BR112018072424B1 - Transporte circular ferroviário - Google Patents

Abstract

Um sistema de transporte ferroviário 10 tem pelo menos dois corpos de suporte de carga 12 que estão dispostos de uma extremidade a outra extremidade. Os corpos mutuamente adjacentes 12 são acoplados juntos pelos respectivos sistemas de acoplamento 14. O sistema de transporte ferroviário 10 inclui adicionalmente uma pluralidade de eixos 16, cada um deles provido em extremidades opostas com as respectivas rodas ferroviárias 18 que suportam os corpos 12. Um revestimento flexível 20 é suportado pelos corpos 12. O revestimento 20 é configurado para cobrir os respectivos sistemas de acoplamento 14. Deste modo, os corpos 12 e o revestimento flexível 20 formam uma estrutura portadora de carga contínua 22. A estrutura portadora de carga contínua 22 está disposta de modo a poder girar em torno de um eixo perpendicular aos eixos 16 para facilitar o descarregamento da carga dos corpos 12.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] Um sistema de transporte ferroviário é descrito particularmente, embora não exclusivamente, para o transporte de mercadorias a granel. São também descritos aparelhos, métodos e sistemas que podem ser incorporados no sistema de transporte ferroviário para facilitar o transporte ferroviário autônomo ou controlável remotamente.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002] As preocupações ambientais, de segurança e econômicas motivaram muitos desenvolvimentos no transporte ferroviário. Isso inclui o desenvolvimento de veículos ferroviários autônomos ou remotamente controlados. Esses veículos ferroviários encontraram aplicação, por exemplo, no transporte pesado de mercadorias a granel, como o minério; e trânsito de pessoas em trilhos dedicados de rota única, por exemplo, entre terminais em um aeroporto. Tais sistemas são caracterizados pelo fornecimento de uma ou mais locomotivas que estão conectadas para puxar e/ou empurrar uma pluralidade de vagões de giro livre ou carros ferroviários. Normalmente, as locomotivas são alimentadas por: um membro motorizado (engine) a diesel a bordo; uma combinação de um membro motorizado a diesel a bordo e motores elétricos; ou um motor elétrico alimentado por conexão a uma fonte de energia externa, como um cabo eletrificado suspenso ou um barramento montado sobre trilhos.

[003] A instabilidade da composição em torno de curvas e o risco associado de descarrilamento são preocupações com segurança para a indústria ferroviária. Isto se deve em parte aos desvios entre vagões acoplados adjacentes em uma composição que surge da própria natureza do acoplamento entre vagões. Os acoplamentos comuns compreendem peças mecânicas de engate e amortecedores mutuamente engatáveis que inerentemente fornecem um grau de folga ou deslocamento entre vagões acoplados adjacentes.

[004] A condução em trilhos e rodas é atualmente empregada pela indústria ferroviária para acomodar a variação de velocidade das rodas associada à disposição de rodas de eixo fixo tradicional de veículos ferroviários que atravessam uma curva. A condução em trilhos e rodas é facilitada usinando as rodas ferroviárias com uma superfície circunferencial troncônica, fornecendo uma variação no raio das rodas ferroviárias ao longo de seu eixo de rotação. São providos flanges na extremidade do raio largo das rodas. Os flanges engatam o lado da bitola do trilho para auxiliar na manutenção das rodas ferroviárias no trilho ao atravessar uma curva.

[005] Usando a tecnologia ferroviária atual, o comprimento de uma composição é frequentemente limitado pela capacidade de tração e potência das locomotivas e pela capacidade de puxar e manobrar dos vagões ferroviários e acoplamentos associados. Como consequência, a tecnologia ferroviária atual geralmente limita o grau ou a inclinação máxima de um trilho a não mais que 1,5%. É conhecido, por exemplo, com operações de transporte pesado, engatar adicionalmente uma ou mais locomotivas auxiliares (banker locos) para ajudar a empurrar uma composição para cima em uma inclinação.

[006] A referência acima à técnica anterior não constitui uma admissão de que a técnica faz parte do conhecimento geral comum de uma pessoa versada na técnica. Além disso, a referência acima também não se destina a limitar a aplicação do método e sistema do aparelho como aqui descrito.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] Em um aspecto, é descrito um sistema de transporte ferroviário compreendendo: pelo menos dois corpos dispostos de uma extremidade a outra extremidade, em que os corpos mutuamente adjacentes são capazes de serem acoplados em conjunto por um sistema de acoplamento respectivo; uma pluralidade de eixos, cada um provido com uma roda ferroviária em cada extremidade na qual os pelo menos dois corpos estão suportados; e um revestimento flexível suportado pelos, pelo menos, dois corpos e configurado para cobrir os respectivos sistemas de acoplamento, acoplando corpos mutuamente adjacentes para formar uma estrutura portadora de carga contínua.

[008] Em uma modalidade, cada corpo compreende uma estrutura de suporte de revestimento na qual o revestimento flexível é recebido, a estrutura de suporte de revestimento estando aberta nas respectivas extremidades opostas para permitir que o revestimento flexível se estenda para além das extremidades opostas da estrutura de suporte de revestimento.

[009] Em uma modalidade, a estrutura de suporte de revestimento compreende uma pluralidade de nervuras substancialmente em forma de U, as quais ficam nos respectivos planos transversais a um eixo longitudinal de um corpo correspondente.

[010] Em uma modalidade, a estrutura de suporte de revestimento está disposta para permitir que a estrutura de suporte de revestimento seja articulada em torno de um eixo perpendicular aos eixos para facilitar a descarga dos corpos.

[011] Em uma modalidade, as rodas em cada extremidade de um eixo comum são capazes de rodar a velocidades diferentes umas das outras.

[012] Em uma modalidade, o sistema de transporte ferroviário compreende um primeiro veículo ferroviário motorizado, o primeiro veículo ferroviário configurado para ser acoplado por um sistema de acoplamento respectivo a um primeiro dos corpos e tendo pelo menos um motor e pelo menos duas rodas em que pelo menos um motor é acoplado às pelo menos duas rodas para conferir torque às pelo menos duas rodas de uma maneira que permita que as rodas rodem a velocidades diferentes umas das outras.

[013] Em uma modalidade, o sistema de transporte ferroviário compreende um segundo veículo ferroviário motorizado, o segundo veículo ferroviário configurado para ser acoplado por um sistema de acoplamento respectivo a um último dos corpos, o último dos corpos sendo um dos mais distantes dos pelo menos dois corpos do primeiro corpo, o segundo veículo ferroviário tendo pelo menos um motor e pelo menos duas rodas em que pelo menos um motor é acoplado às pelo menos duas rodas para conferir torque às pelo menos duas rodas de uma maneira que permita que as rodas rodem a velocidades diferentes umas das outras.

[014] Em uma modalidade, o sistema de acoplamento é um sistema de acoplamento de articulação sendo configurado para fornecer três graus de liberdade de rotação e nenhum grau de liberdade de translação entre corpos mutuamente acoplados ou corpos mutuamente acoplados e veículos ferroviários.

[015] Em uma modalidade, o sistema de acoplamento compreende adicionalmente um mecanismo de controle operável para amortecer ou bloquear pelo menos um dos graus de liberdade de rotação.

[016] Em uma modalidade, cada sistema de acoplamento compreende um pino conectado ao corpo e uma disposição de bucha para receber um pino respectivo.

[017] Em uma modalidade, a pluralidade de eixos está disposta nos respectivos truques, tendo cada truque pelo menos um eixo e em que as extremidades adjacentes de corpos mutuamente adjacentes são acopladas a um truque comum.

[018] Em uma modalidade, a pluralidade de eixos está disposta nos respectivos truques, tendo cada truque pelo menos dois eixos e em que as extremidades adjacentes de corpos mutuamente adjacentes são acopladas a um truque comum na configuração, em que pelo menos um eixo está localizado abaixo de um dos corpos mutuamente adjacentes e outro eixo está localizado abaixo do outro dos corpos mutuamente adjacentes.

[019] Em uma modalidade, cada truque compreende duas disposições de bucha.

