BRPI0916211B1

BRPI0916211B1 - Sistema autodirecional para um truque radial de um veículo ferroviário

Info

Publication number: BRPI0916211B1
Application number: BRPI0916211-9A
Authority: BR
Inventors: Hans-Dieter Schaller; Xiaoying Ma
Original assignee: Electro-Motive Diesel, Inc.
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2020-02-18
Also published as: US20100011984A1; US8701564B2; CA2730349A1; BRPI0916211A2; ZA201100305B; WO2010009333A1; AU2009270847A1; EP2307255A1; EP2307255A4; AU2009270847B2

Abstract

sistema autodirecional para um truque radial de um veículo ferroviário um sistema autodirecional para um truque radial de um veículo ferroviário é provido. o sistema autodirecional inclui uma pluralidade de ligações que conectam os conjuntos de rodas dianteira e traseira à armação de truque. cada uma das ligações é adaptada para proverem um menor grau de movimento entre a ligação e o conjunto de rodas em uma extremidade e um maior grau de movimento entre a ligação e a armação de truque na outra extremidade.

Description

“SISTEMA AUTODIRECIONAL PARA UM TRUQUE RADIAL DE UM VEÍCULO FERROVIÁRIO”

Referência Cruzada de Pedidos Relacionados

Este pedido reivindica benefício, nos termos de 35 U.S.C. §119(e), de Pedido de Provisório U.S., número de série 61/081,237, intitulado Truque radial autodirecional, depositado em 16 de julho de 2008, nomeando Hans-Dieter Schaller e Xiaoying Ma como inventores, a divulgação completa do mesmo está incorporada neste documento por referência.

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, genericamente, a veículos ferroviários e, particularmente, a truques radiais autodirecionais para veículos ferroviários.

Fundamento da Invenção

Truques radiais geralmente provêm a veículos ferroviários (por exemplo, carros ferroviários não motorizados e locomotivas com eixos motorizados) a capacidade de negociar curvas apertadas através de ajuste radial de seus conjuntos de rodas. O ajuste radial de conjuntos de rodas para negociação de curva é geralmente realizado pelas forças longitudinais que surgem em pontos de superfície de contato das rodas à medida que eles se deslocam em tomo de curvas. Este ajuste radial é geralmente proposto para reduzir atrito e desgaste das rodas e trilhos, minimizando forças de contato laterais.

Os truques radiais tradicionais incluem um mecanismo de ligação para prover interconexão direcional dos conjuntos de rodas. Por exemplo, a Patente U.S. No. 6,871,598, incorporada neste documento por referência e tomada uma parte do mesmo, provê uma disposição de truque radial incluindo uma ligação entre-eixo ou barra guia que acopla a rotação da barra de direção ao conjunto de roda dianteira com a barra de direção do conjunto de roda traseira. Não obstante, estes mecanismos de ligação direcionais adicionam peso e custo significativos à disposição de truque radial. Consequentemente, é um objeto da presente invenção prover uma disposição de truque radial que não necessita do uso de um mecanismo de ligação direcional.

Este e outros benefícios das modalidades preferidas, incluindo combinações de características das mesmas, da invenção ficarão aparentes a partir da descrição a seguir. Ficará compreendido, entretanto, que uma disposição poderia ainda apropriar a invenção reivindicada sem realizar todos ou cada um destes benefícios, incluindo aqueles reunidos a partir da descrição a seguir. As reivindicações apensas, não estes benefícios desejados, definem a matéria da invenção. Qualquer e todos os benefícios são derivados das múltiplas modalidades da invenção, não necessariamente da invenção em geral.

Sumário da Invenção

E provido um sistema autodirecional para um truque radial de um veículo ferroviário. O sistema autodirecional inclui geralmente uma pluralidade de ligações que conectam os conjuntos de rodas dianteiro e traseiro à armação de truque. Cada uma das ligações é adaptada para prover um menor grau de movimento entre a ligação e o conjunto de rodas em uma extremidade e um maior grau de movimento entre a ligação e a armação de truque na outra extremidade. Esta disposição provê ajuste radial dos conjuntos de rodas durante curvas. Em uma modalidade, cada um dos conjuntos de rodas dianteiro e traseiro é conectado à armação de truque por meio de uma pluralidade destas ligações.

