BRPI0604386B1 - Vagão ferroviário e estrutura suporte de vagão ferroviário - Google Patents

Abstract

vagão ferroviário e estrutura suporte de vagão ferroviário. descreve-se um vagão ferroviário, compreendendo um chassi datado de pelo menos uma longarina (2) substancialmente longitudinal ao qual é associada uma estrutura suporte (4) de pelo menos um compartimento de transporte de carga ou passageiros (5), a estrutura suporte (4) compreendendo pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial (6) na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira, pelo menos um segundo tipa de elemento estrutura! essencial (7) na forma de um arco ou secção interna transversal e um terceiro elemento estrutural na forma de uma pluralidade de travessas/vigas longitudinais estruturais (8) que realizam a associação entre os primeiro e segundo elementos estruturais essenciais (6,7), pelo menos um dos primeiro ou segundo elementos estruturais (6,7) apresentando uma forma de treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados de maneira a maximizar as propriedades de leveza e rigidez estrutural.

Description

(54) Título: VAGÃO FERROVIÁRIO E ESTRUTURA SUPORTE DE VAGÃO FERROVIÁRIO (51) Int.CI.: B61D 3/00 (73) Titular(es): AMSTED MAXION FUNDIÇÃO E EQUIPAMENTOS FERROVIÁRIOS S.A. (72) Inventor(es): JOSÉ ANTONIO CORREIA RODRIGUES • · ► * « * · · «Η * » « » ► · · · · · · · · « » t · · · · · • · · · · · « »· * <

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para VAGÃO FERROVIÁRIO E ESTRUTURA SUPORTE DE VAGÃO FERROVIÁRIO.

A presente invenção refere-se a um vagão ferroviário, particularmente um vagão idealizado para o transporte de carga, dotado de uma estrutura suporte constituída de forma a maximizar a resistência à torção e a capacidade e carga e reduzir o peso, mantendo inalteradas todas as funcionalidades operacionais do vagão, como o formato do fundo que facilita o descarregamento. A invenção refere-se ainda à estrutura propriamente dita, utilizada no vagão ferroviário acima objetivado.

_v 10 Descrição do estado da técnica _λ Um vagão ferroviário, essencialmente, compreende um chassi rodante longitudinal ao qual são associados dois truques dotados de rodas e sistemas de freio, duas extremidades articuladamente associáveis a outros vagões e locomotivas e uma estrutura suporte de pelo menos um comparti15 mento para transporte de carga ou passageiros.

Essencialmente, o chassi compreende pelo menos uma, mas preferencialmente duas, longarinas longitudinais associadas entre si por ---meio de travessas de reforço que podem assumir as mais diversas configurações. Caso seja utilizada uma única longarina, a ela estão associadas di20 versas travessas que possibilitam a acomodação do compartimento de transporte (de carga ou passageiros).

Evidentemente, a constituição do chassi considera primordialmente a sua utilização precípua, pois é evidente que os esforços sofridos por um vagão transportador de minério de ferro são completamente distintos daqueles com os quais um vagão de passageiros é acometido.

A estrutura suporte do compartimento de transporte de carga ou passageiros compreende uma pluralidade de secções transversais e longitudinais, associadas entre si, definindo um esqueleto estrutural, ao qual são associadas as placas ou paredes laterais de revestimento, o assoalho e o teto, que são preferencialmente confeccionados aço ou liga de alumínio.

Essa estrutura, atuando em conjunto com o chassi, confere ao vagão ferroviário rigidez estrutural suficiente para resistir a esforços de fie(

• · · • · · • »· · • · * « • « « · ♦ ♦ · · • · · • · « · • β···· • · · »« t »·»· ·« ·· « « · · • · · · · · • · · · · • · · ♦ · · • · · · · · xão e torção, que são tão maiores quanto maior for a carga transportada e/ou a velocidade com que o vagão se desloca, rebocado pela locomotiva. Também influencia nos esforços aplicados no vagão o tipo de linha férrea na qual ele se desloca e seu (da linha) estado de conservação.

Os vagões do tipo “hoppef (funil, em inglês) utilizam um fundo rampado, que possui aberturas que extremam rampas de formato geralmente troncônico para condução de produto. Devido a esse formato, conseguese descarregar o produto transportado por gravidade, concentrando a área de descarga e minimizando o percentual do produto que permanece no inte10 rior do vagão e que precisa ser descarregado manualmente. Primordialmente, portanto, os vagões do tipo “hopper” prestam-se para o transporte de produtos descarregáveis por gravidade por baixo do vagão, como por exemplo produtos a granel, minérios, etc.

