BR112021000655A2

BR112021000655A2 - Viga em i, método para formar uma viga em i, e, conjunto de truque

Info

Publication number: BR112021000655A2
Application number: BR112021000655-9A
Authority: BR
Inventors: Paul Steven Wike; Jay P. Monaco; Joshua E.Tonnies
Original assignee: Amsted Rail Company, Inc.
Priority date: 2018-07-16
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2021-04-13
Also published as: US20200017127A1; US11225272B2; WO2020018358A1; ZA202100264B; CN112638743B; MX2021000536A; CA3106521A1; CN112638743A; AU2019308523A1

Abstract

viga em i, método para formar uma viga em i, e, conjunto de truque. um conjunto de truque é configurado para se deslocar ao longo de uma via com trilhos e inclui uma primeira armação lateral, uma segunda armação lateral e uma travessa que se estende entre a primeira armação lateral e a segunda armação lateral. uma ou mais da primeira armação lateral, da segunda armação ou da travessa inclui pelo menos uma porção formada como uma viga em i que inclui uma alma com uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, um primeiro flange que se estende a partir da primeira extremidade da alma, e um segundo flange que se estende a partir da segunda extremidade da alma. uma espessura da alma aumenta conforme se afasta de um primeiro eixo geométrico neutro em direção ao primeiro flange e ao segundo flange.

Description

1 / 19 VIGA EM I, MÉTODO PARA FORMAR UMA VIGA EM I, E,

CONJUNTO DE TRUQUE PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Esse pedido se refere a e reivindica benefícios de prioridade do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos Nº 62/698.358, depositado em 16 de julho de 2018, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

CAMPO DA DESCRIÇÃO

[002] As modalidades da presente descrição, em geral, se referem a conjuntos de truque para veículos de trilho, tais como carros de trilho, e, mais particularmente, a conjuntos de truque que incluem um ou mais componentes com pelo menos porções formadas como vigas em I.

FUNDAMENTOS DA DESCRIÇÃO

[003] Veículos de trilho se deslocam ao longo de ferrovias, que têm vias que incluem trilhos. Um veículo de trilho inclui um ou mais conjuntos de truque que suportam um ou mais corpos de carro. Cada conjunto de truque inclui duas armações de lado e uma travessa. Sapatas de fricção são dispostas entre a travessa e as armações de lado. As sapatas de fricção são configuradas para prover amortecimento para suspensão.

[004] Normalmente, pelo menos armações de lado são formadas com uma caixa oca ou construção tubular. Tubos ascendentes, rodas e outras estruturas são usadas durante o processo de fabricação para formar as armações de lado. Além disso, as armações de lado são suportadas com cordame durante o processo de fabricação. Em geral, o processo de formação das armações de lado é demorado e trabalhoso, além de caro.

[005] Determinadas armações de lado foram formadas com uma construção de viga em I afunilada. Tais armações de lado são rígidas na direção vertical, mas são suscetíveis a torção quando uma carga transversal é exercida nas mesmas.

2 / 19

[006] Uma sessão transversal em formato de I é uma forma eficiente para transportar ambas as cargas de flexão e cisalhamento em uma plano de uma alma. Entretanto, a seção transversal também tem uma capacidade reduzida na direção transversal, e, como observado, é ineficiente em relação a cargas transversais. Conforme a força vertical é exercida, uma viga em I tradicional desvia em um plano vertical. No entanto, com a adição da força transversal, a viga em I tradicional pode flexionar fora do plano vertical e fazer com que a viga tradicional em I deforme e/ou torça.

[007] Consequentemente, as armações de lado dos conjuntos de truque ferroviário são normalmente formadas como caixas ou tubos ocos, em contraste com as vigas em I. Como observado, contudo, o processo para formar uma caixa oca ou armações de lado tubulares é demorado e trabalho, além de caro.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

[008] Existe uma necessidade de um conjunto de truque ferroviário com componentes que podem ser formados de maneira eficiente. Além disso, existe uma necessidade de um conjunto de truque ferroviário com componentes que são robustos e confiáveis. Além disso, existe uma necessidade de uma viga em I que transporta com eficiência as cargas de flexão e cisalhamento em um plano de uma alma, bem como uma capacidade aumentada em uma direção transversal.