[020] Em uma modalidade, as disposições de bucha estão localizadas entre dois dos pelo menos dois eixos.

[021] Em uma modalidade, o primeiro veículo ferroviário compreende em um primeiro eixo e em um segundo eixo cada eixo tendo uma roda ferroviária em cada extremidade oposta; e uma disposição de bucha única localizada entre o primeiro eixo e o segundo eixo, em que uma porção de uma carga do primeiro corpo é transferida para o primeiro veículo ferroviário.

[022] Em uma modalidade, o segundo veículo ferroviário compreende um primeiro eixo e em um segundo eixo, cada eixo tendo uma roda ferroviária em cada extremidade oposta; e uma disposição de bucha única localizada entre o primeiro eixo e o segundo eixo, em que uma porção de uma carga do último corpo é transferida para o segundo veículo ferroviário.

[023] Em uma modalidade, o motor compreende um motor elétrico.

[024] Em uma modalidade, cada veículo ferroviário compreende um motor elétrico e um conjunto de baterias para fornecer energia ao motor elétrico.

[025] Em uma modalidade, cada veículo ferroviário compreende pelo menos um gerador alimentado por combustível capaz de carregar um conjunto de baterias.

[026] Em uma modalidade, um ou ambos primeiro e segundo veículos ferroviários são providos com um sistema de controle disposto para permitir a condução autônoma do veículo ferroviário correspondente.

[027] Em um segundo aspecto, é descrito um sistema de transporte ferroviário compreendendo: um único corpo portador de carga; primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados; e primeiro e segundo sistemas de acoplamento, em que o primeiro veículo ferroviário motorizado é acoplado a uma extremidade do corpo portador de carga único pelo primeiro sistema de acoplamento e o segundo veículo ferroviário motorizado é acoplado a uma segunda extremidade oposta do corpo portador de carga único pelo segundo sistema de acoplamento; os primeiro e segundo veículos ferroviários dispostos para permitirem que o sistema de transporte ferroviário seja conduzido em direções opostas sem girar o corpo do carregador de carga único, e em que a carga total do corpo portador de carga único e qualquer carga útil nele contida é transferida para o primeiro e segundo veículos ferroviários acionados.

[028] Em uma modalidade, o sistema de acoplamento é um sistema de acoplamento de articulação sendo configurado para fornecer três graus de liberdade de rotação entre corpos mutuamente acoplados ou corpos mutuamente acoplados e veículos ferroviários.

[029] Em um terceiro aspecto, é descrito um transporte circular ferroviário compreendendo: uma estrutura portadora de carga tendo pelo menos um corpo portador de carga e um revestimento flexível suportado por pelo menos um corpo portador de carga; primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados; primeiro e segundo sistemas de acoplamento, em que o primeiro veículo ferroviário motorizado é acoplado a uma extremidade da estrutura portadora de carga pelo primeiro sistema de acoplamento e o segundo veículo ferroviário motorizado é acoplado a uma segunda extremidade oposta da estrutura portadora de carga pelo segundo sistema de acoplamento; o primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados dispostos de modo a permitir que o sistema de transporte ferroviário seja conduzido em sentidos opostos sem girar a estrutura portadora de carga única; e em que cada sistema de acoplamento é um sistema de acoplamento articulado sendo configurado para fornecer três graus de liberdade de rotação entre as extremidades opostas da estrutura portadora de carga e o primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados.

[030] Em uma modalidade do segundo e terceiro aspectos, o sistema de acoplamento pode compreender um pino de bloqueio disposto para bloquear extremidades opostas da estrutura portadora de carga de se moverem em uma direção vertical em relação aos veículos ferroviários.

[031] Cada sistema de acoplamento pode compreender adicionalmente um mecanismo de controle operável para amortecer ou bloquear pelo menos um dos graus de liberdade de rotação.

[032] Cada sistema de acoplamento compreende um pino conectado ao corpo e uma disposição de bucha para receber um pino respectivo.

[033] Em uma modalidade, a estrutura portadora de carga pode compreender dois ou mais corpos de suporte de carga dispostos de uma extremidade a outra extremidade e um ou mais truques; cada truque com dois eixos e dois acoplamentos. Os corpos de suporte de carga podem ter a mesma função e estrutura que as descritas acima em relação ao primeiro aspecto.

[034] Em um quarto aspecto, é descrita uma instalação de descarregamento para descarregar uma carga útil portada por um sistema de transporte ferroviário de acordo com qualquer um dos primeiro a terceiro aspectos que compreendem pelo menos uma viga curvada suspensa, cada uma suportando um carrinho conduzido com um gancho acoplado pivotalmente, em que o carrinho conduzido é capaz de atravessar a viga curvada para permitir que o gancho engate em uma parte do corpo portador de carga ou estrutura portadora de carga para facilitar a articulação do corpo portador de carga ou estrutura portadora de carga, permitindo que a carga útil esteja inclinada a partir do corpo portador de carga ou estrutura portadora de carga.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[035] Não obstante, quaisquer outras formas que possam ser abrangidas pelo escopo do sistema de transporte ferroviário, tal como definido no Sumário; as modalidades específicas serão agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos relacionados nos quais: A Figura 1a é uma vista lateral de uma primeira modalidade do sistema de transporte ferroviário descrito; A Figura 1b é uma vista explodida do sistema de transporte ferroviário mostrado na Figura 1a; A Figura 2 é uma vista da extremidade do sistema de transporte ferroviário mostrando uma estrutura portadora de carga contínua associada em uma posição de descarregamento; A Figura 3 é uma vista da extremidade do sistema de transporte ferroviário mostrando a estrutura portadora de carga contínua associada e uma posição de transporte; A figura 4 é uma vista em perspectiva de um corpo portador de carga incorporado no sistema de transporte ferroviário; A figura 5 é uma vista lateral do corpo portador de carga mostrado na figura 4; A figura 6 é uma vista plana do corpo portador de carga mostrado na figura 4; A figura 7 é uma vista da extremidade do corpo portador de carga mostrado na figura 4; A figura 8 é uma vista em perspectiva de um truque incorporado no sistema de transporte ferroviário; A figura 9 é uma vista plana do truque mostrado na figura 8; A figura 10 é uma vista inferior do truque mostrado na figura 8; A figura 11 é uma vista lateral do truque mostrado na figura 8; A figura 12 é uma vista da extremidade do truque mostrado na figura 8; A figura 13a é uma vista inferior de um veículo ferroviário motorizado incorporado no sistema ferroviário; A figura 13b é uma vista lateral do veículo ferroviário motorizado mostrado na figura 13a; A figura 14 é uma vista plana do veículo ferroviário motorizado mostrado na figura 13a; A Figura 15 é uma vista parcial em corte de um sistema de acoplamento incorporado no veículo ferroviário motorizado mostrado na Figura 13a; A Figura 16 é uma vista lateral do sistema de transporte ferroviário descrito que atravessa uma curva em um trilho da ferrovia; A figura 17 é uma vista plana do sistema de transporte ferroviário mostrado na figura 16; A figura 18 é uma vista inferior do sistema de transporte ferroviário mostrado nas figuras 16 e 17; A Figura 19 é uma vista do detalhe A mostrado na Figura 18; A Figura 20 é uma vista do detalhe B mostrado na Figura 18; A Figura 21a é uma vista parcial em corte de um sistema de acoplamento incorporado no sistema de transporte ferroviário descrito; A Figura 21b é uma vista em corte do sistema de acoplamento em um plano X-Z da Figura 21a; A Figura 22 é uma representação esquemática de um sistema de controle incorporado em uma modalidade do sistema de transporte ferroviário; A figura 23 é uma representação esquemática de uma composição construída a partir de uma pluralidade dos sistemas de transporte ferroviário descritos; A Figura 24 é uma vista lateral de um aspecto adicional do sistema de transporte ferroviário descrito na forma de um transporte circular; A figura 25 é uma vista plana do transporte circular mostrado na figura 24; A Figura 26 é uma representação esquemática do transporte circular descrito em uma instalação de descarregamento; A Figura 27 é uma representação esquemática do processo de descarregamento do transporte circular na instalação de descarregamento mostrada na Fig. 26; e A Figura 28 é uma representação esquemática de uma modalidade da porção de um truque incorporado no sistema de transporte ferroviário tendo uma disposição de acionamento alternado para as rodas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