Paradoxalmente, entretanto, o mesmo fundo em forma de rampa que toma os vagões do tipo “hoppef bastante interessantes para transporte de produtos a granel tem um ponto fraco, que é a baixa rigidez estrutural para suportar esforços de torção, advindo de sua geometria.

Devido a essa baixa resistência à torção, é necessário incrementar a espessura das chapas de metal que compõem esse fundo em forma de rampa, bem como aumentar a quantidade e/ou a resistência dos elementos da estrutura suporte do compartimento de carga. Esses reforços estruturais, por corresponderem principal mente a um aumento na espessura das chapas de metal utilizadas, significa aumento de material constituinte do vagão, que se traduz em aumento da massa (tara) do vagão ferroviário. Em outras pala25 vras, peso morto. E um vagão de tara elevada é indesejável pois esse material excedente traz uma série de conseqüências altamente negativas à rentabilidade do transporte ferroviário, quais sejam:

• Aumento no custo de fabricação do vagão devido à maior quantidade de material constituinte.

· Redução na capacidade de carga a ser transportada no vagão, que é limitada pelas características da ferrovia. Convencional mente, a título exemplificativo, a capacidade de carga que pode ser transportada em uma via

• · · • ♦· ·· • · »«· • · • · ·· ·* · ···· ·· ·· •· ·· « • •a · aa a·» • ···· «a a · a · a · a a a férrea é de cerca de 30 toneladas de peso por eixo do vagão, sendo que acima desse valor o desgaste da linha aumenta sobremaneira.

• Aumento com custos combustívef ou eletricidade para o transporte do vagão de elevado peso morto, sem a contrapartida no aumento da carga transportada, ou seja, sem que haja lucratividade para pagar esse aumento de custos.

A estrutura suporte do compartimento de carga de um vagão do tipo “hopper compreende três tipos de elementos estruturais essenciais, descritos a seguir.

O primeiro tipo de elemento estrutural essencial é o apoio da rampa principal da cabeceira (extremidade longitudinal) do compartimento de carga do vagão. Nesse sentido, logo de início, cumpre notar que o vagão possui dois apoios de rampa principais, cada qual localizado em uma extremidade longitudinal do compartimento de carga. Nos vagões “hopper” atualmente conhecidos, os apoios de rampa são confeccionados a partir de chapas de metal (preferencialmente aço) maciças, que apresentam elevada espessura (e peso) para poderem suportar os esforços de torção convenientemente.

O segundo tipo de elemento estrutural essencial são os arcos ou secções internas transversais (também denominados paredes-diafragma), que ficam posicionadas na forma de divisórias transversais, e definem a própria secção transversal do compartimento de carga. Esses diafragmas ficam posicionados com relação ao fundo em forma de rampa do vagão de maneira que fazem as vezes de divisória entre os compartimentos internos (funis). Nos vagões hopper” atualmente conhecidos, os diafragmas também são confeccionados a partir de chapas de metal (preferencialmente aço) maciças, que apresentam elevado peso para poderem suportar os esforços de torção convenientemente. A essas pesadas chapas são soldados ainda uma série de componentes estruturais, que aumentam ainda mais o peso do conjunto.

Finalmente, o terceiro tipo de elemento estrutural essencial é composto por travessas e vigas longitudinais estruturais que unem os diver4

sos diafragmas e os apoios das rampas principais das cabeceiras entre si, “amarrando” a estrutura.

Até o presente momento, não havia sido desenvolvido um vagão do tipo “hopper” que apresentasse as antagônicas características de resistência a esforços de tração e torção e peso reduzido e um custo de fabricação competitivo, semelhante aos vagões do tipo “hopper” convencionais, que apresentavam algumas limitações que limitavam essa maior eficiência e versatilidade.

Objetivos da invenção

A presente invenção tem por objetivo prover um vagão ferroviário, preferencialmente mas não obrigatoriamente um vagão do tipo “hopper, inovador, que apresente as antagônicas características de resistência a esforços de tração e torção, peso reduzido e um custo de fabricação competitivo com o dos vagões do estado da técnica.