[009] Com essas necessidades em mente, determinadas modalidades da presente descrição proveem uma viga em I que inclui uma alma com uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, um primeiro flange que se estende a partir da primeira extremidade da alma, e um segundo flange que se estende a partir da segunda extremidade da alma. Uma espessura da alma aumenta conforme se afasta de um primeiro eixo geométrico neutro em direção ao primeiro flange e ao segundo flange. A espessura da alma pode aumentar de maneira uniforme a

3 / 19 partir do primeiro eixo geométrico neutro em direção ao primeiro flange e ao segundo flange. Em pelo menos uma modalidade, a alma no primeiro eixo geométrico neutro é uma porção mais fina da alma.

[0010] Em pelo menos uma modalidade, uma espessura do primeiro flange aumenta conforme se afasta de um segundo eixo geométrico neutro em direção às primeiras bordas distais do primeiro flange. O primeiro eixo geométrico neutro pode ser ortogonal ao segundo eixo geométrico neutro. Em pelo menos uma modalidade, o primeiro flange no segundo eixo geométrico neutro é uma porção mais fina do primeiro flange.

[0011] Em pelo menos uma modalidade, uma espessura do segundo flange aumenta conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro em direção às segundas bordas distais do segundo flange. Em pelo menos uma modalidade, o segundo flange no segundo eixo geométrico neutro é uma porção mais fina do segundo flange.

[0012] Determinadas modalidades da presente descrição proveem um método para formar uma viga em I. O método inclui estender um primeiro flange a partir de uma primeira extremidade de uma alma, estender um segundo flange a partir de uma segunda extremidade da alma (em que a segunda extremidade é oposta à primeira extremidade), e aumentar uma espessura da alma conforme se afasta de um primeiro eixo geométrico neutro em direção ao primeiro flange e ao segundo flange.

[0013] Em pelo menos uma modalidade, o método também inclui uma espessura do primeiro flange conforme se afasta de um segundo eixo geométrico neutro em direção às primeiras bordas distais do primeiro flange. Em pelo menos uma modalidade, o método também aumenta uma espessura do segundo flange conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro em direção às segundas bordas distais do segundo flange.

[0014] Determinadas modalidades da presente descrição proveem um conjunto de truque que é configurado para se deslocar ao longo de uma via

4 / 19 com trilhos. O conjunto de truque inclui uma primeira armação de lado, uma segunda armação de lado e uma travessa que se estende entre a primeira armação de lado e a segunda armação de lado. Uma ou mais da primeira armação de lado, da segunda armação ou da travessa inclui pelo menos uma porção formada como uma viga em I, como aqui descrito.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de topo de um conjunto de truque.

[0016] A Figura 2 ilustra uma vista de extremidade de uma viga em I, de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0017] A Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de topo de uma armação de lado, de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0018] A Figura 4 ilustra uma vista lateral da armação de lado.

[0019] A Figura 5 ilustra uma vista de extremidade da armação de lado.

[0020] A Figura 6 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado através da linha 6-6 da Figura 4.

[0021] A Figura 7 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado através da linha 7-7 da Figura 4.

[0022] A Figura 8 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado através da linha 8-8 da Figura 4.

[0023] A Figura 9 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado através da linha 9-9 da Figura 4.

[0024] A Figura 10 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado através da linha 10-10 da Figura 4.

[0025] A Figura 11 ilustra um fluxograma de um método para formar uma viga em I de acordo com uma modalidade da presente descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA DESCRIÇÃO

[0026] O resumo anterior, bem como a seguinte descrição detalhada

5 / 19 de determinadas modalidades, serão melhor compreendidos quando lidos em conjunto com os desenhos anexos. Conforme usado aqui, um elemento ou etapa recitada no singular e precedido pela palavra “um” ou “uma” deve ser entendido como não excludente necessariamente do plural dos elementos ou etapas. Além disso, as referências a “uma modalidade” não se destinam a serem interpretadas como excludentes da existência de modalidades adicionais que também incorporam as características recitadas. Além disso, a menos que explicitamente declarado ao contrário, as modalidades “compreendendo” ou “com” um elemento ou uma pluralidade de elementos com uma condição particular podem incluir elementos adicionais que não têm essa condição.