[036] As figuras 1a e 1b ilustram uma primeira modalidade do sistema de transporte ferroviário descrito 10. Em termos gerais, o sistema de transporte ferroviário 10 compreende um ou mais (nesta modalidade três) corpos de suporte de carga 12a, 12b, 12c (doravante referidos em geral como “corpos 12” no plural ou “corpo 12” no singular) que estão dispostos de uma extremidade a outra extremidade. Os corpos mutuamente adjacentes 12 podem ser acoplados em conjunto pelos respectivos sistemas de acoplamento 14 (mostrados em detalhe na Figura 21). O sistema de transporte ferroviário 10 inclui adicionalmente uma pluralidade de eixos 16, cada um deles provido em extremidades opostas com as respectivas rodas ferroviárias 18 que suportam os corpos 12. Um revestimento flexível 20 é suportado pelos corpos 12 e juntos os corpos e o revestimento flexível formam uma estrutura de carga contínua 22. Quando o sistema 10 tem dois ou mais corpos, o revestimento 20 é configurado para cobrir os respectivos sistemas de acoplamento 14. A estrutura portadora de carga contínua 22 estende-se continuamente através e entre os corpos mutuamente adjacentes 12, como pode ser melhor visualizado na Figura 17. Uma parte do revestimento em uma extremidade da estrutura portadora de carga contínua pode ser convenientemente fornecida com uma parede da extremidade 23 (Figs. 1a, 2) que se estende através dos lados do revestimento para assim fechar a extremidade para impedir o derrame do material portado nos corpos 12.

[037] A estrutura portadora de carga contínua 22 está disposta de modo a poder girar em torno de um eixo perpendicular aos eixos 16 para facilitar o descarregamento da carga dos corpos 12. A Figura 2 mostra o sistema de transporte ferroviário 10 com a estrutura portadora de carga 22 articulada a uma posição de descarregamento. Durante o carregamento e transporte da carga, a estrutura portadora de carga 22 está em uma posição de transporte, como mostrado nas Figuras 1 e 3.

[038] Com referência particular às Figuras 4 a 7, cada corpo 12 inclui uma estrutura de suporte de revestimento 24, na qual o revestimento flexível 20 é recebido. A estrutura de suporte de revestimento 24 compreende uma pluralidade de nervuras em forma de U 26, as quais ficam nos respectivos planos transversais a um eixo longitudinal 28 de um corpo correspondente 12. Os respectivos trilhos superiores 30a e 30b estão conectados aos braços 32 que se estendem para cima de cada nervura em forma de U 26. Os suportes 34 fixados em um lado de cada nervura em forma de U 26 e conectados a um primeiro trilho inferior comum 36. Os suportes 38 fixados em um lado oposto de cada nervura em forma de U 26 estão fixados a um segundo trilho inferior comum 40.

[039] Os suportes 38 também acoplam pivotalmente a estrutura portadora de carga 22 a um chassi 42 do corpo 12 correspondente. Em particular, os suportes 38 terminam em rolamentos circulares 44 que se estendem em torno de uma viga lateral cilíndrica 46 ao longo de um lado do chassi 42. Os rolamentos circulares 44 permitem que a estrutura portadora de carga 22 gire em torno da viga 46 (que é paralela ao eixo longitudinal 28) para a posição de descarregamento. Os suportes 34 são formados com áreas de apoio arqueados 48 que assentam em uma viga lateral cilíndrica 50 no lado oposto do chassi 42 quando a estrutura portadora de carga 22 está na posição de transporte. O chassi 42 tem também barras transversais 52 e 54 em extremidades opostas que conectam as vigas 46 e 50 juntas. Um pino 56 estende-se para baixo a partir de cada uma das barras transversais 52 e 54. Cada pino 56 faz parte de um mecanismo de acoplamento correspondente 14.

[040] Referindo-se à Figura 1 e às Figuras 8 a 12, os eixos 16 estão dispostos nos respectivos truques 58. Nesta modalidade, cada truque 58 tem dois eixos 16. O sistema de transporte ferroviário 10 está disposto de modo que um truque comum 58 suporte as extremidades adjacentes de corpos mutuamente adjacentes 12. Mais particularmente, os eixos 16 de um truque comum 58 estão dispostos um abaixo de cada um dos corpos mutuamente adjacentes 12. Por exemplo, com referência particular aos corpos 12a e 12b da Figura 1, cada um tem uma extremidade suportada em um truque comum 58. Um eixo 16 do truque 58 está abaixo do corpo 12a, enquanto o outro eixo 16 do mesmo truque 58 está abaixo do corpo 12b.

[041] Cada truque 58 tem uma armação retangular 60 na qual os eixos 16 são suportados. Cada um dos dois braços oscilantes 62 tem uma extremidade fixada em localizações espaçadas a um respectivo eixo 16. Uma extremidade oposta de cada um dos braços oscilantes 62 está fixado através de um acoplamento articulado 64 à armação 60. Isso permite que os eixos girem ou oscilem de forma limitada em relação aos acoplamentos de articulação 64. Um sistema de suspensão 66 compreendendo braços de suspensão 67, molas 68 e amortecedores 70 também conecta os eixos 16 à armação 60. Em particular, dois braços em suspensão 67 estão fixados em localizações espaçadas a um eixo comum 16. As extremidades opostas dos braços em suspensão 67 estão fixadas a um elemento transversal 69. As molas 68 nos amortecedores 70 acopladas entre o elemento transversal 69 e a armação 60. C

[042] Um diferencial 72 é acoplado ao eixo 16 para permitir que cada uma das rodas 18 em um eixo comum 16 rode a velocidades diferentes umas das outras. O truque 58 também é provido de um sistema de frenagem 74 para cada diferencial 72. A força de frenagem aplicada pelo sistema de frenagem 74 é multiplicada pela razão diferencial para as rodas 18.

[043] Cada truque 58 também suporta dois conjuntos de articulação 75. Os conjuntos de articulação podem assumir diferentes formas, incluindo: uma bucha esférica; uma placa giratória articulada; ou algum outro tipo de conjunto de articulação. Nesta modalidade, o conjunto de articulação 75 é um conjunto de bucha esférica 76. Cada conjunto de bucha 76 juntamente com um pino correspondente 56 constitui partes do sistema de acoplamento 14. Os conjuntos de bucha 76 estão localizados entre os eixos 16 em um truque 58.

[044] As Figuras 21a e 21b fornecem uma representação esquemática do sistema de acoplamento 14. Como mencionado anteriormente, o sistema de acoplamento 14 compreende o pino 56 que está fixado a um corpo 12 e um conjunto de bucha 76 suportado por um truque 58. O pino 56 tem uma cabeça 78 que é fixada a uma barra transversal correspondente 52 ou 54 de um corpo 12, uma porção cilíndrica de diâmetro coaxial e reduzido 80 e uma seção traseira de travamento contíguo 82. A seção traseira 82 tem uma ou mais faces planas 84. Mais convenientemente, a seção traseira 82 pode ser formada com uma forma de seção transversal quadrada.

[045] O conjunto de bucha 76 compreende um alojamento de bucha 86 com uma passagem axial 88 tendo uma porção de diâmetro maior superior 90 e uma porção de diâmetro reduzido inferior 92. Uma bucha externa 94 está assentada na porção 90 enquanto uma bucha interna 96 está assentada na bucha externa 94. A superfície externa da bucha interna 96 e a superfície interna da bucha externa 94 de uma forma esférica e complementar. Quando o pino 56 é inserido no conjunto de bucha 76, a parte cilíndrica 80 está disposta na bucha interna 96 com a folga mínima, enquanto que a seção traseira 82 está disposta na porção de diâmetro reduzido inferior 92. Existe um espaço ou folga anular 94 entre a superfície externa da seção traseira 82 e a superfície interna da porção 92 da passagem axial 88.