A presente invenção tem por objetivo também prover um vagão ferroviário, preferencialmente mas não obrigatoriamente um vagão do tipo “hoppef, inovador, dotado de estrutura suporte do compartimento de transporte de carga que apresente peso consideravelmente inferior e rigidez igual ou equivalente à apresentada pelas estruturas similares dos vagões atualmente conhecidos.

Ainda, a presente invenção tem por objetivo prover um vagão ferroviário, preferencialmente mas não obrigatoriamente um vagão do tipo “hopper”, inovador, que possibilite um aumento da capacidade de carga transportada a partir da redução de sua tara sem contrapartida na perda de rigidez à esforços de flexão e torção e que possa maximizar a lucratividade no transporte de produtos pelas linhas ferroviárias.

Adicionalmente, a presente invenção tem por objetivo prover um vagão ferroviário, preferencialmente mas não obrigatoriamente um vagão do tipo “hopper”, inovador, que possibilite um aumento da capacidade de carga transportada sem que esse aumento traga qualquer implicação na redução da durabilidade da ferrovia.

Finalmente, a presente invenção tem como objetivo uma estru-

• ···· ·* · * • · « · · • « · ····· ·«·· · · · * · • · · · · * * tura suporte de vagão ferroviário para utilização no vagão acima objetivado. Breve descrição da invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados por um vagão ferroviário, compreendendo um chassi dotado de pelo menos uma lon5 garina substancialmente longitudinal ao qual é associada uma estrutura suporte de pelo menos um compartimento de transporte de carga ou passageiros, a estrutura suporte compreendendo pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira, pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial na forma de um arco ou secção interna transversal e um terceiro elemento estrutural na forma de uma pluralidade de travessas/vigas longitudinais estruturais que realizam a associação entre os primeiro e segundo elementos estruturais essenciais, pelo menos um dos primeiro ou segundo elementos estruturais apresentando uma forma de treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados de maneira a maximizar as propriedades de leveza e rigidez estrutural.

Também, os objetivos da presente invenção são alcançados por um vagão ferroviário, compreendendo um chassi dotado de pelo menos uma longarina substancialmente longitudinal ao qual é associada uma estrutura suporte de pelo menos um compartimento de transporte de carga ou passageiros, a estrutura suporte sendo dotada de pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira configurado como uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados.

Ainda, os objetivos da presente invenção são alcançados por um vagão ferroviário, compreendendo um chassi dotado de pelo menos uma longarina substancialmente longitudinal ao qual é associada uma estrutura suporte de pelo menos um compartimento de transporte de carga ou passageiros, a estrutura suporte sendo dotada de pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial na forma de um arco ou secção interna transversal configurado como uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados.

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Adicionalmente, os objetivos da presente invenção são alcançados por uma estrutura de vagão ferroviário, particularmente idealizada para possibilitar o posicionamento de um compartimento de transporte de carga ou passageiros por sobre um chassi de vagão ferroviário compreendido por pelo menos uma longarina, compreendendo pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira, pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial na forma de um arco ou secção interna transversal e um terceiro elemento estrutural na forma de uma pluralidade de travessas/vigas longitudinais estruturais que realizam a associação entre os primeiro e segundo elementos estruturais essenciais, pelo menos um dos primeiro ou segundo elementos estruturais apresentando uma forma de treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados de maneira a maximizar as propriedades de leveza e rigidez estrutural.

Ainda, os objetivos da presente invenção são alcançados por uma estrutura de vagão ferroviário, particularmente idealizada para possibilitar o posicionamento de um compartimento de transporte de carga ou passageiros por sobre um chassi de vagão ferroviário compreendido por pelo menos uma longarina, sendo ainda dotada de pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira configurado como uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados.

Finalmente, os objetivos da presente invenção são alcançados por uma estrutura de vagão ferroviário, particularmente idealizada para possibilitar o posicionamento de um compartimento de transporte de carga ou passageiros por sobre um chassi de vagão ferroviário compreendido por pelo menos uma longarina, sendo ainda dotada de pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial na forma de um arco ou secção interna transversal configurado como uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados.