[0027] Determinadas modalidades da presente descrição proveem uma viga em I incluindo uma alma acoplada a pelo menos um flange. Uma espessura da alma se expande externamente a partir de um primeiro eixo geométrico neutro. Ou seja, a espessura se expande externamente a partir do primeiro eixo geométrico neutro. Além disso, uma espessura do(s) flange(s) se expande externamente a partir de um segundo eixo geométrico neutro, que pode ser ortogonal ao primeiro eixo geométrico neutro. Em pelo menos uma modalidade, um conjunto de truque tem um ou mais componentes com pelo menos porções formadas como vigas em I que se expandem externamente (por exemplo, aumentam em espessura) afastadas de pelo menos um eixo geométrico neutro.

[0028] A expansão externa de porções da viga em I afastadas de um eixo geométrico neutro distribui estresses em áreas maiores. Como tal, os estresses podem ser distribuídos de maneira equilibrada e uniforme em toda a viga em I, em vez de serem exercidas de forma variável em locais diferentes. Desta forma, a viga em I pode ser uma viga em I de estresse constante. Os componentes (tais como armações de lado e travessas) de conjuntos de truque ferroviário formados de tais vigas em I distribuem de modo uniforme e

6 / 19 equilibrado os estresses através dos mesmos. Os componentes se expandem externamente (isto é, aumentam em espessura) afastados de pelo menos um eixo geométrico neutro, desse modo resistindo de maneira eficaz e eficiente às forças verticais e transversais que podem torcer vigas em I tradicionais.

[0029] Normalmente, quando as cargas são exercidas em uma viga em I, as forças de compressão e tração são desenvolvidas. As forças de compressão e tração induzem estresses na viga. Um estresse de compressão máxima pode estar em uma borda mais superior da viga em I, enquanto um estresse de tração máxima pode estar localizado na borda mais inferior da viga em I. Como os estresses entre esses estresses opostos são lineares, há um ponto no trajeto linear entre elas onde não há estresse de flexão, que é conhecido como um eixo geométrico neutro.

[0030] O eixo geométrico neutro dentro de uma seção transversal de uma viga é um eixo geométrico no qual não há estresses ou deformações longitudinais. Declarado de outra forma, o eixo geométrico neutro é uma linha em uma viga ou outra tal estrutura sujeita a flexão na qual as fibras não são estiradas nem comprimidas, ou onde o estresse longitudinal é zero.

[0031] A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de topo de um conjunto de truque 100. O conjunto de truque 100 é configurado para se deslocar ao longo de uma via 102 com trilhos 104. O conjunto de truque 100 inclui uma primeira armação de lado 106 e uma segunda armação de lado 108, que estão distanciadas umas das outras. Uma travessa 110 se estende entre a primeira armação de lado 106 e a segunda armação de lado 108 e acopla a primeira armação de lado 106 à segunda armação de lado 108.

[0032] Uma primeira série de rodas 112 é rotativamente acoplado às primeiras extremidades 114 e 116 da primeira armação de lado 106 e a segunda armação de lado 108, respectivamente, e uma segunda série de rodas 118 está rotativamente acoplado às segundas extremidades 120 e 122 da primeira armação de lado 106 e da segunda armação de lado 108,

7 / 19 respectivamente. Cada um dos primeiro e segundo conjuntos de rodas 112 e 118 inclui um eixo 124 conectado às rodas 126. As rodas 126 são suportadas nos trilhos 104 e são configuradas para se deslocarem nos mesmos conforme os eixos 124 giram em relação à primeira armação de lado 106 e a segunda armação de lado 108.

[0033] As primeira e segunda armações de lado 106 e 108 incluem sistemas amortecedores 128. Por exemplo, os sistemas amortecedores 128 incluem uma ou mais molas, sapatas de fricção e similares que são configurados para amortecer as forças exercidas em e/ou pelo conjunto de truque 100 conforme o conjunto de truque 100 se desloca ao longo da via 102.

[0034] A travessa 110 inclui as extremidades 130 e 132 (por exemplo, uma primeira extremidade 130 e uma segunda extremidade oposta 132), que se estendem através das aberturas 134 das armações de lado 106 e 108. A travessa 110 também inclui um reservatório central de travessa 136 que se estende externamente de uma superfície superior 138. Como mostrado, o reservatório central da travessa 136 está localizado centralmente na superfície superior 138 da travessa 110 entre as extremidades 130 e 132.