[046] O sistema de acoplamento 14 fornece três graus de rotação de liberdade de movimento entre um corpo 12 e um truque acoplado 58. Os três graus de liberdade de movimento compreendem o movimento de inclinação, guinada e rotação em torno dos eixos X, Y e Z, respectivamente, mostrados na Figura 21a sobrepostos a um pino 56. O eixo Y corresponde a um eixo central do pino 56, o eixo X estende-se perpendicularmente ao eixo longitudinal 28 enquanto o eixo Z se estende paralelamente aos eixos 16. O movimento de inclinação e rotação é limitado pelo espaço ou folga anular 94. Devido à folga limitada entre a porção cilíndrica 80 e a bucha interna 96, não há uma essência que não seja o grau de liberdade de translação provido pelo sistema de acoplamento 14.

[047] O sistema de acoplamento 14 também inclui um mecanismo de controle 98 que é operável para amortecer ou bloquear pelo menos um dos graus de liberdade. Mais particularmente, nesta modalidade, o mecanismo de controle 98 pode seletivamente (a) amortecer parcialmente a rotação em torno dos eixos x, y e z; (b) acoplar rigidamente todos os movimentos, isto é, bloquear todos os três graus de liberdade de rotação de movimento; ou (c) apenas permitir o movimento de inclinação em torno do eixo z. O mecanismo de controle 98 inclui um eixo 100 provido com uma disposição de forquilha 101 mostrada na Fig. 21b que pode ser movida linearmente em contato com uma face plana 84 da seção traseira 82. A disposição de forquilha 101 tem uma seção dianteira com superfícies afuniladas voltadas de um lado para o outro 103. O afunilamento é disposto de modo que o espaço entre as superfícies se reduz em direção ao eixo 100. O mecanismo de controle pode avançar ou retrair o eixo 100 para controlar o grau de confinamento aplicado pela disposição de forquilha 101 na seção traseira 82 do pino 56 para assim fornecer o controle sobre os graus de liberdade de rotação como descrito acima.

[048] Referindo-se de novo à Figura 1 e às Figuras 13a a 15, o sistema de transporte ferroviário 10 nesta modalidade também inclui dois veículos ferroviários conduzidos ou motorizados 102a e 102b (doravante designados em geral por “veículos ferroviários motorizados 102”). O sistema ferroviário 10 em combinação com o um ou ambos os veículos ferroviários motorizados 102 pode ser considerado como formando um transporte circular articulado autoalimentado S. Cada veículo ferroviário motorizado 102 compreende um truque 58a que é semelhante aos truques 58 com a exceção de que o truque 58a compreende motores elétricos 104 para fornecer torque a cada um dos eixos 16 através do diferencial correspondente 72, e apenas um único conjunto de articulação 75 entre os eixos 16. Cada eixo 16 também tem um freio mecânico 74 que opera para frear o diferencial 72.

[049] De modo a acoplar um corpo 12 a um veículo ferroviário 102, o pino 56 do corpo 52 é inserido no conjunto de articulação 75 do veículo ferroviário 102. De modo a assegurar a transferência de peso/carga do corpo 12 (ou extremidade da estrutura portadora de carga 22) para o veículo 102, é provido um pino de bloqueio 105 (Fig. 15) que é capaz de passar através do pino 56 e um suporte 107, que é fixado ao truque 58a. O encaixe do pino 105 evita qualquer movimento vertical substancial do pino 56 ao longo do eixo y. O bloqueio do pino 56 melhora a tração do veículo ferroviário 102 e elimina a necessidade de lastro. Esta transferência de carga para os veículos ferroviários 102 está disponível em ambas as extremidades da estrutura portadora de carga 22 (que é a combinação do(s) corpo(s) 12 e revestimento 20). Quando a estrutura portadora de carga é um corpo único 12 e 20 (como nas Figuras 24 e 25 discutidas mais adiante), toda a carga do corpo 12 e sua carga útil são transferidas para os veículos 102.

[050] O sistema de acoplamento 14 que compreende uma combinação do pino 56, conjunto de articulação 75/conjunto de bucha 76 e o mecanismo de controle 98 fornece os seguintes benefícios: • A articulação fornecida pelo sistema de acoplamento 14 pode ser bloqueada para impedir que as rodas 18 façam um movimento de oscilação quando o sistema ferroviário 10/ transporte circular S se desloca em linha reta. • O conjunto de bucha esférica 76 não tem movimento de translação em uma direção de deslocamento dos corpos de suporte de carga 12 e, portanto, mitiga os desvios durante a partida e a parada, permitindo aceleração e desaceleração mais rápidas, além de minimizar o risco de descarrilamento ao viajar em linha reta ou em curvas com travagem. • As buchas esféricas internas e externas 94, 96 podem ser travadas pelo mecanismo de controle 98 durante os graus de deslocamento em linha reta para cima e para baixo, bem como durante os eventos de partida e desaceleração. Isso permite que o transporte circular S articulado forme uma unidade rígida e, portanto, elimina totalmente os desvios. • Os dois sistemas de acoplamento 14 em cada truque 58 podem ser liberados (isto é, o mecanismo de controle 98 não exerce qualquer influência no pino 56) para permitir um giro de raio apertado e subsequente desgaste reduzido da roda. Isto é um benefício em relação a um suporte de montagem de roda articulada simples e reduz a flexão no revestimento flexível 20. • Os conjuntos de bucha 78 podem ser ligeiramente engatados ou amortecidos pela operação do mecanismo de controle 98 para endurecer a resistência de articulação para operação de raio maior.

[051] As Figuras 16 a 20 ilustram a relação entre os truques 58 nos corpos 12 quando o sistema de transporte ferroviário 10 e o transporte circular S associado se deslocam em torno de uma curva. A liberdade de movimento de rotação fornecida pelo sistema de acoplamento 14 permite que um truque 58 e os corpos 12 acoplados ao truque 58 sejam angularmente deslocados um em relação ao outro. Isto é ilustrado mais claramente na Figura 19, que mostra a relação angular entre o eixo longitudinal A58 do truque 58, o eixo longitudinal A12a do corpo 12a e o eixo longitudinal A12b do corpo 12b. Adicionalmente, será reconhecido que o ponto de rotação em torno do eixo Y do pino 66 está dentro da extremidade de um corpo associado 12. Estes atributos do sistema de acoplamento 14 fornecem um grau de direção automática dos corpos 12 à medida que o transporte circular S atravessa uma curva.

[052] Voltando à Fig. 14, os motores 104 dos veículos ferroviários 102 são alimentados por um sistema de armazenamento de energia elétrica que pode assumir a forma de um conjunto de baterias recarregáveis 106. O veículo 102 também compreende um sistema de extensor de autonomia de bateria 108 que opera para recarregar o conjunto de baterias 106 enquanto o veículo 102 está em movimento. Nesta modalidade particular, o sistema de extensor de autonomia de bateria 108 compreende um membro motorizado de queima de combustível 110 que aciona um gerador ou alternador 112. Um tanque de combustível 114 também é suportado pelo truque 58a para manter um suprimento de combustível para o membro motorizado 110. Exemplos de combustíveis para o membro motorizado incluem, mas não estão limitados a: diesel, GNL e etanol.

[053] A eletricidade gerada pelo gerador/alternador 112 é alimentada para um sistema de gerenciamento de bateria 116. O sistema 116 pode condicionar a forma de onda da corrente gerada pelo gerador/alternador 58 antes de alimentar o conjunto de baterias recarregáveis 106. O condicionamento pode incluir, por exemplo, mas não está limitado a, filtragem, corte, retificação e modulação ou modificação de amplitude e/ou frequência.