O menor grau de movimento é geralmente atingido usando uma bucha relativamente rígida situada em uma extremidade da ligação. O maior grau de movimento é geralmente atingido usando uma bucha relativamente macia ou resiliente na outra extremidade da ligação. A bucha relativamente macia ou resiliente na outra extremidade da ligação pode ter uma rigidez longitudinal progressiva ao longo de uma faixa de valores de deslocamento ou de deflexão. Além disso, a bucha relativamente macia ou resiliente na outra extremidade da ligação pode ter uma rigidez vertical relativamente alta para transferir o componente vertical de força de amortecedor.

Em outra modalidade, o sistema autodirecional inclui ainda um amortecedor situado entre a segunda extremidade da ligação e a armação do truque. O amortecedor provê maior eficiência direcional e alta estabilidade. Em uma disposição, o amortecedor está acoplado à segunda extremidade da ligação.

Em mais outra modalidade, o sistema autodirecional inclui ainda uma ligação situada entre os membros laterais estendendo-se longitudinalmente da armação. A ligação conecta um dos conjuntos de rodas à armação do truque. Em uma modalidade, a ligação pode estar centralmente localizada, de modo tal que forças de tração e frenagem são transmitidas através ligação de tração disposta centralmente, provendo, desse modo, um grau de liberdade rotacional que não muda significativamente com forças de tração ou frenagem.

Breve Descrição dos Desenhos

A fig. 1 é uma vista elevacional lateral, diagramática e fragmentária de um trem rolante da arte anterior para veículos ferroviários com ajuste radial.

A fig. 2 é uma vista em planta de topo e diagramática do trem rolante da arte anterior da fig. 2 na posição para frente.

A fig. 3 e uma vista elevacional lateral, diagramática e fragmentária de um trem rolante para veículos ferroviários com ajuste radial de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A fig. 4 é uma vista em planta de topo e diagramática do trem rolante da fig. 3 na posição para frente.

A fig. 5 é uma vista elevacional lateral da nova disposição de ligação de tração das figs. 3 e 4 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A fig. 6 é um desenho esquemático de vista de tipo de uma disposição conceituai de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A fig. 7 é um desenho esquemático de vista secional da disposição conceituai da fig. 6.

A fig. 8 é um desenho esquemático de vista de topo da disposição conceituai de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A fig. 9 é um desenho esquemático de vista lateral da disposição conceituai da fig. 8.

A fig. 10 é um desenho esquemático de vista lateral da disposição conceituai de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A fig. 11 é uma vista elevacional lateral da nova disposição de ligação de tração de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A fig. 12 é uma vista elevacional lateral da nova disposição de ligação de tração de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A fig. 13 é uma vista transversal e uma vista de topo de uma bucha adequada para uso na segunda extremidade da ligação de tração da fig.

5.

A fig. 14 é um gráfico representando a rigidez longitudinal desejada da bucha da fig. 13.

Aqueles que são versados na arte apreciarão que elementos presentes nas figuras são ilustrados a título de simplicidade e clareza, e não foram desenhados necessariamente em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos nas figuras podem estar exageradas em relação aos outros elementos para ajudar a melhorar o entendimento da modalidade(s) da presente invenção. Também, algumas partes das figuras são mostradas em fantasma e outras partes removidas para conveniência de ilustração.

Descrição das Modalidades Preferidas

A presente invenção pode ser incorporada em truques ferroviários ou truques de pelo menos de dois ou mais eixos ou, ao contrário, em veículos ferroviários tendo pelo menos dois ou mais conjuntos de rodas motorizados ou não motorizados. A presente invenção também pode ser incorporada em qualquer veículo ferroviário (por exemplo, locomotivas ou veículos ferroviários não motorizados).

