IT202000004174A1

IT202000004174A1 - INNOVATIVE STRUCTURE FOR MOVABLE CASE HEADER MODULE

Info

Publication number: IT202000004174A1
Application number: IT102020000004174A
Authority: IT
Inventors: Luigi Ventura
Original assignee: Luigi Ventura
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2021-08-14
Also published as: WO2021161350A1

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione avente per TITOLO: DESCRIPTION of the invention having as TITLE:

?STRUTTURA INNOVATIVA PER MODULO DI TESTATA CASSE MOVIBILE?, ? INNOVATIVE STRUCTURE FOR MOVABLE CASE HEADER MODULE ?,

La presente invenzione concerne una struttura innovativa modulare applicabile alle intercomunicanti dei veicoli su rotaia ed utile ad affrontare, in modo sicuro ed ottimale, tracciati tortuosi con curve insidiose in termini di raggio, tangenti, sequenza con rettifili ed allungamenti. Tangenti in serie, curve e raccordi di transizione pi? o meno stretti e spaziati da tratti in rettifilo di lunghezza non adeguata, rendono difficoltosa l?inscrizione delle curve da parte dei rotabili e delle loro interfacce, soprattutto in tracciati urbani o in linee ferroviarie con vecchi standard. The present invention relates to an innovative modular structure applicable to the intercommunications of rail vehicles and useful for facing, in a safe and optimal way, tortuous paths with treacherous curves in terms of radius, tangents, sequence with straights and elongations. Series tangents, curves and transition fittings pi? or less narrow and spaced by straight stretches of inadequate length, make it difficult for rolling stock and their interfaces to register curves, especially in urban routes or railway lines with old standards.

Esistono in letteratura principalmente due tipi di sistemi che tentano di raggiungere l?obiettivo di incipit alla presente invenzione e vi riescono solo per alcune particolari situazioni e condizioni geometriche. In the literature there are mainly two types of systems that attempt to reach the initial objective of the present invention and succeed only for some particular situations and geometric conditions.

Una tipologia di sistema si basa sull?uso di due intercomunicanti disposte in serie o una intercomunicante divisa in due tronconi (come nei bus articolati). In mezzeria all'intercomunicante si pone un telaio leggero poggiato su una cerniera; quest?ultima ? sostenuta dall?accoppiatore semi-permanente installato fra i due veicoli ferroviari adiacenti. One type of system is based on the use of two intercoms arranged in series or one intercom divided into two sections (as in articulated buses). In the middle of the intercom there is a light frame resting on a hinge; the latter? supported by the semi-permanent coupler installed between the two adjacent rail vehicles.

Uno svantaggio risiede nel fatto che si aggiunge allo sforzo di trazione/compressione sopportato dall?accoppiatore semi-permanente un carico in campata allo stesso. Inoltre, l?intercomunicante risulta appesantita e a volte troppo estesa e ingombrante per il convoglio ferroviario ad alta capacit?. A disadvantage lies in the fact that a span load on the coupler is added to the traction / compression stress borne by the semi-permanent coupler. Furthermore, the intercom is heavy and at times too extended and cumbersome for the high-capacity railway train.

Malgrado con la rotazione del telaio centrale si tenti di seguire la variazione angolare del tracciato, non si riesce nell?inseguimento del raggio di raccordo e delle tangenti delle curve. Gli spostamenti dei centri di rotazione non sono compensati dalla cerniera centrale, ma dovrebbero essere bilanciati dalle deformazioni longitudinali, trasversali ed angolari dell?intercomunicante. Although with the rotation of the central frame you try to follow the angular variation of the path, it is not possible to follow the corner radius and the tangents of the curves. The displacements of the rotation centers are not compensated by the central hinge, but should be balanced by the longitudinal, transversal and angular deformations of the intercom.

Il secondo sistema consiste nel costruire intercomunicanti di maggiore lunghezza ed i cui diaframmi del mantice sono aggraffati in modo da consentire maggiore deformazione longitudinale e rotazione angolare. The second system consists in constructing intercommunications of greater length and whose bellows diaphragms are crimped in order to allow greater longitudinal deformation and angular rotation.