[054] Além do freio mecânica 74, o veículo 102 pode estar equipado com um sistema de freio regenerativo. Isto pode incluir, mas não está limitado a um sistema que inverte o sentido de rotação dos motores 104 para operar como geradores que alimentam eletricidade de volta para o conjunto de baterias recarregáveis 106 através do sistema de gerenciamento de bateria 116. O freio mecânico 74 pode ser controlado por um controlador do sistema de freio de antitravamento, de modo que, com efeito, o sistema de freios para o veículo 102 é um sistema de freios ABS.

[055] O veículo 102 também inclui uma unidade de controle de motor (MCU) 118 e uma unidade de controle de veículo de bordo (VCU) 120. O MCU 118 é dedicado ao controle dos motores 104 que fornecem ao acionamento ao veículo 102. O VCU 120 é responsável pelo controle geral e supervisão do veículo 102 e, de fato, do sistema ferroviário 10, incluindo o MCU 118. Por conseguinte, o VCU 120 pode ser considerado como o controlador geral para o veículo ferroviário 102, o sistema ferroviário 10 e o transporte circular S.

[056] Um sistema de telemetria 122 é também incorporado no veículo 102. O sistema de telemetria 122 está operacionalmente acoplado ao VCU 120 e facilita comunicações de duas vias com dispositivos externos ou remotos, sistemas ou centros de controle tripulados. Um sistema GPS 124 é provido no veículo 102 para permitir que a localização do veículo 102 seja determinada.

[057] Os trocadores de calor (não ilustrados) podem ser montados na armação do truque 58a para facilitar a dissipação de calor de vários sistemas no veículo 102, incluindo os motores 104 e o sistema de extensor de autonomia da bateria 108. Os trocadores de calor podem também incluir um motor hidráulico de resfriamento de motor elétrico.

[058] Cada veículo 102 também é provido com sensores de proximidade 126 próximos a extremidades opostas do chassi 16. Os sensores de proximidade podem, por exemplo, estar na forma de radares. Estes fornecem uma indicação da proximidade do veículo 102 a outro objeto. O outro objeto pode ser outro veículo 102 de outro transporte circular S. O radar pode ser provido como um ou uma combinação de: um radar de longo alcance e um radar de curto alcance. O radar de longo alcance é usado para fornecer controle de distância fixa dinâmico e autônomo entre os transportes circulares S. O radar de curto alcance fornece um campo de visão ampliado tornando possível detectar um objeto como um animal entrando ou se aproximando do trilho ferroviário.

[059] Uma tampa 128 cobre o extensor de autonomia da bateria 108, gerador/alternador 112, sistema de gerenciamento de bateria 116, MCU 118, o VCU 120, e o sistema de telemetria 122. A tampa 128 tem uma forma aerodinâmica para reduzir a resistência ao vento e tem uma altura e largura 10 iguais às dos corpos 12.

[060] A Figura 22 é uma representação esquemática do VCU 120, representando tanto a sua funcionalidade como a sua interação com sistemas externos. O VCU 120 incorpora ou, senão, interage com os seguintes sistemas: (a) Sistema de gerenciamento de bateria recarregável 116. O VCU 120 pode ser configurado para controlar ou, senão, interagir com o sistema de gerenciamento de bateria recarregável 116 para executar várias funções de gerenciamento e monitoramento. Estes incluem, mas não estão limitados a: monitorar o estado de carga elétrica do conjunto de baterias 106; monitorar a carga elétrica que flui para o conjunto de baterias 106; monitorar as discrepâncias entre o fluxo de corrente esperado e real de acordo com a carga nos motores 104. (b) Sistema de gerenciamento de extensor de autonomia da bateria 130. O sistema 130 pode ser: incorporado como rotina de software no VCU 120; ou provido com um sistema separado em comunicação com o VCU 120. O sistema de gerenciamento de extensor de autonomia da bateria 130, sob o controle ou supervisão do VCU 120 do veículo, opera o sistema de extensor da bateria 108 para fornecer carga elétrica ao conjunto de baterias 106 quando certas condições operacionais existem. Isto pode incluir, por exemplo, uma condição em que o veículo 102 é detectado como se deslocando ao longo de uma inclinação por uma distância substancial e, consequentemente, a carga elétrica do conjunto de baterias 106 está caindo abaixo de um nível de limiar. Em tal circunstância, o VCU 120 pode instruir o sistema de gerenciamento de extensor de autonomia da bateria 130 para LIGAR o membro motorizado 110 para recarregar o conjunto de baterias 52. (c) Sistema de controle do motor de acionamento 132. O sistema 132 pode também ser provido como uma rotina de software dentro do VCU 120. Alternativamente, pode ser provido um sistema separado em comunicação com o VCU 120. Em qualquer caso, o sistema 132 opera sob a instrução do VCU 120 para controlar os motores de acionamento 104 para que o veículo 102 se desloque de uma maneira desejada. Isto pode incluir, por exemplo: controlar o nível de tensão para o motor 104 para controlar a velocidade de rotação do motor 104; ou o sentido de rotação do motor 104. Dependendo do tipo de motor 104 utilizado, o sentido de rotação pode ser alterado incorporando um interruptor, controlado pelo sistema de controle do motor de acionamento 132, para alterar a polaridade da tensão de acionamento. (d) Sistema de diagnóstico de veículos 134. O sistema 134 pode ser provido como uma rotina de software dentro do VCU 120 ou como um módulo autônomo que está conectado ao VCU 120. O sistema de diagnóstico de vagão 134 pode monitorar características tais como vibração, força g, rotação da roda, por exemplo, em comparação com a velocidade de rotação do motor 104, para fornecer uma possível indicação do deslizamento da roda ou pequeno pulo da roda; temperatura do trocador de calor e outros dispositivos tais como o motor 104 e o membro motorizado 110, nível de combustível nos tanques 112; e desgaste das pastilhas de freio. O sistema 134 pode enviar sinais para o VCU 120 que por sua vez pode decidir engatar o sistema de freio do veículo ferroviário para levar o veículo 102 a uma velocidade segura ou a imobilizar para assegurar a estabilidade do trem ou proteger o veículo 102/transporte circular S e a sua carga útil de dano ou qualquer risco potencial. (e) Controlador de freio mecânico 136. O controlador do freio mecânico 136 pode ser um dispositivo mecânico, hidráulico, pneumático ou elétrico que é operado sob a instrução do VCU 120 para ativar as pinças do freio mecânico 74. O VCU 120 pode ativar o controlador 136 para retardar o veículo 102/transporte circular S em várias circunstâncias incluindo, mas não se limitando a controlar a velocidade quando se desloca ao longo de um declive, e controlar a distância entre um veículo 102 e outro transporte circular S. (f) Controlador de freio regenerativo 138. O controlador 138 pode ser incorporado como uma rotina de software dentro do VCU 120 ou pode ser provido como uma unidade separada que é montada na estrutura 16 e está em comunicação com o VCU 120. O controlador de freio regenerativo 138 é controlado pelo VCU 120 para implantar ou ativar o freio regenerativo quando existem várias condições operacionais. Em um exemplo, que será expandido posteriormente, o VCU 120 pode instruir o controlador de freio regenerativo 138 a operar e fornecer uma força de retardamento ao veículo 102, em vez de instruir o controlador de freio mecânico 136 a operar o freio mecânico 74. (g) Sistema de indicação e controle da posição do vagão 140. O sistema 140 pode ser provido como uma rotina de software dentro do VCU 120. O sistema 140 comunica-se adicionalmente com o GPS 124 e satélites de GPS 142. Além disso, o sistema 140 pode se comunicar com um centro de controle remoto 144 através de comunicações via rádio ou internet. O sistema 140 também pode se comunicar com outros sistemas de informações ou monitoramento e dispositivos tais como unidades de interface de trilho 146 e outros aparelhos da faixa de domínio e/ou circuitos de via (mostrados nas Figs. 22 e 23). Em termos gerais, o sistema de indicação e controle da posição do vagão 140 permite a determinação dinâmica da posição do veículo 102 em relação a uma localização de referência. Isto pode utilizar tanto a informação do GPS como a informação recebida das unidades de interface de trilho 146 e, de fato, de aparelhos de bordo, tais como tacos de roda (taco wheel). A posição é comunicada pelo sistema de telemetria 122 ao centro de controle 144. Um controlador no sistema de controle remoto 144 também pode baixar ou transferir informações de posição ao sistema 140 para instruir a rota para o veículo 102. (h) Sistema de controle de anticolisão 148. O sistema anticolisão 148 tem aplicação particular quando múltiplos transportes circulares S são operados como uma composição mecanicamente desacoplada. Assim, uma composição pode ser construída a partir de múltiplos transporte circulares S que são mecanicamente desacoplados uns dos outros, mas que são operados para se deslocar juntos. O espaçamento entre os transportes circulares adjacentes S pode ser controlado para estar dentro de um intervalo definido tanto pelo GPS 124 nos veículos ferroviários 102 como pelo sistema de controle de anticolisão 148. O sistema 148 pode ser provido como uma rotina de software dentro do VCU 120 ou como um módulo ou unidade separada que é suportada pelo truque 58a e está em comunicação com o VCU 148. O sistema de controle de anticolisão 148 obtém informação dos sensores de proximidade 126. A partir disso, o sistema 148 é capaz de determinar o espaçamento entre os veículos 102 em transportes circulares adjacentes S. A informação sobre o espaçamento entre os transportes circulares adjacentes S pode então ser retransmitida para o VCU 120 que pode variar a velocidade dos seus veículos correspondentes 102 para manter um espaçamento predeterminado ou separação com o transporte circular adjacente S. Isto pode ser conseguido, por exemplo, acelerando ou desacelerando os veículos 102. A este respeito, o VCU 120 pode instruir outros controladores ou sistemas para, por exemplo, aumentar a velocidade do motor de acionamento 20 através do sistema 132; ou desacelerar o veículo pela aplicação do freio regenerativo através do controlador do freio regenerativo 138; ou por aplicação do freio mecânico 74 usando o controlador de freio 136. (i) Sistema de freios ABS 150. O ABS 150 pode ser provido como uma rotina de software dentro do VCU 120 ou como uma unidade ou sistema autônomo que é suportado pelo truque 58a e está em comunicação com o VCU 120 e o controlador de freio mecânico 136 e assim o freio mecânico 74. O ABS 150 pode estar de acordo com os sistemas conhecidos atualmente utilizados em veículos rodoviários. (j) Sistema de controle de tração 152. O sistema de controlo de tração 152 pode ser provido como uma rotina de software incorporada no VCU 120 ou como uma unidade autônoma suportada pelo truque 58a e em comunicação com o VCU 120. O sistema de controle de tração 152 monitora a patinagem das rodas. No caso em que a patinagem das rodas é detectada, o VCU 120 pode, opcionalmente, controlar o controlador de freio mecânico 136, ou o controlador de freio regenerativo 138 para frear a roda deslizante, reduzindo assim a patinagem; ou, de fato, operar o sistema de controle do motor de acionamento 132 para reduzir o torque provido à roda deslizante.