Referindo-se agora às figuras dos desenhos detalhadamente e, primeiramente, particularmente, às figs. 1 e 2 dos mesmos, encontra-se ilustrado um trem rolante da arte anterior ou estrutura, geralmente indicado pelo número referência 1, para um veículo ferroviário com ajuste radial. O trem rolante 1 inclui pelo menos uma armação de truque ou truque 2, que suporta elasticamente um corpo de carro 4 de um veículo ferroviário, geralmente indicado pelo número 6. Em uma modalidade, o veículo ferroviário 6 é uma locomotiva ferroviária automotora tendo o corpo de carro 4 suportado por pelo menos dois truques motorizados autodirecionais 2 (apenas um dos quais é mostrado) tendo dois ou mais conjuntos de rodas. Em outra modalidade, o veículo ferroviário 6 pode ser um carro ferroviário não motorizado tendo o corpo de carro 4 suportado por pelo menos dois ou mais truques autodirecionais 2 tendo dois ou mais conjuntos de rodas. Em outra modalidade (não mostrada), o truque autodirecional 2 pode estar situado entre um primeiro e segundo corpos de carro. Esta disposição é comumente referida como um veículo articulado.

Elementos de mola 8 são providos ao longo da parte superior do truque para prover suspensão e suporte ao corpo de carro 4. Os elementos de mola 8 podem ser ou rígidos ou macios, dependendo da quantidade de suspensão e suporte desejados para o corpo de carro 4. Em um exemplo, os elementos de mola 8, que poderíam ser substituídos por qualquer dispositivo de suspensão resiliente adequado, podem ter uma alta rigidez de compressão entre a armação de truque e o corpo de carro. Em outra modalidade, os elementos de mola 8 podem render mais livremente em corte para permitir movimento lateral limitado bem como movimento de guinada do truque em relação ao corpo de carro 4 durante negociação de curva normal. Limitadores de corpo de carro 9, providos também ao longo da parte superior do truque 2, são dispostos para engatar porções internas do corpo de carro 4 com a finalidade de limitar o montante de movimento de guinada do corpo de carro, conforme necessário. Adicionalmente, limitadores laterais 11 são providos sobre o truque 2 para limitar o montante de movimento lateral do corpo de carro, conforme necessário.

Na modalidade ilustrada, elasticamente suspenso a partir do truque 2 encontra-se um primeiro conjunto de rodas 12, um segundo conjunto de rodas 14, e um terceiro conjunto de rodas 16. Cada conjunto de rodas 12, 14, e 16 compreende uma primeira roda de aço para trilho engatável 10 e uma segunda roda de aço para trilho engatável 18. Rodas à direita e à esquerda 10 e 18 de cada conjunto de rodas 12, 14, e 16 são suportadas por um eixo 20 e são geralmente paralelas e lateralmente espaçadas uma da outra. Adicionalmente, os conjuntos de rodas 12, 14, e 16 também são lateralmente espaçados para formarem conjuntos de rodas e eixo longitudinalmente espaçados. Um alojamento de mancai 22 suporta rotativamente cada extremidade do eixo 20 e elasticamente suporta o truque 2 através dos elementos de mola do conjunto de rodas 24.

O alojamento de mancai 22 pode apresentar um desenho de uma peça ou de duas peças. No desenho de uma peça, o alojamento de mancai 22 é uma peça única que encobre totalmente o conjunto de mancai (não mostrado). No desenho de duas peças, o alojamento de mancai 22 inclui partes de alojamento superior e inferior. O alojamento superior provê a interface ao conjunto de mancai e transfere cargas vertical e horizontal. A parte inferior, ou capa de mancal/retentor, provê o meio de suspensão do conjunto de rodas com o alojamento de mancai e adiciona resistência estrutural a todo o conjunto.

Os elementos de mola do conjunto de rodas 24 permitem movimento relativo limitado dos conjuntos de rodas 12, 14, e 16 com seus alojamentos de mancai 22 enquanto impulsiona resilientemente os alojamentos e seus conjuntos de rodas e eixo para posições alinhadas longitudinalmente e sem curvatura nominalmente centralizadas, como está ilustrado na fig. 2. Um elemento de amortecimento de conjunto de rodas 26 também pode ser provido entre o truque 2 e cada alojamento de mancai 22 (apenas dois dos quais são mostrados) para suspensão adicional.