Gli svantaggi di questo sistema risiedono nel fatto che l?intercomunicante risulta sollecitata meccanicamente; si tende a seguire il profilo raccordato della curva percorsa, ma si hanno difficolt? ad adattarsi alla variazione angolare della curva stessa. Inoltre, possono accadere restringimenti del passaggio dalla cassa all'intercomunicante a causa dei movimenti longitudinali e trasversali del mantice durante l?attraversamento della traccia curva. The disadvantages of this system reside in the fact that the intercom is mechanically stressed; you tend to follow the rounded profile of the curve traveled, but you have difficulty? to adapt to the angular variation of the curve itself. In addition, narrowing of the passage from the box to the intercom may occur due to the longitudinal and transverse movements of the bellows during the crossing of the curved track.

Quello che in genere si richiede alle intercomunicanti sono una lunghezza e larghezza contenute, massa modesta e soprattutto la capacit? di adattarsi al tracciato. Dall?esposizione precedente riguardo lo stato dell?arte e da evidenze reali si ? constatato che, malgrado l?applicazione simultanea dei due metodi, non si riescono ad affrontare tracciati tortuosi a causa delle tangenti fra curve consecutive e della limitata deformabilit? angolare e lineare delle intercomunicanti. What is generally required of the intercoms are a limited length and width, modest mass and above all the capacity? to adapt to the track. From the previous exposition about the state of the art and from real evidences, yes? having observed that, despite the simultaneous application of the two methods, it is not possible to deal with tortuous paths due to the tangents between consecutive curves and the limited deformability? angular and linear of the intercoms.

L?invenzione risolve gli inconvenienti dei metodi attuali in quanto la rotazione e traslazione del modulo di testata all?estremit? del veicolo permette di montare intercomunicanti di limitata lunghezza, non gravanti sull?accoppiatore semi-permanente fra le casse. La rototraslazione della struttura innovativa permette di inseguire l?andamento pianimetrico di tratti curvilinei tortuosi. The invention solves the drawbacks of the current methods as the rotation and translation of the head module at the end? of the vehicle allows to mount intercoms of limited length, not burdening the semi-permanent coupler between the boxes. The roto-translation of the innovative structure makes it possible to follow the planimetric course of winding curvilinear sections.

La limitata lunghezza delle intercomunicanti determina un aumento di durabilit? e riduzione dei valori delle sollecitazioni meccaniche nel mantice deN?intercomunicante. Gli sforzi sono assorbiti dalla piastra movibile e dalla struttura innovativa del modulo di testata. Inoltre, viene garantita una larghezza stabile e costante del passaggio fra i due veicoli interconnessi, anche per l?eventuale transito di una carrozzina per persone diversamente abili come previsto dalla normativa EN16286-1:2013. The limited length of the intercoms determines an increase in durability? and reduction of the mechanical stress values in the bellows of the intercommunicating unit. Efforts are absorbed by the movable plate and the innovative structure of the head module. Furthermore, a stable and constant width of the passage between the two interconnected vehicles is guaranteed, also for the possible transit of a wheelchair for people with disabilities as required by the EN16286-1: 2013 standard.

La struttura innovativa modulare permette di avere un buon grado di manutenibilit? ed il trovato pu? essere ben integrato nella zona di estremit? della cassa del veicolo ferroviario, per esempio per disporre dispositivi nel volume libero non occupato dal trovato. The innovative modular structure allows to have a good degree of maintainability? and the found can? be well integrated in the extremity area? of the railway vehicle body, for example to arrange devices in the free volume not occupied by the invention.

Secondo una possibile realizzazione, l?invenzione ? costituita dalle parti esposte di seguito. According to a possible realization, the invention? consisting of the parts set out below.

Un telaio (trame) assemblato con travi ad alta inerzia e resistenza, le cui estremit? sono fissate a due mozzi (hub). Detti elementi sono allineati sullo stesso asse verticale coincidente con quello degli attuatori rotativi del modulo di testata della cassa. A frame (plots) assembled with high inertia and resistance beams, the ends of which? are attached to two hubs. Said elements are aligned on the same vertical axis coinciding with that of the rotary actuators of the box head module.

Il mozzo (hub) di base viene posto su un cuscinetto assiale reggispinta ingrassato, atto a far ruotare efficacemente il trovato e ad assorbire la componente verticale della forza peso della struttura innovativa. The base hub is placed on a greased thrust thrust bearing, suitable for effectively rotating the invention and absorbing the vertical component of the weight force of the innovative structure.