[0035] As extremidades dos eixos 124 são retidas de forma rotativa por mancais 140, que são acoplados às armações de lado 106 e 108. Em particular, os conjuntos de rodas 112 e 118 são acoplados às armações de lado 106 e 108 nos pedestais 142 das armações de lado 106 e 108. Os pedestais 142 se conectam aos adaptadores de mancal 144 que se conectam aos mancais

140.

[0036] Em pelo menos uma modalidade, os sistemas de amortecimento 128 incluem grupos de mola 146 suportados dentro das aberturas 134 das armações de lado 106 e 108. Os grupos de mola 146 incluem bobinas de carga 148 e bobinas de controle 150. As bobinas de carga 148 suportam a travessa 110 nas extremidades 130 e 132. As bobinas de controle 150 suportam sapatas de fricção 152.

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[0037] Um conjunto de mancal de lado 160a é montada na superfície de topo 138 da travessa 110 entre o reservatório central da travessa 136 e a extremidade 130. Um segundo conjunto de mancal de lado 160b é montado na superfície de topo 138 da travessa 110 entre o reservatório central da travessa 136 e a extremidade 132. O conjunto de mancal de lado 160a e o conjunto de mancal de lado 160b podem ser alinhadas ao longo de um plano longitudinal central 161 da travessa 110 que passa através de um centro 163 do reservatório central de travessa 136. Cada conjunto de mancal de lado 160a e 160b pode ser distanciado do centro 163 na mesma distância, mas em direções opostas.

[0038] As instalações de mancal de lado 160a e 160b são configuradas para limitar o rolamento de uma carroceria suportada pelo conjunto de truque 100, aumentando assim a estabilidade da carroceria e do conjunto de truque 100, bem como um veículo de trilho que inclui a carroceria e o conjunto de truque 100.

[0039] Em pelo menos uma modalidade, uma ou mais porções de um conjunto de truque, como o conjunto de truque 100, são formadas como vigas em I que se expandem externamente (isto é, aumentam em espessura) afastadas de pelo menos um eixo geométrico neutro. Por exemplo, uma ou ambas da primeira armação de lado 106 e/ou da segunda armação de lado 108 podem ter pelo menos porções formadas como vigas em I que se expandem externamente afastadas de pelo menos um eixo geométrico neutro. Como outro exemplo, a travessa 110 pode ter pelo menos uma porção formada como uma viga em I que se expande externamente afastada de pelo menos um eixo geométrico neutro. Alternativamente, as porções do conjunto de truque podem ser formadas como vigas em I que não podem se expandir externamente afastadas de pelo menos um eixo geométrico neutro.

[0040] A Figura 2 ilustra uma vista de extremidade de uma viga em I 200, de acordo com uma modalidade da presente descrição. A viga em I 200

9 / 19 inclui uma alma 202 formada integralmente com um primeiro (ou superior) flange 204 e um segundo (ou inferior) flange 206. O primeiro flange 204 se estende a partir de uma primeira extremidade 203 da alma 202, e o segundo flange 206 se estende a partir da segunda extremidade 205 da alma 202. A primeira extremidade 203 e a segunda extremidade 205 são opostas uma à outra. Um primeiro eixo geométrico neutro 208 se estende através da alma

202. O primeiro eixo geométrico neutro 208 pode ser um eixo geométrico transversal central ou horizontal da viga em I 200. O primeiro eixo geométrico neutro 208 é um eixo geométrico transversal ou eixo geométrico neutro X. Como mostrado, o primeiro eixo geométrico neutro 208 pode ser orientado horizontalmente em relação à orientação da viga em I mostrada na Figura 2.

[0041] Um segundo eixo geométrico neutro 210 se estende através do primeiro flange 204, da alma 202 e do segundo flange 206. O segundo eixo geométrico neutro 210 pode ser um eixo geométrico vertical central da viga em I 200. O segundo eixo geométrico neutro 210 é um eixo geométrico vertical ou eixo geométrico neutro Y. O primeiro eixo geométrico neutro 208 pode ser ortogonal ao segundo eixo geométrico neutro 210. O primeiro eixo geométrico neutro 208 e o segundo eixo geométrico neutro 210 podem se cruzar dentro da alma 202.