O truque 2 pode ser uma armação unitária ou montada/unida, e fabricada, fundida ou de outro modo manufaturada. Em particular, o truque 2 inclui uma par de armações laterais estendendo-se longitudinalmente, lateralmente espaçadas e geralmente paralelas 28 e 30, que por conveniência de ilustração são mostradas em linhas tracejadas na fig. 2, juntamente com outros membros de armação mencionados anteriormente. As armações laterais 28 e 30 definem um eixo longitudinal x, que se estende a uma distância igual entre as mesmas, e têm extremidades dianteira e traseira 29 e 31. As armações laterais 28 e 30 são interconectadas por travessões estendendo-se transversalmente e longitudinalmente espaçados, que na modalidade ilustrada são travessões 32, 34, e 36. Um par de escoras 33 e 35 pende respectivamente do travessão central e traseiro 34 e 36, apenas um de cada par é mostrado.

Para energizar o conjunto de rodas e acionar a modalidade de locomotiva, o truque 2 é provido então com pelo menos dois motores de tração 38 ou outra disposição similar, um acionando cada eixo 20. Em um exemplo mostrado, cada motor é suportado por uma disposição de mancai convencional em seu eixo respectivo, e é carregado a partir de um dos travessões adjacentes, por meio de uma ligação de nariz 40 e/ou montagem à escora respectiva 33 ou 35. Cada ligação de nariz 40 é flexivelmente ou oscilantemente conectada a suas extremidades para permitir uma quantidade limitada tanto de movimento longitudinal quanto lateral entre o motor de tração 38 e o travessão adjacente mediante o qual ele é suportado.

Aqueles que são versados na arte reconhecerão que as disposições de truque presentes podem incluir ainda componentes e/ou disposições adicionais, tais como freios 42, registradores de velocidade 44, outros membros de suspensão adicionais, tais como, por exemplo, amortecedores laterais e de guinada secundários, limitadores laterais e de guinada, limitadores e amortecedores de balanço, e componentes, tais como, por exemplo, caixas de areias e escadas, dutos de ar, e travessões adicionais. Estes componentes e outros são descritos ainda por Patentes U.S. comumente concedidas Nos. 4,628,824; 4,679,506; 4,765,250; 4,841 ,873; 5,613,44; e 5,746,135, cujas divulgações estão totalmente incorporadas neste documento por referência.

Para prover ação autodirecional limitada dos conjuntos de rodas enquanto transmite forças de tração e frenagem entre os conjuntos de roda e eixo e a armação de truque, o truque da arte anterior 2 é provido com uma barra de tração formada de acordo com a invenção. Este engate de tração inclui respectivamente barras de direção dianteira e traseira estendendo-se lateralmente 46 e 48, que são conectadas articuladamente aos seus centros respectivamente com as partes inferiores de travessões adjacentes 32 e 36. As barras de direção 46 e 48 permitem a rotação dos conjuntos de rodas de extremidade em relação à armação de truque.

As extremidades lateralmente opostas respectivamente das barras de direção dianteira e traseira 46 e 48 são conectadas aos alojamentos de mancal 22 dos conjuntos de rodas dianteiro e traseiro 12 e 16 pelas ligações de tração 50. As barras de direção 46 e 48 são afixadas a tubos de torque verticais 52 que se estendem verticalmente para cima sobre um eixo de articulação 54 das barras de direção e conectam, em suas extremidades superiores, a um respectivo de um par de braços de manivela 56. Estes braços de manivela 56 estendem-se em direções lateralmente opostas. As extremidades dos braços de manivela 56 são interconectadas por uma ligação entre-eixo 58 que se estende diagonalmente entre as mesmas sobre os conjuntos de rodas 14 e 16 e o travessão 34. Em uma modalidade, a ligação 58 pode ser um componente unitário, e em outra modalidade ilustrada em linhas tracejadas, a ligação 58 pode ser segmentada ou de um desenho dividido, tendo primeira e segunda ligações 58a e 58b, que são articuladamente suportadas a partir do travessão 34 por braço de alavanca 60. E importante apreciar que primeira e segunda ligações 58a e 58b têm o mesmo comprimento efetivo, de tal modo que os eixos de extremidade dos conjuntos de rodas dianteiro e traseiro giram no mesmo total.