L?assieme del mozzo, del cuscinetto e dell?attuatore ? fissato ad una guida ovvero una slitta (carriage) atta a permettere anche il moto traslatorio. L?uso del grasso, ad esempio quello al Litio, ? raccomandato per estendere la vita operativa degli organi di mobilit? e le altre parti movibili sotto carico. The hub, bearing and actuator assembly? fixed to a guide or a carriage suitable to allow also the translatory motion. The use of grease, such as lithium,? recommended to extend the operational life of the mobility organs? and other moving parts under load.

Gli attuatori discussi prima potrebbero usare energia elettrica recuperata dal treno durante la frenatura in approccio al tracciato tortuoso. Ovviamente anche motori pneumatici od oleodinamici potrebbero essere usati per la movimentazione della struttura. The actuators discussed earlier could use electrical energy recovered from the train during braking on approach to the winding track. Obviously also pneumatic or hydraulic motors could be used to move the structure.

Si potrebbe rendere il sistema pi? controllato ed efficace, ad esempio se i segnali provenienti dal giroscopio e dall?accelerometro (quali velocit? angolari e accelerazioni) venissero inviati al controllore dell?attuatore di roto-traslazione per un corretto azionamento ed una efficiente compensazione della rotazione del trovato in curva. Could you make the system more? controlled and effective, for example if the signals coming from the gyroscope and from the accelerometer (such as angular velocities and accelerations) were sent to the roto-translation actuator controller for correct operation and efficient compensation of the rotation of the invention when cornering.

E? possibile accettare un degradato spostamento di rototraslazione del trovato, ad opera delle forze di inerzia, nel caso in cui sia richiesto un rigido risparmio di energia dal cliente o in caso di avaria degli attuatori. AND? It is possible to accept a degraded roto-translation movement of the invention, due to the forces of inertia, in the event that a rigid energy saving is requested by the customer or in the event of failure of the actuators.

Sul telaio (frame) sono installati con ridondanza ed a distanza uniforme gli assiemi dei cuscinetti (hearing assembly) comprendenti i supporti (bearing supports) e le piastre di bloccaggio (fixing bearing plates). Detti subassiemi formano le vie di carico atti a raccogliere gli sforzi dell?intercomunicante e a scaricare quest?ultimi sulla struttura robusta del telaio (frame). The hearing assemblies including the bearing supports and the fixing bearing plates are installed on the frame with redundancy and at a uniform distance. Said sub-assemblies form the loading ways suitable to collect the efforts of the intercom and to unload the latter on the sturdy structure of the frame (frame).

Per scelta costruttiva ? stata ideata la suddetta costruzione modulare atta ad evitare strutture con troppe iperstaticit? e con conseguenti tensioni interne residue. Inoltre la struttura modulare facilita le operazioni di smontaggio, ispezione e sostituzione delle parti. Al posto dei cuscinetti (bearings), una possibile realizzazione del sotto-assieme potrebbe essere costituita da boccole (bushings). By constructive choice? was the aforementioned modular construction designed to avoid structures with too many hyperstaticities? and with consequent internal residual stresses. Furthermore, the modular structure facilitates the operations of disassembly, inspection and replacement of parts. Instead of bearings, a possible realization of the sub-assembly could be made of bushings.

Si ? scelto di evitare le saldature in prossimit? dell'intercomunicante, ad esempio fra telaio (frame) e piastra (plate), evitando le suddette iperstaticit? e salvaguardando il materiale dell'intercomunicante da danneggiamenti tipici dei metodi di saldatura, dovuti al calore o alle scariche elettriche. Yup ? chosen to avoid the welds in the vicinity? of the intercom, for example between frame (frame) and plate (plate), avoiding the aforementioned hyperstaticities? and safeguarding the intercom material from damage typical of welding methods, due to heat or electrical discharges.

Nei fori passanti degli assiemi cuscinetti (bearing assemblies) sono inseriti gli elementi filettati di fissaggio che attraversano i fori corrispondenti sulla piastra (plate) del modulo di testata della cassa. The threaded fasteners are inserted in the through holes of the bearing assemblies, which pass through the corresponding holes on the plate of the head module of the casing.

Per rendere pi? semplici e veloci le operazioni di ispezione e manutenzione si potrebbero usare viti prigioniere dal lato intercomunicante o dal lato telaio, intervenendo allo smontaggio solo da un lato, quello pi? conveniente secondo il produttore. To make more? simple and fast the inspection and maintenance operations could be used captive screws on the intercom side or on the frame side, disassembling only on one side, the more? affordable according to the manufacturer.