[0042] A alma 202 se expande externamente afastada do primeiro eixo geométrico neutro 208. Ou seja, a espessura da alma 202 aumenta com o aumento da distância do primeiro eixo geométrico neutro 208. A espessura 212 da alma 202 no primeiro eixo geométrico neutro 208 é mínima ou de outra forma reduzida. A espessura 214 da alma 202 próxima ao primeiro flange 204 é maior do que a espessura 212. A espessura da alma 202 aumenta conforme se afasta do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao primeiro flange 204 na direção da seta 216. Como tal, a alma 202 alarga externamente ou de outra forma se expande afastada do primeiro eixo

10 / 19 geométrico neutro 208 em direção ao primeiro flange 204. Em pelo menos uma modalidade, a espessura da alma 202 pode aumentar de maneira gradual, regular e uniforme conforme se afasta do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao primeiro flange 204. Por exemplo, as superfícies laterais exteriores 218 podem ter uma inclinação ou curvatura constante externa afastada do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao primeiro flange 204. A espessura da alma 202 aumenta de maneira uniforme a partir do primeiro eixo geométrico neutro 208 para o primeiro flange 204.

[0043] De modo similar, a espessura 220 da alma 202 próxima ao segundo flange 206 é maior do que a espessura 212. A espessura da alma 202 aumenta conforme se afasta do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao segundo flange 206 na direção da seta 222. Como tal, a alma 202 se alarga externamente ou de outra forma se expande afastada do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao segundo flange 206. Em pelo menos uma modalidade, a espessura da alma 202 pode aumentar de maneira gradual, regular e uniforme conforme se afasta do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao segundo flange 206. Por exemplo, as superfícies laterais exteriores 218 podem ter uma inclinação ou curvatura constante externa afastada do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao segundo flange 206. A espessura da alma 202 aumenta de maneira uniforme a partir do primeiro eixo geométrico neutro 208 para o segundo flange 206.

[0044] Em pelo menos uma modalidade, as espessuras 214 e 220 pode ser as mesmas. De maneira alternativa, a espessura 214 pode ser maior ou menor que a espessura 220.

[0045] O primeiro flange 204 se expande externamente para afastado do segundo eixo geométrico neutro 210. Ou seja, a espessura do primeiro flange 204 aumenta com o aumento da distância do segundo eixo geométrico neutro 210. A espessura 224 do primeiro flange 204 no segundo eixo geométrico neutro 210 é mínima ou de outra forma reduzida. A espessura 226

11 / 19 do primeiro flange 204 em bordas distais 228 e 230 é maior do que a espessura 224. A espessura do primeiro flange 204 aumenta conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 228 e 230 nas direções das respectivas setas 232 e 234. Como tal, o primeiro flange 204 se alarga externamente ou de outra forma se expande afastado do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 228 e 230. Em pelo menos uma modalidade, a espessura do primeiro flange 204 aumenta de maneira gradual, regular e uniforme conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 228 e 230. Por exemplo, as superfícies expostas 236 do primeiro flange 204 podem ter uma inclinação ou curvatura externa constante afastada do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 228 e 230. A espessura do primeiro flange aumenta de maneira uniforme a partir do segundo eixo geométrico neutro 210 para as bordas distais 228 e 230.

[0046] De maneira similar, o segundo flange 206 se expande externamente afastado do segundo eixo geométrico neutro 210. Ou seja, a espessura do segundo flange 206 aumenta com o aumento da distância do segundo eixo geométrico neutro 210. A espessura 240 do segundo flange 206 no segundo eixo geométrico neutro 210 é mínima ou de outra forma reduzida. A espessura 242 do segundo flange 206 nas bordas distais 244 e 246 é maior do que a espessura 240. A espessura do segundo flange 206 aumenta conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 244 e 246 nas direções das respectivas setas 250 e 252. Como tal, o segundo flange 206 se alarga externamente ou de outra forma se expande afastado do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 244 e 246. Em pelo menos uma modalidade, a espessura do primeiro flange 206 aumenta de maneira gradual, regular e uniforme conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 244 e 246. Por exemplo, as superfícies expostas 254 do

12 / 19 segundo flange 206 podem ter uma inclinação ou curvatura externa constante afastada do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às bordas distais 244 e 246. A espessura do primeiro flange aumenta de maneira uniforme a partir do segundo eixo geométrico neutro 210 para as bordas distais 244 e

246.