[061] A partir do acima mencionado, será apreciado que os veículos 102 e os transporte circulares S são autoalimentados e, nesta modalidade particular, dispostos para transportar mercadorias a granel. Não há necessidade de fornecer uma locomotiva acoplada tradicional para fornecer força motriz para o transporte circular S. Como as rodas 18 são capazes de girar em diferentes velocidades, não há necessidade de depender da condução de trilhos de rodas para habilitar os truques 58, o trilho transportará o sistema 10, os veículos 102 ou o transporte circular S para atravessar uma curva. Isto por si só tem vantagens significativas tanto na fabricação das rodas 18, como também em termos de tração entre as rodas 18 e nos trilhos nas quais elas correm, de modo a reduzir o desgaste de ambas.

[062] O sistema de telemetria 122 permite que cada veículo 102/transporte circular S se comunique com o centro de controle remoto 144. Isto permite o controle remoto do veículo 102/ transporte circular S. Adicionalmente, o VCU 120 permite a condução autônoma do veículo 102/transporte circular S de acordo com informações de orientação pré- carregada ou informação dinâmica fornecida através do centro de controle 144. A eficiência de combustível é aumentada pelo fornecimento do sistema de extensor de autonomia 118 e o uso de sistemas de freio regenerativo. Em particular, o sistema de freio regenerativo permite o carregamento do conjunto de baterias 106 durante os eventos de frenagem.

[063] Além disso, o VCU 120 pode ser disposto para colocar um ou, de fato, ambos os veículos 102 em um estado de giro livre, onde não é fornecida energia pela bateria recarregável 106 aos motores 104 em certas situações, por exemplo, quando se desloca ao longo de um declive, ou no caso de detecção de uma falha em particular. É possível dispor os motores 104 para atuarem como geradores para fornecer carga elétrica para o conjunto de baterias 106 quando se deslocarem para baixo em declive.

[064] O sistema de telemetria 122 permite que o(s) veículo(s) 102/transporte circular S se comunique não apenas com o centro de controle remoto 144, mas também com outros veículos ferroviários 102 semelhantes e transportes circulares S que são adjacentes ou em uma composição comum. Isto permite a montagem de uma composição na qual uma pluralidade de transportes circulares S pode percorrer uma rota comum e ser mantida a uma certa distância separada, mas são fisicamente desacopladas umas das outras. Isto é mostrado, por exemplo, na Figura 23, que representa uma composição 200 compreendendo uma pluralidade de transportes circulares desacoplados S1, S2, S3 e S4.

[065] Na composição 200, os veículos ferroviários 102 e, assim, as composições correspondentes S1 a S4 são sincronizadas para manter a sua posição relativa ou espaçamento dentro da composição 200, enquanto a composição 200 está em movimento. Isto pode ser conseguido, por exemplo, pelo uso da indicação de posição do vagão e sistema de controle 140 de veículos mutualmente adjacentes 102 de respectivas composições adjacentes 200, monitorando a sua posição em relação a uma referência comum, de modo que cada um dos veículos mutualmente adjacentes 102 sejam mantidos em uma separação predeterminada na composição em movimento 200. Isto depende do uso do respectivo GPS 130 dos veículos 102.

[066] Por exemplo, quando montar a composição 200, pode-se predeterminar que uma distância ou espaçamento de separação ideal entre cada um dos transportes circulares S é de um metro. A rota da composição 200 é predeterminada ou conhecida. Portanto, a qualquer momento, a posição de qualquer veículo 102 de um transporte circular S em relação a outro veículo 102 em outro transporte circular é predeterminada. Estas posições são monitoradas dinamicamente e comparadas com as posições predeterminadas ou esperadas em qualquer ponto ao longo da rota de percurso da composição 200. Se for observada uma discrepância entre as posições determinadas dinamicamente e as posições esperadas, então um VCU 120 de um veículo particular 102 pode operar para acelerar ou desacelerar os transportes circulares S correspondentes de modo a restabelecer a distância de separação predeterminada.

[067] Assim, há uma expectativa de que o espaçamento real entre os transportes circulares adjacentes S possa modular durante o trânsito da composição 200 a cerca de uma distância de separação predeterminada. No caso de um VCU 120 determinar que o seu transporte circular correspondente S deve ser desacelerado, o VCU 120 pode ser programado para aplicar preferencialmente o sistema de freio regenerativo em vez do sistema de freio mecânico. Isso aumenta a eficiência de combustível à medida que a implantação do regenerativo recarrega a bateria 108. No entanto, se o sistema de diagnóstico indicar uma falha no sistema de freio regenerativo, então o VCU 120 pode operar para controlar ou operar o freio mecânico 74.

[068] Além de controlar a posição relativa dos veículos 102/transporte circular S em uma composição móvel, podem também ser obtidas informações a partir dos sensores de proximidade 126 para permitir que o VCU 120 de veículos adjacentes 102 dos respectivos transportes circulares S adjacentes operem de modo a manter a distância de separação predeterminada. Isto depende da medição ou detecção do espaçamento diretamente entre veículos adjacentes 102 dos respectivos transportes circulares S adjacentes em vez de, ou além de, depender da posição dos transportes circulares S em relação a uma referência comum que é determinada através do GPS.

