferior e/ou de um molde de cúpula e/ou em uma certa sequência. Diferenciadamente dos componentes de conjuntos de fabricação de acopladores convencionais, os componentes do conjunto de fabricação 400 (e do conjunto de fabricação 500 das Figuras de 8A a 8B) não necessitam de serem fixados na posição no interior da caixa de moldagem 114 por meio do emprego de pregos e/ou suportes.

[052] Em uma modalidade de exemplo, pelo menos dois núcleos em prateleiras de base 110 podem ser primeiramente posicionados em uma localização apropriada no interior da caixa de moldagem 114. Os núcleos de cabeça 102 podem ser posicionados, em seguida, no interior da caixa de moldagem 114 e/ou acoplados junto aos núcleos em prateleiras de base 110. Uma vez que os núcleos de cabeça 102 estejam posicionados no interior da caixa de moldagem 114, os núcleos em prateleira superior 106 podem ser acoplados aos núcleos de cabeça 102. Em seguida, os núcleos de braço de proteção 108 e núcleos de ranhura para chaveta 112 podem ser posicionados no interior da moldagem 114 diante de uma localização apropriada. Após os núcleos terem sido posicionados no interior da caixa de moldagem 114, a caixa de moldagem 114 pode ser fechada para a formação de cavidades de molde de acoplador.

[053] Em geral, o emprego de conjunto de fabricação 400 (e do conjunto de fabricação 500) para a produção de acopladores de vagões, ao invés dos conjuntos de fabricação de acopladores convencionais, pode aumentar na capacidade de fabricação dos acopladores de vagões em função de virem a ser usados menos núcleos para a formação de cada acoplador de vagão (por exemplo, de quatro a cinco núcleos ao invés de sete ou oito núcleos), diminuindo na variabilidade e reduzindo a possibilidade de inconsistências internas e/ou externas nas fundições de acopladores em função de serem empregados menos núcleos para a formação de acopladores de vagões (aumentando a estabilidade e resistência das fundições de acoplador), e simplificando o processo de ajuste de molde em função de virem a ser ajustados menos núcleos nas cavidades de acoplador das caixas de moldagem e não se fazendo necessários suportes e pregos para a fixação desses núcleos posicionados no interior das cavidades.

[054] Em particular, um conjunto de fabricação de acoplador convencional pode incluir um núcleo de pino (por exemplo, para formar a porção inferior de uma cavidade de orifício de pino C-10 (que, em geral, possibilita o acesso a um pino C10, durante a desinstalação), um núcleo de trava contra rotação (por exemplo, para a formação da porção de base de um moente de rotor), um núcleo de alheta de mangueira (por exemplo, para a formação de uma alheta de mangueira de freio (a qual pode ser usada para dar suporte a uma mangueira de freio)), um núcleo em prateleira inferior (por exemplo, para formar a geometria de prateleira de base), um núcleo de manivela/cabeça (por exemplo, para formar a geometria interna da cabeça de acoplador, câmaras de travamento superior e inferior, manivela, e/ou uma guarnição frontal de um acoplador), um núcleo de braço de proteção (por exemplo, para formar as cavidades de um braço de proteção), e um núcleo de ranhura para chaveta (por exemplo, para formar a geometria para uma abertura de ranhura para chaveta). Por outro lado, com os conjuntos de fabricação de acopladores 400 e 500, o núcleo de pino, o núcleo de alheta de mangueira, e o núcleo de trava contra rotação não são mais necessários para a fabricação de um acoplador de vagão. Em certas modalidades, o núcleo de trava contra rotação pode ser incluído no interior do núcleo de cabeça 102 (por exemplo, via o núcleo de rotor 104) e o pino convencional e os núcleos de alhetas em mangueira podem ser embutidos no interior do núcleo em prateleira de base 110.