[0047] Em pelo menos uma modalidade, as espessuras 226 e 242 podem ser as mesmas. De maneira alternativa, a espessura 226 pode ser maior ou menor que a espessura 242.

[0048] Como descrito, a viga em I 200 inclui a alma 202 com a primeira extremidade 203 e a segunda extremidade 205 oposta à primeira extremidade 203. O segundo flange 204 se estende a partir da primeira extremidade 203 da alma 202. O segundo flange 206 se estende a partir da segunda extremidade 205 da alma 202. A espessura da alma 202 aumenta conforme se afasta do primeiro eixo geométrico neutro 208 em direção ao primeiro flange 204 e ao segundo flange 206. A alma 202 no primeiro eixo geométrico neutro 208 é a porção mais fina da alma 202. Em pelo menos uma modalidade, uma espessura do primeiro flange 204 aumenta conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às primeiras bordas distais 228 e 230 do primeiro flange 204. O primeiro flange 204 no segundo eixo geométrico neutro 210 é a porção mais fina do primeiro flange 204. Em pelo menos uma modalidade, uma espessura do segundo flange 206 aumenta conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às segundas bordas distais 244 e 246 do segundo flange 206. O segundo flange 206 no segundo eixo geométrico neutro 210 é a porção mais fina do segundo flange 206.

[0049] A viga em I 200 pode ser integralmente moldada e formada. Por exemplo, a viga em I 200 pode ser integralmente moldada e formada como uma única peça de metal fundido sob pressão, como aço, alumínio, ferro, cobre ou similares.

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[0050] A viga em I 200 é uma viga em I de estresse constante que tem uma espessura não uniforme ao longo de vários eixos geométricos. Em contraste, uma viga em I tradicional com uma espessura constante pode não distribuir forças de maneira eficiente, como causadas por estresses e deformações Conforme a força se afasta dos eixos geométricos neutros, a força aumenta junto com o estresse no material. As modalidades da presente descrição proveem construção de viga em I, como a viga em I 200, com uma espessura que se expande externamente afastado de um ou mais eixos geométricos neutros, o que distribui força a uma taxa constante em toda a viga em I 200. Em pelo menos uma modalidade, a força é distribuída alargando externamente ou de outra forma expandindo (por exemplo, aumentando a espessura) a área do material a uma taxa uniforme afastada do primeiro eixo geométrico neutro 208 e do segundo eixo geométrico neutro 210 em direção às extremidades exteriores da viga em I 200. Aumentar a espessura afastada do primeiro eixo geométrico neutro 208 e/ou do segundo eixo geométrico neutro 210 distribui a força uniformemente sobre as seções, o que também distribui uniformemente o estresse do material.

[0051] Aumentar a espessura da viga em I na direção transversal afastada de um eixo geométrico neutro, de modo que fora do plano vertical a flexão não ocorra, inibe, evita ou de outra forma reduz a deformação e torção. Como a espessura e a área da seção transversal da viga em I aumentam nas direções afastadas dos eixos geométricos neutros, a área global e o volume da viga em I são aumentados, e o estresse exercido sobre e/ou na viga em I é, portanto, distribuído sobre uma área maior. Consequentemente, o estresse sobre a área maior é diminuído.

[0052] Em referência às Figuras 1 e 2, os determinados componentes do conjunto de truque 100 podem ter pelo menos porções formadas como pelo menos porções da viga em I 200. Por exemplo, uma ou ambas da primeira armação de lado 106 ou da segunda armação de lado 108 podem ter uma ou

14 / 19 mais porções formadas como a viga em I 200. Como outro exemplo, a travessa 110 pode ter uma ou mais porções formadas como a viga em I 200.

[0053] A Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de topo de uma armação de lado 300, de acordo com uma modalidade da presente descrição. Em referência às Figuras 1 e 3, uma ou ambas da primeira armação de lado 106 ou da segunda armação de lado 108 podem ser formadas como a armação de lado 300. A armação de lado 300 pode substituir uma armação de lado existente do conjunto de truque.