O vagão objeto da presente invenção apresenta uma série de vantagens em relação aos demais vagões atualmente disponíveis, entre as

quais podemos citar:

• redução de massa (tara) considerável do vagão, tornando possível que ele transporte mais carga sem danificar a via férrea em função de sua redução de massa;

· redução no custo de fabricação do vagão devido à menor quantidade de material constituinte e pelo fato de que, manuseando-se componentes constituintes de menor massa unitária, o processo de fabricação também é simplificado;

• redução nos custos com combustível ou eletricidade para o fracionamento do vagão se transportada a mesma carga dos vagões atualmente em uso, ou então, a manutenção nos custos com combustível ou eletricidade para o tracionamento do vagão se transportada a carga a mais proporcional à redução da tara do vagão; e • maior lucratividade dos operadores do vagão devido ao seu menor custo de fabricação e maior capacidade de carga por redução de tara, tomando-o extremamente conveniente e desejável.

Descrição resumida dos desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos.

As figuras mostram:

Figura 1 - é uma vista lateral esquemática de um vagão ferroviário do tipo “hopper objeto da presente invenção;

Figura 2 - é uma vista lateral esquemática em corte do vagão ilustrado na figura 1;

Figura 3 - é uma vista esquemática superior do vagão ilustrado nas figuras 1 e 2;

Figura 4 - é uma vista esquemática em perspectiva da estrutura de vagão ferroviário que equipa o vagão objeto da presente invenção;

Figura 5 - é uma vista em detalha da estrutura ilustrada na figura

4;

Figura 6 - é uma vista em perspectiva esquemática de uma parede-diafragma do vagão ilustrado nas figuras 1 a 3 e da estrutura ilustrada

·> li « ···· ·· ·· · · ι · ·· *· · · • > a·*· · « · · ····· aa aa · · I ·«»· aa aa a nas figuras 4 e 5;

Figura 7 - é uma vista em perspectiva esquemática de um apoio da rampa principal da cabeceira do vagão ilustrado nas figuras 1 a 3 e da estrutura ilustrada nas figuras 4 e 5;

Figura 8 - é uma vista anterior esquemática da parede-diafragma ilustrada na figura 6; e

Figura 9 - é uma vista anterior esquemática do apoio da rampa principal da cabeceira ilustrado na figura 7.

Descrição detalhada das figuras

De acordo com uma concretização preferencial e como pode ser visto a partir da figura 1, o vagão ferroviário 1 objeto da presente invenção utiliza uma estrutura 4 nova e inovadora, que permite redução considerável da massa do vagão (tara) mantendo as mesmas características de rigidez e resistência a esforços de torção e flexão que são aplicados a ele quando se desloca transportando carga ou passageiros. O vagão 1 é, portanto, bastante mais eficiente do que os vagões conhecidos atualmente.

Inicialmente, cumpre considerar que, de maneira preferencial, o vagão ferroviário 1 objeto da presente invenção é um vagão do tipo “hopper” (funil, em inglês), que compreende um fundo ou assoalho rampado 9 (conformando uma ou mais rampas 9’, extremadas em aberturas inferiores, para descarregamento de produto por gravidade). Via de regra, essas rampas 9’ apresentam formato troncônico ou afim.

Com este tipo de vagão, consegue-se descarregar o produto transportado (preferencialmente granel, minérios, etc.) por gravidade e em uma área de descarga controlada, minimizando ainda o percentual do produto que permanece no interior do vagão e que precisa ser descarregado manualmente.

Todavia, é evidente que o vagão 1 pode apresentar qualquer outra constituição necessária ou desejável, sem que deixe de estar incluído no escopo de proteção das reivindicações apensas.

O vagão ferroviário 1, essencialmente, compreende pelo menos um chassi composto de uma ou mais longarinas 2 longitudinais e diver30 • * · · • · « · · · sos reforços/travessas que o estruturam.

Nas duas porções extremas longitudinais do chassi são providos os componentes que possibilitam o engate articulado do vagão 1 em outros vagões e/ou em locomotivas, e que via de regra estão posicionados em pon5 tas ou extremidades fundidas 10.

O vagão 1 compreende ainda dois truque 11 dotados de rodas e sistemas de freio, cada qual posicionado adjacentemente a uma respectiva porção extrema longitudinal do chassi. Os truques 11, obviamente, possibilitam ao vagão 1 trafegar corretamente na linha férrea.