[055] Embora a Figura 9 ilustre cada núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, núcleo de ranhura para chaveta 112, e caixa de moldagem 114 como compreendendo de componentes em separado de cada núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, núcleo de ranhura para chaveta 112, e caixa de moldagem 114, em certas modalidades, o núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, núcleo de ranhura para chaveta 112, e caixa de moldagem 114 podem ser integrados com quaisquer dos componentes da Figura 9. Além disso, embora exemplos particulares do posicionamento do núcleo de cabeça 102, núcleo em prateleira superior 106, núcleo de braço de proteção 108, núcleo em prateleira de base 110, e núcleo de ranhura para chaveta 112 tenham sido descritos, este relatório contempla qualquer tipo de posicionamento adequado de núcleo de cabeça 102, do núcleo em prateleira superior 106, do núcleo de braço de proteção 108, do núcleo em prateleira de base 110, e do núcleo de ranhura para chaveta 1120 em qualquer ordem adequada.

[056] A Figura 10 ilustra uma vista em perspectiva de componentes de exemplo de um conjunto de fabricação de acoplador convencional posicionado no interior de um molde de moldagem. O conjunto de fabricação de acoplador convencional 600 inclui pelo menos oito núcleos configurados para formarem uma ou mais cavidades de uma moldagem de acoplador, sendo feitos de resina de areia e/ou de outro material adequado. Por exemplo, o conjunto de fabricação de acoplador 600 convencional pode incluir um molde de moldagem 602, um núcleo de cabeça 604 convencional (por exemplo, um núcleo de manivela/cabeça SB60), um núcleo de trava contra rotação 606a (por exemplo, um núcleo de trava contra rotação E), um núcleo de alheta de mangueira 606b (por exemplo, um núcleo de alheta de mangueira E), um núcleo em prateleira inferior 606c (por exemplo, um núcleo em prateleira inferior E), um núcleo de pino 606d (por exemplo, um núcleo de pino SBE), um núcleo de ranhura para chaveta 608 (por exemplo, um núcleo de ranhura para chaveta E60), um núcleo de braço de proteção 610 (por exemplo, um núcleo de braço de proteção E), e um núcleo em prateleira superior (não mostrado). Em tal exemplo, o núcleo de cabeça 604 pode ser usado para formar a geometria interna da cabeça do acoplador, câmaras de trava superior e inferior, manivela, e/ou uma guarnição frontal de um acoplador; o núcleo de trava contra rotação 606a pode ser usado para formar a porção de base de um moente de rotor; o núcleo de alheta de mangueira 606b pode ser usado para formar uma alheta de mangueira de freio (a qual pode ser usada para dar suporte a uma mangueira de freio); o núcleo em prateleira inferior 606c pode ser usado para formar a geometria de prateleira inferior; o núcleo de pino 606d pode ser usado para formar a porção inferior de uma cavidade de orifício de pino C-10 (a qual em geral possibilita o acesso a um pino C10, durante a desinstalação); o núcleo de ranhura para chaveta 608 pode ser usado para formar a geometria para uma abertura de ranhura para chaveta; e o núcleo de braço de proteção 610 pode ser usado para formar as cavidades de um braço de proteção de um acoplador de vagão. Em certas modalidades, o conjunto de fabricação de acoplador 600 convencional pode ser usado para produzir um acoplador SE60. Alternativamente, o conjunto de fabricação de acoplador 600 convencional pode ser usado para produzir qualquer acoplador convencional.

[057] O molde de moldagem 602 da Figura 10 pode ser similar a caixa de moldagem 114 da Figura 9. Por exemplo, o molde de moldagem 602 pode incluir um molde de seção inferior (não mostrado) e um molde de cúpula (não mostrado) aonde é decantada uma liga fundida, tal como um aço líquido, de modo a se fabricar os acopladores de vagão fundidos. Cada molde de seção inferior e de cúpula pode incluir paredes internas definindo pelo menos em parte limites de perímetro de cavidades de molde de acoplador. Os moldes de seção inferior e cúpula podem compreender de areia verde, a qual pode incluir uma combinação de areia, água, e/ou argila. A areia verde pode ser considerada verde em função de não ser cozida em certas modalidades (por exemplo, não existe qualquer ligação química e nenhum tratamento ou aquecimento). Outras modalidades podem utilizar outros materiais adequados, tais como outros tipos de areia ou emboços, para a produção de moldes de seção inferior e cúpula. Em algumas modalidades, o processo de moldagem de areia pode incluir moldes quimicamente aglutinados, moldes de emboços, moldes sem cozimento, ou moldes processados a vácuo.