La piastra (piate) distribuisce su una superficie maggiore la pressione fuori dal piano esercitata dall?intercomunicante sul telaio (frame) per mezzo dei supporti con cuscinetto (hearing supports). Il produttore potrebbe sfruttare la superficie piana fra piastra (plate) e interfaccia intercomunicante, ponendo uno strato di sigillante Loctite atto ad assicurare maggiore ermeticit? contro le infiltrazioni di acqua e le fastidiose onde di pressione, peggiorative del comfort dei passeggeri all?incrocio dei treni e gallerie. The plate (piate) distributes the out-of-plane pressure exerted by the intercom on the frame over a larger surface by means of the hearing supports. The manufacturer could exploit the flat surface between the plate and the intercommunicating interface, placing a layer of Loctite sealant to ensure greater airtightness. against water infiltrations and annoying pressure waves, detrimental to the comfort of passengers at the intersection of trains and tunnels.

Lo scrivente ha scelto di dimensionare la struttura innovativa a vita infinita, ma il produttore, avendo in archivio gli spettri di carico raccolti negli anni, potrebbe progettare il trovato con valori pi? alti della sollecitazione massima ammissibile in base al numero di cicli previsto, abbassando cos? i costi, i consumi e la massa strutturale. Riguardo il materiale della struttura primaria, in questa possibile realizzazione, l?inventore ha scelto l?acciaio AISI 4340 (basso-legato Nickel-Cromo-Molibdeno), trattato termicamente. The writer has chosen to size the innovative structure with infinite life, but the manufacturer, having in the archive the load spectra collected over the years, could design the invention with higher values? high of the maximum allowable stress based on the expected number of cycles, thus lowering? costs, consumption and structural mass. Regarding the material of the primary structure, in this possible realization, the inventor has chosen AISI 4340 steel (low-alloy Nickel-Chromium-Molybdenum), heat treated.

Gli assiemi cuscinetti (hearing assemblies) sono stati progettati in alluminio 2014, leggero e performante; inoltre la serie 2XXX, grazie alla presenza del rame, presenta buona resistenza all?ossidazione e alla fatica Il cuscinetto inserito nelle travi si ? pensato in bronzo, tipo quello per le bielle nei motori termici. The hearing assemblies were designed in 2014 aluminum, light and performing; furthermore, the 2XXX series, thanks to the presence of copper, has good resistance to oxidation and fatigue. The bearing inserted in the beams yes? designed in bronze, like the one for the connecting rods in thermal engines.

Nell?ambito materiali si possono fare scelte diverse per una possibile realizzazione del trovato; il trade-off viene fatto a seconda delle specifiche tecniche e delle necessit? del cliente, tenuto conto che materiali ad elevate prestazioni (rigidezza e resistenza specifiche) hanno costi elevati e permettono strutture pi? leggere e resistenti, mentre materiali con prezzo pi? basso danno luogo a strutture pi? pesanti e a volte meno resistenti in termini di sollecitazione, fatica e corrosione. In the field of materials, different choices can be made for a possible realization of the invention; the trade-off is made according to the technical specifications and needs? of the customer, taking into account that high-performance materials (specific stiffness and resistance) have high costs and allow for more? light and resistant, while materials with a higher price? low give rise to structures more? heavy and sometimes less resistant in terms of stress, fatigue and corrosion.

A titolo di esempio, i materiali compositi avanzati garantiscono leggerezza, smorzamento delle vibrazioni e assenza di un vero e proprio limite di fatica; tuttavia possono essere fragili agli urti e presentare qualche problema concernente l?umidit? e le scariche elettriche. La presente invenzione sar? meglio descritta con l'ausilio dei disegni che ne rappresentano una delle possibili realizzazioni. As an example, advanced composite materials guarantee lightness, vibration damping and the absence of a real fatigue limit; however they can be fragile to impacts and present some problems concerning humidity? and electrical discharges. The present invention will be better described with the aid of the drawings which represent one of the possible embodiments.