[0054] A armação de lado 300 tem pedestais 301, que inclui ressaltos 303 e mandíbulas 306 configurados para se unirem a componentes, como instalações de roda. Os membros de tensão 308 alargados externamente (ou seja, afastados dos eixos geométricos neutros, como descrito aqui) e os membros de compressão 310 alargados externamente se encaixam dentro de um mesmo envelope como uma armação de lado tradicional. Um ninho de mola 307 é configurado para reter carga e bobinas de controle. As colunas 314 podem suportar placas de desgaste ou podem ser revestidas por plasma com um material resistente ao desgaste. Os lados das colunas 314 proveem ressaltos de travessa 316, que são superfícies salientes que interagem com a travessa e mantêm as armações de lado no lugar. A armação de lado 300 também inclui almas alargadas externamente (ou seja, afastadas de um ou mais eixos geométricos neutros) que aumentam em espessura, como descrito em relação à Figura 2, para distribuir estresse uniformemente em relação aos membros de tensão 308 e aos membros de compressão 310.

[0055] A Figura 4 ilustra uma vista lateral da armação de lado 300. A Figura 5 ilustra uma vista de extremidade da armação de lado 300. Em referência às Figuras 4 e 5, um primeiro eixo geométrico neutro X 302 se estende ao longo de um comprimento da armação de lado 300, tal como a partir de e entre uma primeira extremidade 304 e uma segunda extremidade

306. Um segundo eixo geométrico neutro Y 309 é ortogonal ao primeiro eixo

15 / 19 geométrico neutro X 302 e pode se estender ao longo de um comprimento da armação de lado 300 a partir de e entre um topo 311 e um fundo 312. O eixo geométrico neutro X 302 é o ponto onde não ocorre flexão de cargas verticais. Em pelo menos uma modalidade, o eixo geométrico neutro X 302 é a seção mais fina das almas 318. Os membros de tensão 308 e os membros de compressão 310 podem incluir bordas alargadas externamente (ou seja, as espessuras aumentam afastadas do eixo geométrico neutro Y 309).

[0056] Os membros de compressão 310 podem prover um primeiro flange de uma construção de viga em I, como o primeiro flange 204 da Figura

2. Os membros de tensão 308 podem prover um segundo flange de uma construção de viga em I, como o segundo flange 206 da Figura 2. As almas 318 podem prover uma alma de uma construção de viga em I, como a alma 202 da Figura 2. Um ou mais recursos (tais como canais, orifícios, protuberâncias, flexões e similares) podem ser formados nos membros de compressão 310, nas almas 318 e nos membros de tensão 308.

[0057] A Figura 6 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado 300 através da linha 6-6 da Figura 4. Como mostrado, a armação de lado 300 é formada como uma viga em I na qual a alma 318 se expande externamente (ou seja, aumenta em espessura) afastada do eixo geométrico neutro X 302 em direção ao membro de tensão 308 e o membro de compressão 310. Além disso, o membro de tensão 308 e o membro de compressão 310 se expande externamente (ou seja, aumenta em espessura) afastado do eixo geométrico neutro Y 309 em direção a bordas distais.

[0058] A Figura 7 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado 300 através da linha 7-7 da Figura 4. A Figura 8 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado 300 através da linha 8-8 da Figura 4. A Figura 9 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado 300 através da linha 9-9 da Figura 4. A Figura 10 ilustra uma vista em seção transversal da armação de lado 300 através da linha 10-10 da Figura 4. Em

16 / 19 referência às Figuras 7 a 10, a alma 318 é mais fina no e ao longo do eixo geométrico neutro X 302 e se expande externamente do eixo geométrico neutro X 302. De maneira similar, o membro de tensão 308 e o membro de compressão 310 se expande externamente afastado do eixo geométrico neutro Y 309.

[0059] Conforme estabelecido aqui, a armação de lado de estresse constante 300 provê várias vantagens sobre outras armações de lado. Por exemplo, a armação de lado de estresse constante 300 provê material significativo e economia de custo em relação a outros projetos, porque o processo de fabricação envolve menos preparo e trabalho de acabamento. Além disso, a armação de lado 300 tem superfícies que são mais facilmente visíveis, permitindo uma inspeção mais rápida e precisa. Além disso, a armação de lado 300 permite que o processo de fabricação alcance uma maior precisão no alcance das dimensões e tolerâncias desejadas, o que pode reduzir ou mesmo eliminar a necessidade de usinar o produto acabado.