Como o chassi e os truques não são os objetos da presente invenção, sua descrição mais pormenorizada não é necessária, e eles podem assumir as mais diversas configurações sem que o vagão resultante deixe de estar incluído no escopo de proteção das reivindicações a pensas.

Montado sobre o chassi está o compartimento de carga 5 do va15 gão 1, que permite o acondicionamento e transporte de carga. Na concretização preferencial do vagão 1 objeto da presente invenção, o compartimento de carga 5 apresenta um formato substancialmente de caixa trapezoidal com divisões internas transversais que preferencialmente configuram câmaras internas para transporte de granel, minérios ou similares.

Descrevendo mais pormenorizadamente, o compartimento de carga ou passageiros 5 compreende duas paredes longitudinais ou laterais 12 que estendem-se substancialmente por todo o comprimento longitudinal do vagão 1 e definem a altura do compartimento 5, bem como duas paredes de extremidade (que definem aos porções extremas longitudinais do com25 partimento 5 e que serão descritas em detalhes mais adiante), um teto 14 e o já mencionado assoalho rampado 9.

Para possibilitar a estruturação do compartimento de carga 5 e sua correta fixação ao chassi do vagão 1, é provida a já mencionada estrutura 4, que é denominada estrutura suporte de compartimento de carga ou passageiros ou, mais essencialmente, estrutura de vagão ferroviário.

É a estrutura 4 que recebe os painéis ou placas metálicas que formam as já mencionadas paredes longitudinais ou laterais 12, as paredes de extremidade 13 e o teto 14. Esses elementos, conforme será mencionado mais adiante, podem ser confeccionados em metal com reduzida espessura, pois sua função estrutural é bastante reduzida. É a estrutura 4 quem resistirá aos esforços de torção e flexão.

Para tanto, a estrutura 4 compreende três tipos ou categorias de elementos estruturais, bastantes esmiuçadas a seguir.

Um primeiro tipo ou categoria de elemento estrutural essencial 6 é o apoio da rampa principal da cabeceira (parede de extremidade longitudinal) do compartimento de carga 5 do vagão.

Nesse sentido, logo de início, cumpre notar que o vagões ferroviários dotados de compartimento de carga 5, notadamente os vagões do tipo “hopper”, possuem dois apoios de rampa 6 principais, cada qual localizado em uma extremidade longitudinal do compartimento de carga.

Nos vagões “hopper” do estado na técnica, os apoios de rampa são confeccionados a partir de chapas de metal (preferencialmente aço) maciças, que apresentam elevado peso para poderem suportar os esforços de torção convenientemente. A essas pesadas chapas são soldados ainda uma série de componentes estruturais, que aumentam ainda mais o peso do conjunto.

Já na estrutura 4 do vagão 1 objeto da presente invenção, cada apoio de rampa 6 apresenta a forma de uma treliça, tridimensional, constituída por pelo menos dois perfis estruturais leves associados, cada qual leve e delgado. O resultado é um componente forte, resistente aos esforços de torção e flexão.

O segundo tipo de elemento estrutural essencial são os arcos ou secções internas transversais 7 (também denominados paredes-diafragma), que ficam posicionadas na forma de divisórias transversais, e definem a própria secção transversal do compartimento de carga 5 (vide especialmente as figuras 2, 4, 5 e 6. Esses diafragmas 7 ficam posicionados com relação ao fundo em forma de rampa 9 do vagão 1 de maneira que fazem as vezes de divisória entre os compartimentos internos (funis).

Nos vagões hopper” atualmente conhecidos, os diafragmas também são confeccionados a partir de chapas de metal (preferencialmente aço) maciças, que apresentam elevado peso para poderem suportar os esforços de torção convenientemente. A essas pesadas chapas são soldados ainda uma série de componentes estruturais, que aumentam ainda mais o peso do conjunto.

Já na estrutura 4 do vagão 1 objeto da presente invenção, cada diafragma 7 também apresenta a forma de uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais leves associados, cada qual leve e delgado. O resultado é um componente forte, resistente aos esforços de torção e flexão.

Finaímente, o terceiro tipo de elemento estrutural essencial é composto por travessas e vigas longitudinais estruturais que unem os diversos diafragmas 7 e os apoios das rampas principais das cabeceiras 6 entre si, “amarrando” a estrutura 4.