[058] Em um processo de fabricação convencional de fundições de acoplador, tem-se a colocação do núcleo de cabeça 604 convencional, do núcleo de trava contra rotação 606a, do núcleo de alheta de mangueira 606b, do núcleo em prateleira inferior 606c, do núcleo de pino 606d, do núcleo de ranhura para chaveta 608, do núcleo de braço de proteção 610, e do núcleo em prateleira superior (não mostrado), em porções de um molde de seção inferior e/ou de um molde de cúpula do molde de moldagem 602 antes do fechamento do molde de moldagem 602. Por exemplo, cada um desses componentes pode ser inserido e/ou empilhado no interior de uma certa porção de um molde de seção inferior e/ou de um molde de cúpula do molde de moldagem 602 e/ou em uma certa sequência. Neste processo de fabricação existente (diferenciadamente do processo de fabricação de acoplador do presente relatório), os núcleos de cabeça 604 convencionais, núcleos de trava contra rotação 606a, núcleos de alheta de mangueira 606b, núcleos em prateleira inferior 606c, núcleos de pinos 606d, núcleos de ranhura para chaveta 608, núcleos de braço de proteção 610, e núcleos em prateleira superior (não mostrados) são fixados, tipicamente, nas posições no interior do molde de moldagem 602 fazendo uso de pregos e/ou suporte. Além disso, conforme pode ser visto pela Figura 10, o processo de fabricação de acoplador convencional faz uso de 7 a 8 núcleos internos para a fabricação de cada acoplador, em comparação como o processo de fabricação de acoplador do presente relatório, o qual faz uso de 4 a 5 núcleos internos para a fabricação de cada acoplador.

[059] A Figura 11A ilustra uma vista parcial de conjunto de fabricação de acoplador convencional 600 da Figura 10.

[060] A Figura 11B ilustra uma vista parcial de conjuntos de fabricação de acoplador 400 e 500 das Figuras de 7A a 9, de acordo com as modalidades em particular. Conforme ilustrado, o núcleo de alheta de mangueira 606b, o núcleo em prateleira inferior 606c, e o núcleo de pino 606d do conjunto de fabricação de acoplador 600 convencional podem ser embutidos dentro do núcleo em prateleira de base 110 dos conjuntos de fabricação 400 e 500.

[061] A Figura 12 ilustra um exemplo de um método voltado a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador de vagão, de acordo com as modalidades em particular. Em geral, um método 700 facilita a produção de um ou mais núcleos de cabeça para acoplador, tais como os núcleos de cabeça 102. Em certas modalidades, uma ou mais etapas do método 700 podem se referir a componentes das Figuras de 1 a 9 e podem ser executadas através de um profissional de moldagem e/o qualquer outro tipo de maquinário adequado.

[062] O método tem início na etapa 702 aonde tem-se provisão de uma primeira caixa de núcleo, tal como a caixa de núcleo 200 das Figuras de 3A a 3B. A caixa de núcleo 200 pode incluir paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de uma pluralidade de cavidades de núcleo de rotor. A caixa de núcleo 200 pode se referir em parte aos limites de perímetro de uma pluralidade de cavidades de núcleo de rotor. A caixa de núcleo 200 pode se referir a uma caixa fria, ou qualquer outro tipo de caixa de núcleo adequada. A caixa de núcleo 200 pode incluir também uma porção de molde superior e uma porção de molde inferior. Em certas modalidades, a caixa de núcleo 200 pode incluir ranhuras para ventilação e/ou tubos de soprar (tais como os tubos de soprar 308 das Figuras de 5A a 6A).