[069] Fornecer um espaço entre os transportes circulares S adjacentes na composição em movimento 200 também ajuda a eliminar desvios ao atravessar uma curva. Isso é benéfico na redução da probabilidade de descarrilamento.

[070] As Figuras 24 e 25 ilustram uma forma alternativa de transporte circular ferroviário Sa. O transporte circular Sa incorpora aspectos substantivos do transporte circular S descrito acima, nomeadamente um corpo 12, os dois veículos ferroviários conduzidos/motorizados 102 e o sistema de acoplamento 14. A principal diferença é que o transporte circular Sa, a estrutura portadora de carga contínua é constituída por um único corpo 12, apenas acoplado em extremidades opostas aos respectivos veículos ferroviários conduzidos/motorizados 102. O corpo 12 é provido com um revestimento flexível 18. Toda a carga do corpo 12 e qualquer carga útil é totalmente transferida para os dois veículos ferroviários 102. Os benefícios do sistema de acoplamento articulado 14 sem espaço ou folga linear são apreciados pelo transporte circular S. Também como é prontamente aparente, o transporte circular Sa é capaz de se deslocar em direções opostas em um trilho sem a necessidade de girar o corpo 12, eliminando assim a necessidade de postos de cruzamento. Uma pluralidade de transportes circulares Sa pode também ser construída e funcionar como uma composição desacoplada mecanicamente da mesma maneira descrita acima em relação ao transporte circular S.

[071] As Figuras 26 e 27 ilustram uma forma de instalação de descarregamento 300 para descarregar a carga útil de um transporte circular S (incluindo um transporte circular Sa, mas, para simplificação, a referência é feita aqui depois em relação ao transporte circular S apenas). A instalação 300 compreende um trilho elevado 302 para suportar um transporte circular S acima e ao lado de um vagão tipo hopper 304. O vagão tipo hopper 304 tem um comprimento igual ou superior à estrutura portadora de carga contínua 22. A instalação 300 inclui uma pluralidade de vigas ou pórticos curvados suspensos 306, cada um dos quais suporta um carrinho conduzido 308 com um gancho 310 acoplado pivotalmente. Nesta modalidade, há duas vigas afastadas 306 para cada corpo 12. As vigas têm um perfil em “I” com uma rede central e 312 e flanges superiores e inferiores 314a e 314b. Uma estrutura de múltiplos níveis montada em vagões para transporte de trilhos longos (rack) 316 é fornecida no flange inferior 314b em cada lado da alma 312. Cada rack estende-se a partir de uma primeira extremidade distante do vagão tipo hopper 304 através de um arco de cerca de 160° para uma segunda extremidade 317 adjacente ao vagão tipo hopper 304.

[072] O carrinho 308 é provido com quatro pinhões 318, dois de cada lado para engatar com cada rack 316. Os pinhões 318 são acionados por motores hidráulicos 320. As rodas intermediárias 322a e 322b são fornecidas no carrinho 308 e se deslocam nas superfícies externas dos flanges 314a e 314b, respectivamente. Os pinhões 318 e as rodas intermediárias 322 são acopladas nas placas opostas 324 do carrinho 308. O gancho 310 pode girar em torno do eixo da roda intermediária 322b.

[073] Os carrinhos têm uma posição retraída quando se localizam na primeira extremidade 315 de uma respectiva viga 306 e uma posição de descarregamento quando eles percorreram ao longo dos racks 316 para a segunda extremidade 317. Quando na posição retraída, os ganchos 310 estão localizados abaixo e ao lado do trilho superior 30a dos corpos 12 de um transporte circular adjacente S.

[074] Um braço de retenção 326 é suportado em cada viga 306 em um lado distante do vagão tipo hopper 304. Cada braço de retenção 326 é articulado por um êmbolo hidráulico entre uma posição de retenção, onde suporta a viga 50 para reter o transporte circular S durante o descarregamento e uma posição retraída onde o braço 326 é retraído a partir da viga 50.

[075] Para descarregar um transporte circular carregado, os carrinhos 308 e os braços 326 são colocados nas respectivas posições retraídas. Isto permite que um transporte circular S seja conduzido ao longo do trilho 302 para um local de descarregamento adjacente ao vagão tipo hopper 304. Em seguida, os braços 326 são colocados na sua posição de retenção para suportar as vigas 50. Os motores hidráulicos 320 são ativados para fazer com que os carrinhos 308 se desloquem ao longo dos racks 316 em direção à segunda extremidade 317. Após cerca de 15° de percurso, os ganchos 310 recolhem o trilho superior 30a dos corpos 12. Isso é mostrado como posição P1 na Fig. 27. À medida que os carrinhos continuam o seu percurso ao longo dos racks 316, eles articulam os corpos 12 sobre as suas vigas 46 para balançar a correspondente estrutura portadora de carga 22 em direção ao vagão tipo hopper 304, como exemplificado na posição P2 na Fig. 27. Eventualmente a estrutura portadora de carga 22 é colocada na posição de descarregamento P3 quando os carrinhos atingem a segunda extremidade 317. Os transportes circulares S são impedidos de inclinar- se devido à mudança na distribuição de peso à medida que a estrutura portadora de carga 22 é progressivamente balançada e descarregada pelos braços 326 que suportam as vigas 50.

[076] Uma esteira transportadora 330 está localizada sob o vagão tipo hopper 304 para transportar a carga útil descarregada do transporte circular S para outro local. Após a descarga, os motores hidráulicos 320 são invertidos, fazendo com que os carrinhos 308 percorram ao longo dos racks 316 de volta para a primeira extremidade 315 balançando progressivamente a estrutura portadora de carga 22 de volta à sua posição de transporte mostrada nas Figs. 1a e 3. Os braços 326 são retraídos e o transporte circular S pode ser acionado.

[077] Embora tenha sido descrita uma modalidade específica do sistema de transporte ferroviário 10, deve ser apreciado que o sistema pode ser realizado em muitas outras formas. Por exemplo, o sistema 10 é descrito como sendo utilizado em conjunto com dois veículos ferroviário conduzidos ou motorizados 102 para formar um transporte circular S. Os veículos ferroviários 102 no transporte circular S são autoalimentados e têm sistemas de controle para permitir o controle autônomo ou remoto. No entanto, em modalidades alternativas, o sistema de transporte ferroviário 10 pode ser acoplado a uma locomotiva convencional, ou uma locomotiva convencional dianteira e traseira, para formar um transporte circular com a mesma estrutura portadora de carga contínua 22.

[078] Também o sistema de acoplamento 14 pode assumir outras formas que fornecem articulação rotacional de três eixos, tal como uma placa girante de articulação. Assim, não é crítico que o sistema de acoplamento incorpore a disposição de bucha esférica 76 descrita acima.

[079] Adicionalmente, os truques 58 na modalidade descrita, cada um possuem dois eixos 16. No entanto, em uma modalidade alternativa, o truque pode ser provido apenas com um único eixo 16 centralmente localizado. Em tal modalidade, os truques fornecerão o acoplamento a dois corpos 12 e, assim, transportarão partes de dois sistemas de acoplamento, um de cada lado do eixo 16, para facilitar o acoplamento dos dois corpos. Além disso, em todos os aspectos e modalidades, é possível fornecer um ou mais dos truques 58 com um ou mais motores para fornecer condução (e, portanto, tração) às respectivas rodas do truque 58. Os motores podem ser motores elétricos providos com energia a partir de conjuntos de baterias a bordo ou através de cabos/barramentos elétricos conectáveis aos conjuntos de bateria 106 dos veículos ferroviários 102.