A constituição preferencial específica do apoio de rampa 6 em forma de treliça compreende pelo menos quatro perfis estruturais substancialmente longilíneos 60 associados de maneira a formar um arco de extremidade, que pode ser visto em detalhe nas figuras 7 e 9. Esse arco compreende ainda um primeiro perfil substancialmente horizontal 61 intermediariamente posicionado a partir do qual projetam-se quatro perfis ortogonais 62 inclinados descendentemente e paralelamente entre si. Opostamente, os quatro perfis ortogonais inclinados 62 são associados a um segundo perfil substancialmente horizontal 63, posicionado mais perto do solo em relação ao primeiro perfil 61. Então, conforme pode ser visto nas figuras 4 e 7, o primeiro perfil substancialmente horizontal 61, os quatro perfis ortogonais inclinados 62 e o segundo perfil substancialmente horizontal 63 definem um plano inclinado que suportará uma placa delgada cuja inclinação em relação à porção central do vagão, longitudinalmente, já foi comentada.

Portanto, cada apoio de rampa, que corresponde a uma parede de extremidade do compartimento de carga 5, apresenta preferencialmente uma inclinação considerável em relação ao plano horizontal do vagão 1 definido pela longarina 2, o que pode ser facilmente visualizado nas figuras 1, e 4. A inclinação das duas paredes transversais é oposta, de maneira que • 4 4·

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4 4 4 4

444 44 4 4 4 4 4 a porção inferior de cada uma delas está apontada para a região central do chassi do vagão, longitudinalmente falando.

Finalmente, a partir desse segundo perfil horizontal 63, projetam-se quatro perfis verticais 64 que encontram o assoalho 9 do vagão 1.

Devido à existência dos quatro perfis ortogonais 62, que delineiam a inclinação da rampa, diz-se que essa primeira treliça é tridimensional.

Toma-se claro, analisando sobretudo as figuras 4 e 7, que o arco compreendido pelos perfis longilíneos 60, e também devido ao primeiro perfil substancialmente horizontal 61, confere à estrutura 4 uma grande re10 sistência à torção e flexão, características essas que são ainda mais majoradas pela existência dos quatro perfis ortogonais 62 inclinados associados ao segundo perfil substancialmente horizontal 63 e aos perfis verticais 64 (formando a porção de rampa), que contribuem para a amarração estrutural desse elemento.

É evidente, entretanto, que a arquitetura particular dessa primeira treliça pode variar em relação ao exemplo ora apresentado, em função do material e especificação dos perfis (material, espessura, formato da seção transversal, tratamento térmico aplicado, etc.), bem como em função dãs especificações do vagão 1 e aos esforços aos quais ele será acometido.

A essa treliça são aplicadas delgadas placas de material metálico, como aço ou liga de alumínio, que possuem efeito primordial de preenchimento e tem pouca responsabilidade estrutural, pelo que as placas utilizadas podem apresentar espessuras consideravelmente mais reduzidas com comparação com as placas utilizadas nos vagões do estado da técnica, que eram, primordialmente, estruturais. Nesse instante, é configurado o apoio de rampa 6 propriamente dito. Com isso, o peso do componente final (apoio 6) é bastante mais reduzido em comparação com o equivalente utilizado nos vagões atualmente conhecidos.

A constituição preferencial específica do diafragma 7 compreen30 de dois primeiros perfis estruturais substancialmente verticais 70 associados entre si por intermédio de dois segundos perfis horizontais 71, sendo que um dos perfis horizontais 71 faz a união dos dois perfis verticais 70 em suas

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4· 4 «. 44 4 4 « «4 44 4 extremidades superiores e o outro dos perfis horizontais 71 faz a união dos dois perfis verticais adjacentemente às suas extremidades inferiores, formando um arco ou treliça de duas dimensões de elevada resistência à flexão e torção.

Adicionalmente, são providos ainda dois terceiros perfis inclinados 72, cada qual unindo as adjacências superiores dos perfis verticais 70 com a região substancialmente central do perfil horizontal inferior, o que pode ser claramente visto nas figuras 4, 5, 6 e 8. Esses dois perfis inclinados 72 amarram consideravelmente essa treliça, aumentando bastante sua resistência aos esforços a que será submetida.

É evidente, entretanto, que a arquitetura particular dessa segunda treliça pode variar em relação ao exemplo ora apresentado, em função do material e especificação dos perfis (material, espessura, formato da seção transversal, tratamento térmico aplicado, etc.), bem como em função das especificações do vagão 1 e aos esforços aos quais ele será acometido.