Figura 1: Mostra la vista in sezione delle zone nella testata cassa del veicolo, nel rispetto dei minimi spazi da garantire nel passaggio dell'intercomunicante; Figure 1: Shows the sectional view of the areas in the vehicle body head, respecting the minimum spaces to be guaranteed in the passage of the intercom;

Figura 2: Mostra la vista in sezione e le zone nella testata cassa del veicolo, secondo lo spazio predisposto per una possibile realizzazione dell?invenzione; Figure 2: Shows the sectional view and the areas in the vehicle body head, according to the space provided for a possible realization of the invention;

Figura 3: Illustra la vista dall?alto e le zone nella testata cassa del veicolo in una posizione ipotetica ruotata; Figure 3: Illustrates the top view and the areas in the vehicle body head in a hypothetical rotated position;

Figura 4: Illustra la vista dall?alto e le zone nella testata cassa del veicolo, secondo lo spazio predisposto per una possibile realizzazione dell?invenzione; Figure 4: It illustrates the top view and the areas in the body head of the vehicle, according to the space provided for a possible realization of the invention;

Figura 5: Illustra la vista dall?alto e le zone nella testata cassa innovativa disposta in una posizione ruotata e traslata; Figure 5: Illustrates the top view and the areas in the innovative cash register head arranged in a rotated and translated position;

Figura 6: Illustra un possibile schema a blocchi di sistema automatico predisposto al controllo degli attuatori che movimentano il trovato; Figure 6: Illustrates a possible block diagram of an automatic system designed to control the actuators that move the invention;

Tavola 1: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione del telaio (trame) in vista assonometrica (Fig. 9), frontale (Fig. 7) e laterale (Fig. 8) con le relative quote, tolleranze e distinta parti; Table 1: E? the drawing table of a possible realization of the frame (wefts) in axonometric (Fig. 9), front (Fig. 7) and side (Fig. 8) view with the relative dimensions, tolerances and parts list;

Tavola 2: E? la tavola da disegno di un possibile componente atto alla rotazione dell'invenzione. Detto elemento e? mostrato in vista assonometrica (Fig. 13), dall?alto (Fig. 11), laterale (Fig. 12) ed in sezione (Fig. 10 e Fig. 14) con le relative quote, tolleranze geometriche e dimensionali; Table 2: And? the drawing board of a possible component suitable for rotation of the invention. Said element and? shown in an axonometric view (Fig. 13), from above (Fig. 11), side (Fig. 12) and in section (Fig. 10 and Fig. 14) with the relative heights, geometric and dimensional tolerances;

Tavola 3: E? la tavola da disegno del cuscinetto/bearing in vista assonometrica (Fig. 17), frontale (Fig. 16), dall?alto (Fig. 15) le relative quote, tolleranze geometriche e dimensionali; Table 3: And? the drawing table of the bearing in axonometric view (Fig. 17), front view (Fig. 16), from above (Fig. 15) the relative dimensions, geometric and dimensional tolerances;

Tavola 4: E? la tavola da disegno del supporto del cuscinetto (hearing support) in vista assonometrica (Fig. 20), frontale (Fig. 18), dall?alto (Fig. 19) ed in sezione (Fig. 21) con le relative quote, tolleranze geometriche e dimensionali; Table 4: And? the drawing board of the bearing support (hearing support) in axonometric view (Fig. 20), front (Fig. 18), from above (Fig. 19) and in section (Fig. 21) with the relative dimensions, tolerances geometric and dimensional;

Tavola 5: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione di piastra di bloccaggio del cuscinetto (fixing hearing piate) in vista assonometrica (Fig. 24), frontale (Fig. 23), dall?alto (Fig. 22) con le relative quote, tolleranze geometriche e dimensionali; Table 5: And? the drawing table of a possible realization of a bearing locking plate (fixing hearing plate) in an axonometric view (Fig. 24), front (Fig. 23), from above (Fig. 22) with the relative dimensions, geometric tolerances and dimensional;

Tavola 6: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione del'assieme del cuscinetto (hearing assembly) in vista assonometrica (Fig.29), frontale (Fig. 27), dall?alto (Fig. 25), laterale (Fig. 28) ed in sezione (Fig. 26) con la relativa distinta materiali; Table 6: And? the drawing table of a possible realization of the bearing assembly (hearing assembly) in axonometric view (Fig. 29), front (Fig. 27), from above (Fig. 25), side (Fig. 28) and in section (Fig. 26) with the relative bill of materials;