[080] Quando os truques 58 são providos com um ou mais motores elétricos 104, as seguintes combinações de acionamento são possíveis para transferir torque dos motores para as rodas 18 que rodam em torno de um eixo comum: 1. Um ou mais motores DC de baixa tensão com ou sem uma caixa redutora acoplada a um diferencial 72; 2. Um ou mais motores AC de baixa tensão com ou sem caixa redutora acoplada a um diferencial 72; 3. Um ou mais motores DC de alta tensão com ou sem uma caixa redutora acoplada a um diferencial 72; 4. Um ou mais motores AC de alta tensão com ou sem uma caixa redutora acoplada a um diferencial 72; 5. respectivos motores elétricos (AC ou DC e alta tensão ou baixa tensão), com ou sem caixas redutoras, montados para acionar diretamente as respectivas rodas 18, onde a velocidade do motor pode ser controlada individualmente para permitir que as rodas em um eixo de rotação comum girem em velocidades diferentes sem a necessidade de um diferencial. Na verdade, este sistema não diferencial de acionamento direto também pode ser implementado usando outros tipos de motores, como motores hidráulicos. Além disso, o sistema não diferencial de acionamento direto também pode ser incorporado nos veículos motorizados 102 e truques associados 58a no lugar do sistema de acionamento diferencial.

[081] A Figura 28 é uma representação esquemática de uma parte de um truque 58a ou de um veículo ferroviário motorizado 102, em que cada roda 16 é acionada por um motor eléctrico separado e independente 104a. As rodas 18 são montadas sobre um eixo fixo comum 16a através dos respectivos conjuntos de rolamentos 59. Isto permite que as duas rodas opostas 18 no mesmo eixo 16a rode em RPMs diferentes (por exemplo, para uma curva) ou sincronizadas (para uma reta) controlando independentemente os motores das rodas 104a. Isso alcança um resultado semelhante a um diferencial e é conhecido como vetorização de roda dianteira. Nesta modalidade, os motores elétricos 104a estão montados no lado externo das duas rodas 18. Isto permite que as rodas 18 fiquem mais próximas umas das outras do que em outras modalidades para assim reduzir a bitola do trilho em cerca de 50%. Por exemplo, as modalidades do sistema de transporte ferroviário 10 mostradas nas Figuras 1 a 20, 24 e 25 podem ser executadas em trilhos de bitola estreita (1067mm), enquanto uma modalidade do sistema de transporte ferroviário 10 incorporando a parte do truque 58a mostrada na Figura 28 pode ser executada em um trilho de bitola super estreita (590 mm). Isto tem vantagens em termos de menor custo de construção dos trilhos e ter um raio de viragem mais apertado; e também potencialmente evitando vários regulamentos estatutários. Por exemplo, na Austrália, os sistemas de transporte ferroviário de bitola estreita estão isentos do credenciamento do Gabinete Nacional de Reguladores de Segurança Ferroviária e são governados pelo Departamento de Minerais e Petróleo, que estabeleceu regulamentos operacionais semelhantes a uma esteira transportadora.

[082] Em uma modalidade adicional, o revestimento flexível 20 não precisa ser feito como um único artigo de peça única que cobre continuamente todos os sistemas de acoplamento 14. Em vez disso, o revestimento flexível pode ser feito como um número de peças individuais que, quando acopladas, cobrem continuamente os sistemas de acoplamento 14. Por exemplo, cada peça de revestimento pode ter um comprimento que é mais comprido do que o comprimento de um corpo 12 para permitir a sobreposição das peças através dos acoplamentos 14, em combinação, apresentando um revestimento de extremidade a extremidade contínuo para o transporte circular S.

[083] Nas reivindicações que se seguem, e na descrição anterior, exceto quando o contexto exigir de outra forma devido à linguagem expressa ou implicação necessária, a palavra “compreendem” e variações como “compreende” ou “compreendendo” são usadas em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença das características indicadas mas não para impedir a presença ou adição de características adicionais em várias modalidades do sistema de transporte ferroviário como aqui descrito.

Claims (18)

1. Transporte circular ferroviário caracterizado pelo fato de que compreende: uma estrutura portadora de carga tendo pelo menos um corpo portador de carga e um revestimento flexível suportado por pelo menos um corpo portador de carga; primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados; primeiro e segundo sistemas de acoplamento, em que o primeiro veículo ferroviário motorizado é acoplado a uma extremidade da estrutura portadora de carga pelo primeiro sistema de acoplamento e o segundo veículo ferroviário motorizado é acoplado a uma segunda extremidade oposta da estrutura portadora de carga pelo segundo sistema de acoplamento; os primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados dispostos de modo a permitir que o sistema de transporte ferroviário seja conduzido em sentidos opostos sem girar a estrutura portadora de carga única; e em que cada sistema de acoplamento é um sistema de acoplamento articulado sendo configurado para prover três graus de liberdade de rotação entre as extremidades opostas da estrutura portadora de carga e os primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados.

2. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de acoplamento compreende adicionalmente um pino de bloqueio disposto para bloquear as extremidades opostas da estrutura portadora de carga de se moverem em uma direção vertical em relação aos veículos ferroviários.

3. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada sistema de acoplamento é configurado para não prover folga linear em uma direção de deslocamento dos corpos de suporte de carga.

4. Transporte circular ferroviário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada sistema de acoplamento compreende adicionalmente um mecanismo de controle operável para amortecer ou bloquear pelo menos um dos graus de liberdade de rotação.

5. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada sistema de acoplamento compreende um pino conectado ao corpo e uma disposição de bucha para receber um pino respectivo.

6. Transporte circular ferroviário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a estrutura portadora de carga compreende dois ou mais corpos de suporte de carga dispostos de uma extremidade a outra extremidade e um ou mais truques; cada truque com dois eixos e dois acoplamentos.

7. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que extremidades adjacentes de corpos mutualmente adjacentes são acopladas a um truque comum em uma configuração em que pelo menos um eixo do truque comum está localizado abaixo de um dos corpos mutuamente adjacentes e outro eixo do truque comum está localizado abaixo do outro dos corpos mutuamente adjacentes.

8. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que cada truque compreende duas disposições de bucha.

9. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as disposições de bucha estão localizadas entre dois dos pelo menos dois eixos.

10. Transporte circular ferroviário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que o revestimento flexível suportado pelos dois ou mais corpos de suporte de carga é configurado para cobrir os respectivos sistemas de acoplamento, acoplando corpos mutuamente adjacentes para formar uma estrutura portadora de carga contínua.

11. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada corpo de suporte de carga compreende uma estrutura de suporte de revestimento na qual o revestimento flexível é recebido, a estrutura de suporte de revestimento estando aberta nas respectivas extremidades opostas para permitir que o revestimento flexível se estenda além das pelo menos extremidades mutualmente adjacentes das estruturas de suporte de revestimento.

12. Transporte circular ferroviário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a estrutura portadora de carga compreende um corpo portador de carga único e em que o primeiro veículo motorizado é acoplado a uma extremidade do corpo portador de carga único pelo primeiro sistema de acoplamento e o segundo veículo ferroviário motorizado é acoplado a uma segunda extremidade oposta do corpo portador de carga único pelo segundo sistema de acoplamento e em que a carga total do corpo portador de carga único e qualquer carga útil nele contida é transferida para o primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados.

13. Transporte circular ferroviário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que cada do primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados tem um primeiro eixo e em um segundo eixo, cada eixo tendo uma roda ferroviária em cada extremidade oposta; e uma disposição de bucha única localizada entre o primeiro eixo e o segundo eixo.

14. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada do primeiro e segundo veículos ferroviários motorizados compreendem pelo menos um motor elétrico para condução das rodas dos veículos ferroviários, em que as rodas em extremidades opostas de um eixo possam rodar em velocidades diferentes.

15. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que cada veículo ferroviário motorizado compreende um conjunto de baterias para fornecer energia ao motor elétrico.

16. Transporte circular ferroviário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo veículos ferroviários motorizados são providos com um sistema de controle disposto para permitir a condução autônoma do veículo ferroviário.

17. Transporte circular ferroviário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 11, 13 e 14, caracterizado pelo fato de que cada truque compreende pelo menos um motor para rodas motrizes em cada eixo do truque.

18. Transporte circular ferroviário, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que cada truque compreende um motor para cada roda em um eixo comum, em que os motores são controlados independentemente um do outro, permitindo assim que as rodas no eixo comum rodem em velocidades iguais ou diferentes.