A essa treliça são aplicadas delgadas placas de material metálico, configurando o diafragma 7 propriamente dito. Essas placas podem ser confeccionadas em aço ou liga de alumínio, possuem efeito primordial de preenchimento e tem pouca responsabilidade estrutural, pelo que podem apresentar espessuras consideravelmente mais reduzidas em comparação com as placas utilizadas nos vagões do estado da técnica, que eram, primordialmente, estruturais. Com isso, o peso do componente final (diafragma 7) é bastante mais reduzido em comparação com o equivalente utilizado nos vagões atualmente conhecidos.

De maneira preferencial, e conforme pode ser ilustrado nas figuras 2 e 4, a estrutura 4 compreende dois apoios de rampa 6 localizados nas respectivas extremidades longitudinais do compartimento de carga 5 e, entre elas, dois diafragmas 7, posicionados de maneira que cada um dos diafragmas está equidistantemente disposto com relação ao outro diafragma 7, de um lado, e ao apoio de rampa 6, do outro lado.

Os apoios de rampa 6 e os dois diafragmas 7 são unidos entre si, como já mencionado anteriormente, pelo terceiro tipo de elemento estru14 • e * ··· · ·· « » ·· ··· lt · · ·« ·» »»'·· ·· ·· · ·· ·t ·» · »· »· t · · «*· ·· ·· t» fl *« ·» »· tural essencial, que compreende uma pluralidade de travessas e vigas longitudinais estruturais, amarrando” a estrutura. As travessas e vigas estruturais são em número e posicionamento tal que possibilite à estrutura resultante 4 resistir adequada mente à flexão e torção à qual será acometida.

Analogamente ao que já foi mencionado anteriormente, a arquitetura particular desse terceiro elemento estrutural (travessas e vigas longitudinais) pode variar enormemente em função do material e especificação dos perfis (material, espessura, formato da seção transversal, tratamento térmico aplicado, etc.), bem como em função das especificações do vagão 1 e aos esforços aos quais ele será acometido. Nas figuras, as travessas e vigas longitudinais podem ser vistas com o número 3.

Devido à utilização de perfis com função estrutural na estrutura 4, ao invés de placas de metal de elevada espessura, têm-se uma série de vantagens de desempenho e fabricação, algumas das quais estão mencio15 nadas a seguir.

Em primeiro lugar, há a redução de massa (tara) considerável do vagão 1 objeto da presente invenção, tornando possível que ele transporte

--mais carga sem danificar a via férrea em função dessa redução de massa e que haja a redução no seu custo de fabricação devido à menor quantidade de material constituinte, isso sem contar que, manuseando-se componentes constituintes de menor massa unitária, o processo de fabricação também é simplificado.

Em segundo lugar, há a redução nos custos com combustível ou eletricidade para o tracionamento do vagão se transportada a mesma carga dos vagões atualmente em uso, ou então a manutenção nos custos com combustível ou eletricidade para o tracionamento do vagão se transportada a carga a mais proporcional à redução da tara do vagão 1.

Em suma, há maior lucratividade dos operadores do vagão 1 objeto da presente invenção devido ao seu menor custo de fabricação e maior capacidade de carga por redução de tara, tomando-o extremamente conveniente e desejável.