Tavola 7: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione dell?assieme del cuscinetto (hearing assembly) in vista assonometrica esplosa (Fig. 30) per chiarire l?assemblaggio di questo subassieme; Table 7: And? the drawing table of a possible realization of the bearing assembly (hearing assembly) in an exploded axonometric view (Fig. 30) to clarify the assembly of this subassembly;

Tavola 8: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione della piastra (piate) in vista assonometrica (Fig. 33), frontale (Fig. 31) e laterale (Fig. 32) con le relative quote e tolleranze geometriche e dimensionali; Tavola 9: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione di piastra (piate) in vista frontale (Fig. 34) e laterale (Fig. 35) con le quote e le tolleranze geometriche e dimensionali per eseguire la foratura; Table 8: And? the drawing table of a possible realization of the plate (plates) in axonometric (Fig. 33), front (Fig. 31) and side (Fig. 32) views with the relative geometric and dimensional dimensions and tolerances; Table 9: And? the drawing table of a possible realization of a plate (plates) in front (Fig. 34) and side (Fig. 35) view with the geometric and dimensional dimensions and tolerances to perform the drilling;

Tavola 10: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione di piastra (piate) in vista assonometrica (Fig. 37) e frontale (Fig. 36) con le quote e le tolleranze geometriche e dimensionali utili ad eseguire correttamente la foratura per il collegamento degli assiemi cuscinetti; Table 10: And? the drawing table of a possible realization of a plate (plates) in axonometric (Fig. 37) and frontal (Fig. 36) view with the geometric and dimensional dimensions and tolerances useful to correctly perform the drilling for the connection of the bearing assemblies;

Tavola 11: E? la tavola da disegno di una possibile realizzazione dell?invenzione in vista assonometrica (Fig. 38) ed esplosa (Fig. 39) e la relativa distinta materiali. Tavola 12: E? la tavola da disegno che mostra una possibile realizzazione del sistema di attuatori in vista assonometrica (Fig. 40) ed esplosa (Fig. 41). Plate 11: And? the drawing board of a possible embodiment of the invention in axonometric (Fig. 38) and exploded view (Fig. 39) and the relative bill of materials. Plate 12: And? the drawing table showing a possible realization of the actuator system in axonometric (Fig. 40) and exploded view (Fig. 41).

Tavola 13: E? la tavola da disegno che mostra in assonometria (Fig. 42) e vista esplosa (Fig. 43) una possibile realizzazione dell?invenzione connessa all?intercomunicante. Plate 13: And? the drawing table showing in axonometry (Fig. 42) and exploded view (Fig. 43) a possible realization of the invention connected to the intercom.

Tavola 14: E? la tavola da disegno che mostra in assonometria (Fig. 44) e vista esplosa (Fig. 45) una possibile realizzazione dell?invenzione connessa all?intercomunicante ed alla parete dell?alloggiamento passeggeri. Plate 14: And? the drawing table showing in axonometry (Fig. 44) and exploded view (Fig. 45) a possible realization of the invention connected to the intercom and to the wall of the passenger housing.

La Figura 1 illustra le dimensioni del passaggio nell?intercomunicante nel rispetto della norma EN16286-1:2013, Fiche 566 e 164/2008/CE. In tale norma si impone un volume minimo della clearway (zona libera da ostacoli nel passaggio dell?intercomunicante) che deve mantenersi in ogni condizione di servizio: la norma stabilisce un minimo di 0.80 m in orizzontale ed un minimo di 1.450 m in altezza. Figure 1 illustrates the dimensions of the passage in the intercom in compliance with the EN16286-1: 2013 standard, Fiche 566 and 164/2008 / EC. This standard requires a minimum volume of the clearway (an area free from obstacles in the passage of the intercom) which must remain in all service conditions: the standard establishes a minimum of 0.80 m horizontally and a minimum of 1,450 m in height.

In detta figura si evince che il trovato fissa la larghezza del passaggio a minimo 0.9 m e 2.05 m in altezza. In said figure it can be seen that the invention sets the width of the passage at a minimum of 0.9 m and 2.05 m in height.

Le dette misure risultano dalla figura 2, dopo aver posto una possibile carenatura delle pareti interne, non mostrata nel trovato perch? non fondamentale per la sua realizzazione e ideazione. The said measurements result from figure 2, after having placed a possible fairing of the internal walls, not shown in the invention. not essential for its realization and conception.