Para suportar as barras de direção dianteira e traseira 46 e 48 com seus tubos de toque associados 52 e braços de manivela 56, os travessões adjacentes 32 e 36 são providos com placas articuladas superiores 62. Nas extremidades de cada par de escoras 33 e 35 providas encontra-se uma placa articulada inferior 64, de tal modo que as placas articuladas superior e inferior carregam-se através de parafusos 66. Os parafusos 66 prendem as buchas 67 sobre as quais os tubos de torque 52 são articuladamente montados. É importante apreciar que as ligações de tração, na medida do possível, destinam-se a reduzir o carregamento angular sobre as buchas 67 a partir do movimento de conjuntos de rodas respectivos nas direções vertical e lateral em relação à armação de truque. Um carregamento angular menor aumenta expectativa de vida, confiabilidade, e reduz a contribuição de cada ligação de tração 50 à rigidez lateral e vertical da armação de truque.

As barras de direção 46 e 48, ligações de tração 50, manivelas 56, e ligação entre-eixo 58 são assim dispostas de modo a exigirem movimentos de guinada (direcionais) iguais e opostos respectivamente dos conjuntos de rodas dianteiro e traseiro 12 e 16, de modo a prover ações autodirecionais inter-relacionadas eficientes dos eixos de extremidade. Estes componentes compreendem um primeiro acoplamento transmissor de força que carrega as forças de tração e frenagem entre o conjunto de rodas e a armação de truque, bem como permite autodireção igual e oposta dos conjuntos de rodas de extremidade 12 e 16.

No sistema da arte anterior, um par de amortecedores de guinada 69 é conectado a cada barra de direção 46 e 48 e a armação de truque, apenas um de cada par mostrado na fig. 1. Os amortecedores de guinada 69 são providos para boa eficiência direcional e alta estabilidade controlando a rotação dos conjuntos de rodas de extremidade 12 e 16. Uma vez que apenas o movimento relativo entre a barra de direção e a armação de truque é rotação em tomo do eixo vertical, esta localização de amortecedor assegura que apenas o modo direcional seja amortecido, e reduz o carregamento angular das buchas de amortecedor. Em outra modalidade, é provido mais controle dos conjuntos de rodas de extremidade 12 e 16 mediante amortecedores de barra de direção 71, que limitam a rotação das barras de direção dos conjuntos de rodas de extremidade 12 e 16. Os amortecedores de barra de direção 71 podem ser ou montados em sua barra de direção respectiva 46 e 48 ou suportados em seu travessão respectivo 32 e 36.

Não obstante, a disposição autodirecional do sistema da arte anterior provê peso e custo indesejáveis. A autodireção da arte anterior (incluindo barras de direção 46 e 48, ligações de tração 50, manivelas 56, e ligação entre-eixo 58, amortecedores de guinada 69) das figs. 1 e 2 pode ser substituída por várias modalidades da disposição autodirecional da presente invenção, como mostrado nas figs. 5-12.

Mais especificamente, em uma modalidade, como mostrado nas figs. 3-7, as ligações de tração da presente invenção 150 são mostradas conectando os mancais de alojamento 22 do conjunto de rodas dianteiro e traseiro 12 e 16 à armação de truque respectivamente com número de referência 32 e 36. Em outra modalidade, a fim de prover eficiência direcional e alta estabilidade, ainda são providos amortecedores de guinada 169. Ao contrário do sistema da arte anterior, os amortecedores de guinada 169 são mostrados para conectar as ligações de tração 150 à armação de truque com número de referência 28 e 30, em vez de conectar cada barra de direção 46 e 48 à armação de truque.

Como mostrado mais detalhadamente na fig. 5, cada uma das novas ligações de tração 150 inclui uma primeira extremidade 200 e uma segunda extremidade 202. A primeira extremidade 200 é geralmente conectada aos alojamentos de mancai 22 dos conjuntos de rodas dianteiro e traseiro 12 e 16. A primeira extremidade 200 geralmente inclui uma bucha relativamente rígida 204 que é adaptada para prover um menor grau de movimento entre o conjunto de rodas por meio do alojamento de mancai 22 e a ligação de tração 150. A bucha 204 na primeira extremidade 200 geralmente tem uma rigidez longitudinal de pelo menos cerca de 35 kN/mm, e preferencialmente entre cerca de 60 kN/mm a cerca de 100 kN/mm. Embora a rigidez vertical da bucha 204 na primeira extremidade 200 possa ser selecionada a qualquer rigidez, é preferível que a rigidez vertical seja quase igual à rigidez longitudinal.