[063] Na etapa 704, as cavidades de núcleo de rotor podem ser pelo menos parcialmente preenchidas, com uma resina de areia (e/ou qualquer outro tipo de material adequado) que se ajuste para a formação dos núcleos de rotor, tais como os núcleos de rotor 104 das Figuras de 3A a 3B. Em certas modalidades, três núcleos de rotor 104 podem ser fabricados na caixa de núcleo 200 de uma só vez. Alternativamente, uma quantidade qualquer de núcleos de rotor 104 pode ser fabricada na caixa de núcleo 200 de uma só vez (tal como um núcleo de rotor 104, dois núcleos de rotor 104. quatro núcleos de rotor 104, dez núcleos de rotor 104, e assim por diante). Após essas cavidades serem preenchidas com uma resina de areia, a resina de areia eventualmente se ajusta para formação dos núcleos de rotor 104 possuindo um ou mais fatores descritos acima com respeito as Figuras de 1 a 9. Os núcleos de rotor 104 podem ser então removidos da caixa de núcleo 200 e empregados na etapa a seguir do método 700.

[064] Uma segunda caixa de núcleo, tal como a caixa de núcleo 302 das Figuras de 4 a 6C, pode ser provida na etapa 706. A caixa de núcleo 302 do conjunto de fabricação de núcleo de cabeça 300 pode possuir paredes internas definindo pelo menos em parte limites de perímetro de pelo menos duas cavidades de núcleo de cabeça , tais como as cavidades de núcleo de cabeça 306 das Figuras de 4 a 6C. Em geral, a caixa de núcleo 302 é empregada para a fabricação de um ou mais núcleos de cabeça , tais como um ou mais núcleos de cabeça 102 das Figuras de 1A a 1C. A caixa de núcleo 302 pode ser feita de ferro, aço, alumínio, plástico, madeira, e/ou qualquer outro tipo de material adequado. Um exemplo de caixa de núcleo 302 pode compreender de uma caixa fria, caixa térmica, caixa aquecida, e/ou qualquer outro tipo de caixa de núcleo adequada.

[065] Na etapa 708, pelo menos dois núcleos de rotor 104 podem ser colocados em uma localização apropriada no interior de uma porção da caixa de núcleo 302, tal como uma porção de molde inferior 304a ou uma porção de molde superior 304b das Figuras de 5A a 6C. Por exemplo, um primeiro núcleo de rotor 104 pode ser posicionado verticalmente no interior de uma porção inferior de uma cavidade de núcleo de cabeça 306a da porção de molde inferior 304a da caixa de núcleo 302 e um segundo núcleo de rotor 104 pode ser posicionado verticalmente no interior de uma porção inferior de uma cavidade de núcleo de cabeça 306b da porção de molde inferior 304a da caixa de núcleo 302. Em certas modalidades, os núcleos de rotor 104 podem ser fixados junto a uma respectiva cavidade de núcleo de cabeça 306.

[066] Uma vez que os núcleos de rotor 104 tenham sido colocados no interior da porção de molde inferior 304a da caixa de núcleo 302, a porção de molde superior 302 pode ser alinhada e acoplada junto à porção de molde inferior 304a para fechar a caixa de núcleo 302 e formar as cavidades de núcleo de cabeça 306. Em certas modalidades, os tubos de soprar, tais como os tubos de soprar 308 das Figuras de 5A a 6A, podem ser instalados junto à porção de molde superior 304b. Por exemplo, cada tubo de soprar 308 pode ser posicionado no interior de um respectivo tubo de soprar da porção de molde superior 304b. De modo que a areia possa preencher as cavidades do núcleo de cabeça 306 em um modo horizontal

[067] Após os tubos de soprar 306 haverem sido posicionados nos respectivos orifícios de soprar, na etapa 710, as cavidades de núcleo de cabeça 306 são ao menos parcialmente preenchidas, empregando-se qualquer tipo de maquinário adequado, com uma resina de areia que se adere em torno dos núcleos de rotor 104, por meio de reação química, formando pelo menos um primeiro núcleo de cabeça 102 e um segundo núcleo de cabeça 102, conforme ilustrado nas Figuras de 6A a 6C. Em certas modalidades, a resina de areia é soprada para dentro de cada cavidade de núcleo de cabeça 306, via os tubos de soprar 308, diante de dezenove diferentes lugares por cavidade e preenchendo horizontalmente as cavidades de núcleo de cabeça 306.