Finalmente, cumpre notar que a estrutura 4 também é uma in15

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venção por si só nova e inventiva, e seu escopo de proteção está definido nas reivindicações apensas.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possí5 veis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Vagão ferroviário, compreendendo um chassi dotado de pelo menos uma longarina (2) substancialmente longitudinal ao qual é associada uma estrutura suporte (4) de pelo menos um compartimento de transporte de carga ou passageiros (5), a estrutura suporte (4) compreendendo pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial (6) na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira, pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial (7) na forma de um arco ou secção interna transversal e um terceiro elemento estrutural na forma de uma pluralidade de travessas/vigas longitudinais estruturais (8) que realizam a associação entre os primeiro e segundo elementos estruturais essenciais (6,7), o vagão sendo caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro ou segundo elementos estruturais (6,7) apresenta uma forma de treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais associados de maneira a maximizar as propriedades de leveza e rigidez estrutural.
2. 2. Vagão ferroviário, compreendendo um chassi dotado de pelo menos uma longarina (2) substancialmente longitudinal ao qual é associada uma estrutura suporte (4) de pelo menos um cornpaitimento de transporte de carga ou passageiros (5), caracterizado pelo fato de que a estrutura suporte (4) é dotada de pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial (6) na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira configurado como uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais (60,61,62,63,64) associados.
3. 3. Vagão ferroviário, compreendendo um chassi dotado de pelo menos uma longarina (2) substancialmente longitudinal ao qual é associada uma estrutura suporte (4) de pelo menos um compartimento de transporte de carga ou passageiros (5), caracterizado pelo fato de que a estrutura suporte (4) é dotada de pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial (7) na forma de um arco ou secção interna transversal configurado como uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais (70,71,72) associados.
4. 4. Vagão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo • · · · » • · · * · · · · ···· ♦* · · fato de que compreende dois apoios da rampa principal da cabeceira (6) na forma de treliça, que definem as extremidades longitudinais do compartimento de transporte de cargas ou passageiros, e dois ou mais arcos transversais (7) na forma de treliça, posicionados entre os dois apoios de rampa
5. 5 (6), associados entre si pela pluralidade de travessas/vigas longitudinais estruturais (3) de maneira a maximizar a amarração estrutural.

   5. Vagão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, aos apoios da rampa principal da cabeceira (6) e arcos transversais (7) em forma de treliça, são associadas placas me10 tálicas de espessura reduzida e sem função estrutural.
6. 6. Vagão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de ser um vagão de carga do tipo “hopper”.
7. 7. Estrutura de vagão ferroviário, particularmente idealizada para possibilitar o posicionamento de um compartimento de transporte de carga

   15 ou passageiros (5) por sobre um chassi de vagão ferroviário compreendido por pelo menos uma longarina (2), compreendendo pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial (6) na forma de um apoio da rampa

   ----principal da cabeceira, pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial (7) na forma de um arco ou secção interna transversal e um tercei20 ro elemento estrutural na forma de uma pluralidade de travessas/vigas longitudinais estruturais (8) que realizam a associação entre os primeiro e segundo elementos estruturais essenciais (6,7), a estrutura sendo caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos primeiro ou segundo elementos estruturais (6,7) apresenta uma forma de treliça constituída por pelo menos

   25 dois perfis estruturais associados de maneira a maximizar as propriedades de leveza e rigidez estrutural.
8. 8. Estrutura de vagão ferroviário, particularmente idealizada para possibilitar o posicionamento de um compartimento de transporte de carga ou passageiros (5) por sobre um chassi de vagão ferroviário compreendido

   30 por pelo menos uma longarina (2), caracterizada pelo fato de que é dotada de pelo menos um primeiro tipo de elemento estrutural essencial (6) na forma de um apoio da rampa principal da cabeceira configurado como uma • · · ♦ • · · · · · • · · ♦ · • · · · · • » · • · · · · • · • · · * · ·· * « treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais (60,61,62,63,64) associados.
9. 9. Estrutura de vagão ferroviário, particularmente idealizada para possibilitar o posicionamento de um compartimento de transporte de carga

   5 ou passageiros (5) por sobre um chassi de vagão ferroviário compreendido por pelo menos uma longarina (2), caracterizada pelo fato de que é dotada de pelo menos um segundo tipo de elemento estrutural essencial (7) na forma de um arco ou secção interna transversal configurado como uma treliça constituída por pelo menos dois perfis estruturais (70,71,72) associados.
10. 10 10. Estrutura de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que compreende dois apoios da rampa principal da cabeceira (6) na forma de treliça, que definem as extremidades longitudinais do compartimento de transporte de cargas ou passageiros, e dois ou mais arcos transversais (7) na forma de treliça, posicionados entre os dois apoios de rampa

    15 (6), associados entre si pela pluralidade de travessas/vigas longitudinais estruturais (3) de maneira a maximizar a amarração estrutural.
11. 11. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 — a 10, caracterizada pelo fato de que, aos apoios da rampa principal da cabeceira (6) e arcos transversais (7) em forma de treliça, são associadas pla20 cas metálicas de espessura reduzida e sem função estrutural.
12. 12. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de ser idealizada para utilização em um vagão de carga do tipo “hoppef.

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