[0060] Porções de um conjunto de truque, como a armação de lado 300, podem ser formadas como uma viga em I que se expande externamente, conforme descrito aqui. Em pelo menos uma outra modalidade, várias outras estruturas (como guias de freio, placas de desgaste, porções de alojamentos de motor e/ou similares) podem ser formadas como vigas em I, conforme descrito aqui.

[0061] A Figura 11 ilustra um fluxograma de um método para formar uma viga em I de acordo com uma modalidade da presente descrição. O método inclui estender (400) um primeiro flange a partir de uma primeira extremidade de uma alma, estender (402) um segundo flange a partir de uma segunda extremidade da alma (em que a segunda extremidade é oposta à primeira extremidade), e aumentar (404) uma espessura da alma conforme se afasta de um primeiro eixo geométrico neutro em direção ao primeiro flange e ao segundo flange.

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[0062] O método pode também incluir aumentar uma espessura do primeiro flange conforme se afasta de um segundo eixo geométrico neutro em direção às primeiras bordas distais do primeiro flange. O método pode também incluir aumentar uma espessura do segundo flange conforme se afasta do segundo eixo geométrico neutro em direção às segundas bordas distais do segundo flange.

[0063] Como aqui descrito, as modalidades da presente descrição proveem um conjunto de truque ferroviário com componentes que podem ser formados de maneira eficiente. Além disso, as modalidades da presente descrição proveem um conjunto de truque ferroviário com componentes que são robustos e confiáveis. Além disso, as modalidades da presente descrição proveem vigas em I que transporta com eficiência as cargas de flexão e cisalhamento em um plano de uma alma, bem como uma capacidade aumentada em uma direção transversal.

[0064] Embora vários termos espaciais e direcionais, como topo, fundo, inferior, médio, lateral, horizontal, vertical, frontal e similares possam ser usados para descrever modalidades da presente descrição, entende-se que tais termos são meramente usados em relação às orientações mostradas nos desenhos. As orientações podem ser invertidas, giradas ou de outra forma trocadas, de modo que uma porção superior seja uma porção inferior, e vice versa, horizontal se torne vertical e similares.

[0065] Conforme usado aqui, uma estrutura, limitação ou elemento que é “configurado para” executar uma tarefa ou operação é particularmente estruturalmente formado, construído ou adaptado de uma maneira correspondente à tarefa ou operação. Para fins de clareza e para evitar dúvidas, um objeto que é meramente capaz de ser modificado para realizar a tarefa ou operação não está “configurado para” realizar a tarefa ou operação conforme usado aqui.

[0066] Deve ser entendido que a descrição acima se destina a ser

18 / 19 ilustrativa e não restritiva. Por exemplo, as modalidades descritas acima (e/ou aspectos das mesmas) podem ser usadas em combinação umas com as outras. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos das várias modalidades da descrição, sem se afastar de seu escopo. Embora as dimensões e os tipos de materiais descritos aqui se destinem a definir os parâmetros das várias modalidades da descrição, as modalidades não são de forma alguma limitantes e são modalidades exemplificativas. Muitas outras modalidades serão aparentes para aqueles versados na técnica após a revisão da descrição acima. O escopo das várias modalidades da descrição deve, portanto, ser determinado em referência às reivindicações anexas, juntamente com o escopo completo de equivalentes aos quais tais reivindicações têm direito. Nas reivindicações anexas, os termos “incluindo” e “em que” são usados como os equivalentes em inglês simples dos respectivos termos “compreendendo” e “em que”. Além disso, os termos “primeiro”, “segundo” e “terceiro”, etc. são usados apenas como rótulos e não se destinam a impor requisitos numéricos aos seus objetos. Além disso, as limitações das seguintes reivindicações não são escritas no formato de reivindicação de estrutura e não se destinam a ser interpretadas com base em 35 U.S.C. § 112 (f), a menos e até que tais limitações de reivindicação usem expressamente a frase “meios para” seguida por uma declaração de função sem estrutura adicional.

[0067] Esta descrição escrita usa exemplos para descrever as várias modalidades da descrição, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa versada na técnica pratique as várias modalidades da descrição, incluindo fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável das várias modalidades da descrição é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorrem aos versados na técnica. Esses outros exemplos destinam-se a estar dentro do escopo das reivindicações se os exemplos

Claims

19 / 19 tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os exemplos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.