[068] Após essas cavidades serem preenchidas com uma resina areia, a resina de areia, eventualmente se ajusta para formar os núcleos de cabeça 102 possuindo um ou mais fatores descritos acima com respeito as Figuras de 1 a 9. Em certas modalidades, os núcleos de cabeça resultantes e outros núcleos internos podem ser usados para a fabricação de fundições para acoplador.

[069] Uma vez que o método preencha pelo menos parcialmente as cavidades do núcleo de cabeça 306 na etapa 710, o método pode ser encerrado.

[070] Embora a Figura 12 ilustre o método 700 representando a fabricação de dois núcleos de cabeça 102, deve ser entendido que o presente relatório contempla o método 300 representando a fabricação de uma quantidade qualquer adequada de núcleos de cabeça 102 (tal como um núcleo de cabeça 102, três núcleos de cabeça 102, dez núcleos de cabeça 102, e assim por diante) dentro de qualquer maneira adequada.

[071] Algumas das etapas ilustradas na Figura 12 podem ser combinadas, modificadas, e/ou retiradas aonde for apropriado, e etapas adicionais podem ser adicionadas junto ao fluxograma. Adicionalmente, as etapas podem ser realizadas dentro de qualquer ordem adequada sem haver o desvio quanto ao âmbito deste relatório.

[072] As vantagens dos núcleos de cabeça 102, núcleos de rotor 104, e conjuntos de fabricação de acoplador 100 (da Figura 1), 400 (das Figuras de 7A a 7B e 9), e 500 (das Figuras 8A a 8B) incluem, sem qualquer limitação, (1) redução da complexidade da geometria e do ciclo de tempo de sopro para a fabricação de núcleos de cabeça de acoplador, o que por sua vez, simplifica o processo de fabricação de núcleo de cabeça; (2) com aumento da capacidade de fabricação dos acopladores de vagões por meio de ajuste de menos núcleos nas cavidades de molde de acoplador (por exemplo, ajuste de quatro a cinco núcleos ao invés de oito núcleos); (3) diminuição da capacidade de variação e redução da possibilidade de inconsistências internas e/ou externas nas fundições de acoplador por meio do ajuste de menos núcleos (e, por conseguinte, aumentando a estabilidade e resistência das fundições de acoplador); e (4) sendo um modelo inovativo de núcleo de cabeça com impressões de núcleo mais amplos e mais precisos, o que possibilita a facilitação do ajuste do molde, uma tolerância mais precisa do encaixe eliminando a possibilidade quanto ao desvio do núcleo durante o derramamento, eliminando a necessidade quanto ao emprego de suportes e pregos para a fixação do posicionamento dos núcleos em seus lugares.

[073] Os ensinamentos do presente relatório podem ser empregados de forma satisfatória junto a fabricação de núcleos de cabeça para acoplador de vagão e acopladores de vagões. Modificações, acréscimos, ou omissões podem ser efetuadas junto aos sistemas descritos sem haver o desvio do âmbito do presente relatório descritivo. Os componentes podem ser integrados ou separados. Conforme empregado neste documento, “cada” se refere a cada membro de um conjunto ou de cada membro de um subconjunto de um conjunto.

[074] Modificações, acréscimos, ou omissões podem ser feitas junto aos métodos descritos sem o desvio do âmbito do presente relatório. Por exemplo, as etapas podem ser combinadas, modificadas, e/ou retiradas aonde for apropriado, e etapas adicionais podem ser acrescidas. Adicionalmente, as etapas podem ser realizadas em qualquer ordem adequada sem haver o desvio quanto ao âmbito do presente relatório descritivo.

[075] Embora tenham sido descritas neste relatório modalidades e vantagens em particular, deve ser entendido que diversas mudanças, variações, substituições, transformações, modificações, e alterações podem ser sugeridas ao especialista técnico da área, sendo intenção do presente relatório vir a abranger tais mudanças, variações, substituições, transformações, modificações e alterações de se enquadrem dentro do espírito e âmbito do quadro de reivindicações em apenso.