A segunda extremidade 202 é geralmente conectada à armação de truque 32, 36. A segunda extremidade 202 geralmente inclui uma bucha relativamente macia 206 na direção longitudinal que é adaptada para prover um maior grau de movimento entre a armação de truque 32, 36 e a ligação de tração 150. Um exemplo de uma bucha adequada está ilustrado na fig. 13. A bucha 206 na segunda extremidade 202 é selecionada para ter uma rigidez longitudinal progressiva ao longo de uma faixa de valores de deslocamento ou deflexão para acomodar autodireção em tomo de vários tamanhos de curva. O gráfico de deflexão de força para deslocamentos longitudinais da bucha 206 pode ser dividido em 3 zonas como mostrado na fig. 14.

Dependendo da aplicação, a Zona A varia deslocamento longitudinal de cerca de -2 a +2 mm ou até cerca de - 6 mm a + 6 mm. Nesta faixa, a rigidez longitudinal da bucha 206 pode ser de cerca de 0 kN/mm a cerca de 8 a 10 kN/mm. E preferível que a rigidez longitudinal seja de cerca de 2 kN/mm a cerca de 4 kN/mm. Na Zona B, a bucha 206 tem uma rigidez longitudinal exponencialmente crescente variando de cerca de 4 kN/mm a cerca de 150 kN/mm dependendo da deflexão máxima. Uma rigidez muito alta é provida na Zona C (não mostrada) para limitar o deslocamento máximo.

Para aplicações de freio de disco montado em roda que não são sensíveis a movimentos de roda longitudinais ou para sistemas de freio de sapata convencionais tendo um grande curso de aplicação, a faixa de deslocamento máxima estende-se para cima (ou para baixo) a cerca de +/- 10 mm. Para sistemas de freio de sapata unificados tendo um curso de aplicação limitado, a faixa de deslocamento estende-se para cima (ou para baixo) a cerca de +/- 5 mm.

A fig. 14 ilustra deflexão de força para deslocamentos longitudinais de dois que são adequados para uso com a segunda extremidade. Para bucha A, ao longo da faixa de deslocamento de cerca de -4 mm a cerca de 4 mm, a bucha 206 tem uma rigidez longitudinal linearmente crescente variando de cerca de 0 kN/mm a cerca de 6 to 7 kN/mm. Ao longo da faixa de deslocamento começando a cerca de -4 mm e a cerca de 4 mm, a bucha 206 tem uma rigidez longitudinal exponencialmente crescente variando de cerca de 25 kN/mm a cerca de 150 kN/mm dependendo da deflexão máxima. Para bucha B, ao longo da faixa de deslocamento de cerca de -4 mm a cerca de 4 mm, a bucha 206 tem uma rigidez longitudinal linearmente crescente variando de cerca de 0 kN/mm a cerca de 2 kN/mm. Ao longo da faixa de deslocamento começando a cerca de -4 mm e a cerca de 4 mm, a bucha 206 tem uma rigidez longitudinal exponencialmente crescente variando de cerca de 2 kN/mm a cerca de 150 kN/mm dependendo da deflexão máxima.

A bucha 206 na segunda extremidade 202 pode ser construída relativamente rígida na direção vertical para transferir o componente vertical de força de amortecedor. Em uma modalidade, a bucha 206 na segunda extremidade 202 geralmente tem uma rigidez vertical de cerca de 20 kN/mm. Esta disposição de uma bucha tendo uma rigidez longitudinal progressiva ao longo de uma faixa de deslocamento e uma rigidez vertical relativamente rígida provê ajuste radial do conjunto de rodas durante curvas. Por exemplo, para truques de bitola padrão de 3 eixos (por exemplo, na América do Norte, Europa, China, etc.) e um espaçamento de eixo de cerca de 4000 mm, esta disposição aumentará a autodireção para curvas tão apertadas quanto 500 m a 800 m.

É importante observar que as buchas 204, 206 podem ser construídas de qualquer material resiliente adequado (por exemplo, uma borracha, polímero, etc.). Também é importante observar que a primeira extremidade 200 e segunda extremidade 202 da ligação de tração 150 podem ser diretamente ou indiretamente conectadas a respectivamente qualquer estrutura acoplada ao conjunto de rodas ou a armação de truque. Embora a ligação de tração 150 seja mostrada para ser geralmente reta na fig. 5, a ligação de tração 1150 também pode incluir uma curvatura como mostrado na fig. 11. Esta curvatura pode facilitar a colocação da ligação de tração 1150 no sistema de truque ou, do contrário, pode ser adaptada, para mudar o valor de rigidez da própria ligação de tração.

Como ilustrado ainda na fig. 5, um amortecedor de guinada 169 pode estar acoplado a cada ligação de tração 150 para prover maior eficiência direcional e alta estabilidade. O amortecedor de guinada 169 é mostrado para conectar a ligação de tração 150 à armação de truque 28, 30. Mais especificamente, o amortecedor de guinada 169 é conectado à ligação de tração 150 próxima à segunda extremidade 202 que inclui a bucha relativamente macia 206. Nesta disposição, o amortecedor de guinada 169 amortece movimento de guinada de alta frequência oscilatória do conjunto de rodas, ao mesmo tempo em que não adiciona resistência à rotação do conjunto de rodas de baixa frequência quase estática ao negociar curvas. Esta localização de amortecedor assegura ainda que apenas o modo direcional é amortecido, e reduz o carregamento angular das buchas de amortecedor. Embora o amortecedor de guinada 169 seja mostrado para estar situado geralmente acima da ligação de tração 150 na fig. 5, o amortecedor de guinada 1269 também pode ficar situado abaixo da ligação de tração 1250, como mostrado na fig. 12 sem se desviar dos ensinamentos da presente invenção.

Em mais outra modalidade como mostrado nas figs. 8 e 9, barras de tração centralmente dispostas 300 podem ser providas adicionalmente para conectar a armação de truque com número de referência 32, 36 respectivamente a uma estrutura acoplada aos conjuntos de rodas dianteira e traseira 12 e 16. Nesta disposição, forças de tração e frenagem são transmitidas através das ligações de tração centralmente dispostas 300, provendo, desse modo, um grau de liberdade rotational que não muda significantemente com forças de tração e frenagem.

Em mais outra modalidade como mostrada na fig. 10, a nova barra de tração pode ser combinada com o alojamento de mancai de moente para formar um dispositivo de braço oscilante 450. Nesta disposição, o braço oscilante da presente invenção 450 pode ser adaptado para conectar os conjuntos de rodas dianteira e traseira 12 e 16 à armação de truque, respectivamente com números de referência 32 e 36. O dispositivo de braço oscilante 450 inclui uma primeira extremidade 400 e uma segunda extremidade 402. A primeira extremidade 400 é conectada em geral diretamente aos conjuntos de rodas dianteira e traseira 12 e 16. A primeira extremidade 400 geralmente inclui um mancai de moente rígido 404, ou, do contrário, uma bucha relativamente rígida, que é adaptada para prover um menor grau de movimento entre os conjuntos de rodas 12, 16 e o dispositivo de braço oscilante 450. A segunda extremidade 402 é geralmente conectada à armação de truque 32, 36. A segunda extremidade 402 geralmente inclui uma bucha relativamente macia 406 que é adaptada para prover um maior grau de movimento entre a armação de truque 32, 36 e o dispositivo de braço oscilante 450. Esta disposição provê ajuste radial do conjunto de rodas durante curvas. E importante observar que as buchas 404, 406 podem ser construídas de qualquer material resiliente adequado (por exemplo, uma borracha, polímero, etc.). Também é importante observar que a primeira extremidade 400 e a segunda extremidade 402 do dispositivo de braço oscilante 450 podem ser diretamente ou indiretamente conectadas respectivamente a qualquer estrutura acoplada ao conjunto de rodas ou a armação de truque.

Em outra modalidade, a fim de prover eficiência direcional e alta estabilidade, amortecedores de guinada 469 são providos adicionalmente. Ao contrário do sistema da arte anterior, os amortecedores de guinada 469 são mostrados para conectar o dispositivo de braço oscilante 450 à armação de truque, com números de referência 28 e 30.