Claims (10)

1. Método (700) para fabricação de um acoplador de vagão, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer uma primeira caixa de núcleos (200) possuindo paredes internas definindo pelo menos em parte limites de perímetro de pelo menos uma cavidade de núcleo de rotor (104); preencher pelo menos parcialmente a pelo menos uma cavidade de núcleo de rotor (104) com uma primeira resina de areia, a primeira resina de areia ajustando- se após o preenchimento para formar pelo menos um núcleo de rotor (104); fornecer uma segunda caixa de núcleos (302), em que a segunda caixa de núcleos (302) compreende uma porção de molde superior (304, 304b) e uma porção de molde inferior (304, 304a) possuindo paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b); posicionar o pelo menos um núcleo de rotor (104) na porção de molde inferior (304, 304a) do interior da segunda caixa de núcleos (302); acoplar a porção de molde superior (304, 304b) à porção de molde inferior (304, 304a) para fechar a segunda caixa de núcleos (302) em que pelo menos parte do pelo menos um núcleo de rotor (104) não está incluso dentro da segunda caixa de núcleos (302); e preencher pelo menos parcialmente a pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b) com uma segunda resina de areia, ajustando-se a segunda resina de areia após o preenchimento para formar pelo menos um núcleo de cabeça (102), em que uma porção do pelo menos um núcleo de cabeça (102) que comporta o pelo menos um núcleo de rotor (104) tem uma primeira linha divisória que é diferente de uma segunda linha divisória de uma segunda porção do pelo menos um núcleo de cabeça (102).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que posicionar o pelo menos um núcleo de rotor (104) no interior da segunda caixa de núcleos (302) compreende posicionar o pelo menos um núcleo de rotor (104) no interior de uma porção inferior da pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b) da segunda caixa de núcleos (302).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda caixa de núcleos (302) compreende: a porção de molde inferior (304, 304a) possuindo paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de uma porção inferior de pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b); e a porção de molde superior (304, 304b) possuindo paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de uma porção superior da pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda acoplar a porção de molde superior (304, 304b) da segunda caixa de núcleos (302) à porção de molde inferior (304, 304a) da segunda caixa de núcleos (302) após o posicionamento do pelo menos um núcleo de rotor (104) no interior da segunda caixa de núcleos (302).

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda inserir uma pluralidade de tubos de soprar (308) junto à pelo menos uma porção da segunda caixa de núcleos (302) antes de preencher pelo menos parcialmente a pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b) com a segunda resina de areia.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que preencher pelo menos parcialmente a pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b) com a segunda resina de areia compreende pelo menos preencher parcialmente a pelo menos uma cavidade de núcleo de cabeça (306, 306a, 306b) com a segunda resina de areia via a pluralidade de tubos de soprar (308).

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um núcleo de cabeça (102) compreende o pelo menos um núcleo de rotor (104).

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um núcleo de cabeça (102) compreende uma pluralidade de impressões de núcleo (120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, e 134), cada uma configurada para confinar uma porção de uma cavidade de acoplador de uma caixa de moldagem (114).

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: fornecer uma caixa de moldagem (114) possuindo paredes internas definindo pelo menos em parte os limites de perímetro de pelo menos uma cavidade de acoplador; posicionar o pelo menos um núcleo de cabeça (102) no interior da caixa de moldagem (114), o pelo menos um núcleo de cabeça (102) configurado para formar pelo menos uma cavidade de um acoplador; posicionar pelo menos um núcleo de braço de proteção (108, 610) no interior da caixa de moldagem (114), o pelo menos um núcleo de braço de proteção (108, 610) configurado para formar pelo menos uma cavidade do acoplador; posicionar pelo menos um núcleo em prateleira de base (110) no interior da caixa de moldagem (114), o pelo menos um núcleo em prateleira de base (110) configurado para formar pelo menos uma cavidade do acoplador; posicionar pelo menos um núcleo de ranhura para chaveta (112, 608) no interior da caixa de moldagem (114), o pelo menos um núcleo de ranhura para chaveta (112, 608) configurado para formar pelo menos uma cavidade do acoplador; e preencher pelo menos parcialmente a pelo menos uma cavidade de acoplador com uma liga fundida, a liga fundida se solidificando após o preenchimento para formar uma moldagem de acoplador.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o núcleo em prateleira de base (110) compreende um núcleo de pino (606d) e um núcleo de alheta de mangueira (606b).

Images