Como discutido em relação a várias modalidades da presente invenção, uma extremidade da ligação de tração é conectada a um dos conjuntos de rodas para prover um menor grau de movimento entre os mesmos, enquanto que a outra extremidade da barra de tração é conectada à armação do truque para prover um maior grau de movimento entre os mesmos. Isto pode ser atingido usando várias disposições incluindo, mas não limitado ao uso de buchas. Por exemplo, uma bucha mais rígida pode ser usada em conjunto com a extremidade da ligação de tração conectada ao conjunto de rodas, enquanto que uma bucha mais macia pode ser usada em conjunto com a outra extremidade da barra de tração conectada à armação do truque. Ademais, a própria rigidez da ligação de tração pode ser adaptada para atingir os ensinamentos da presente invenção.

Embora esta invenção tenha sido descrita com referência a certos aspectos ilustrativos, ficará compreendido que esta descrição não deverá ser interpretada em um sentido limitativo. Ao contrário, várias mudanças e modificações podem ser feitas nas modalidades ilustrativas sem se afastar do espírito verdadeiro, características centrais e escopo da invenção, incluindo aquelas combinações de aspectos que são individualmente 10 divulgados ou reivindicados aqui. Ademais, será apreciado que quaisquer destas mudanças e modificações serão reconhecidas por aqueles que são versados na arte como uma equivalente a um ou mais elementos das seguintes reivindicações, e serão abrangidas por estas reivindicações ao máximo permitido por lei.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema autodirecional para um truque radial de um veículo ferroviário, o truque radial tendo uma armação com membros laterais estendendo-se longitudinalmente, espaçados lateralmente por travessões e extremidades dianteira e traseira, o truque radial incluindo ainda um conjunto de rodas dianteiro e traseiro suportado em dita armação, dito sistema autodirecional caracterizado pelo fato de compreender:

- uma ligação tendo uma primeira e segunda extremidade, em que a primeira extremidade da ligação é conectada a um ou outro conjunto de rodas para prover um menor grau de movimento entre os mesmos, e em que a segunda extremidade da ligação é conectada à armação do truque para prover um maior grau de movimento entre os mesmos.
2. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um amortecedor, dito amortecedor situado entre a segunda extremidade da ligação e a armação do truque.
3. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o amortecedor é acoplado à ligação próxima da segunda extremidade da ligação.
4. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda outra ligação situada entre os membros laterais estendendo-se longitudinalmente da armação, em que dita outra ligação destinada a conectar um dos conjuntos de rodas à armação do truque.
5. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade da ligação inclui um alojamento de moente para engatar o conjunto de rodas.
6. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade da ligação inclui uma bucha para prover o menor grau de movimento.
7. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a bucha é uma bucha rígida.
8. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal de pelo menos 35 kN/mm.
9. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal de cerca de 60 kN/mm a cerca de 100 kN/mm.
10. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez vertical de pelo menos 35 kN/mm.
11. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda extremidade da ligação inclui uma bucha para prover o maior grau de movimento.
12. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a bucha é uma bucha macia.
13. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a bucha é construída de um material resiliente.
14. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a bucha é construída ou de um polímero ou de borracha.
15. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal progressiva ao longo de uma faixa de valores de deslocamento.
16. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal linearmente crescente variando de cerca de 0 kN/mm a cerca de 7 kN/mm ao longo de uma faixa de deslocamento de cerca de -4 mm a cerca de 4 mm.
17. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal linearmente crescente variando de cerca de 2 kN/mm a cerca de 4 kN/mm ao longo de uma faixa de deslocamento de cerca de 2 mm a cerca de 4 mm.
18. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal linearmente crescente variando de cerca de 2 kN/mm a cerca de 4 kN/mm ao longo de uma faixa de deslocamento de cerca de -2 mm a cerca de -4 mm.
19. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal exponencialmente crescente variando de cerca de 4 kN/mm a cerca de 150 kN/mm ao longo de uma faixa de deslocamento começando a cerca de -4 mm.
20. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez longitudinal exponencialmente crescente variando de cerca de 4 kN/mm a cerca de 150 kN/mm ao longo de uma faixa de deslocamento começando a cerca de 4 mm.
21. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez vertical rígida.
22. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a bucha tem uma rigidez vertical de cerca de 20 kN/mm.
23. Sistema autodirecional de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ligação é uma ligação de tração.