Nella stessa figura 2 ? illustrata la piastra mobile della testata del veicolo con le relative dimensioni (lplate e hplate ) e la struttura portante individuata dalle rispettive In the same figure 2? illustrated the mobile plate of the vehicle head with the relative dimensions (lplate and hplate) and the supporting structure identified by the respective

quote ( lframe e e h frame ). quote (lframe e and h frame).

Da notarsi dal basso verso l?alto sull?asse di simmetria nelle dette figure, la sezione circolare dell?accoppiatore semi-permanente e la sezione del dispositivo di movimentazione del trovato disposta nel sottopavimento. The circular section of the semi-permanent coupler and the section of the movement device of the invention arranged in the sub-floor should be noted from the bottom upwards on the axis of symmetry in the said figures.

In figura 3, l?idea alla base del trovato ? rappresentata tramite una vista dall?alto in una generica posizione ruotata per l'inserimento in curva. Lo spostamento che pu? aversi all?estremit? del modulo di testata cassa movibile ? quotato a scopo esemplificativo. La detta quota mostra il vantaggio del trovato in questa realizzazione: con 13 gradi di rotazione si ottengono circa 0.271 m di spostamento che sarebbero ottenibili con molti diaframmi ed una intercomunicante lunga e deformabile. In figure 3, the idea behind the finding? represented by a view from above in a generic rotated position for insertion into a curve. The shift that can? have oneself at the extremity? of the movable cash register header module? listed for illustrative purposes. The said height shows the advantage of the invention in this embodiment: with 13 degrees of rotation approximately 0.271 m of displacement are obtained which would be obtainable with many diaphragms and a long and deformable intercommunicating device.

La figura 4 mostra gli spazi interessati dalla movimentazione della struttura innovativa modulare movibile e quelli utilizzabili lateralmente ad essa, ad esempio, per contenere apparecchiature del sistema treno e/o i dispositivi di controllo attivo del trovato e bagagli. Figure 4 shows the spaces involved in the movement of the innovative modular movable structure and those that can be used laterally to it, for example, to contain equipment of the train system and / or the active control devices of the invention and baggage.

La figura 5 illustra la struttura innovativa portata dal sistema attuatore di roto-traslazione fino ad una generica posizione. I due moti consentono una maggiore capacit? di adattamento ai tracciati tortuosi e compensazione delle variazioni di tangenza ed angolo lungo il tracciato curvilineo. Figure 5 illustrates the innovative structure carried by the roto-translation actuator system up to a generic position. The two motions allow a greater capacity? of adaptation to tortuous paths and compensation of tangency and angle variations along the curvilinear path.

In figura 6 ? illustrata una possibile realizzazione di sistema automatico per il controllo del trovato; tale sistema potrebbe avere anche notevoli conseguenze sulla situazione di carico del modulo di testata. A puro scopo dimostrativo, l?inventore ha fatto alcune ipotesi per il calcolo delle sollecitazioni meccaniche che nascono nella struttura innovativa, prima fra tutte la velocit? massima nel tratto tortuoso. In figure 6? a possible embodiment of an automatic system for controlling the invention is illustrated; this system could also have considerable consequences on the load situation of the header module. For demonstration purposes only, the inventor has made some hypotheses for the calculation of the mechanical stresses that arise in the innovative structure, first of all the speed? maximum in the winding stretch.

(c = 6.07 per tracciato di rango P e curva raggio R =60m) L?azionamento dell?attuatore si ? ipotizzato quando i sensori del carrello pi? vicino al trovato rilevano l?entrata in curva. Senza tenere conto del pendolamento della cassa per fare calcoli conservativi, nascono delle accelerazioni lungo gli assi che danno luogo alle forze sul trovato. Su richiesta, l?inventore potrebbe fornire tutti i numerosi dati e passaggi matematici; in questa esposizione ci si limita a dire che per il calcolo a robustezza dei carichi sulla struttura ed i suoi elementi, le accelerazioni sono state moltiplicate per un fattore di sicurezza (s) ed un fattore (n) per tenere conto delle vibrazioni e micro-urti ruota-rotaia. (c = 6.07 for plotting of rank P and curve radius R = 60m) The actuation of the actuator yes? hypothesized when the sensors of the cart pi? near the found they detect the entry into the curve. Without taking into account the oscillation of the case to make conservative calculations, accelerations arise along the axes that give rise to the forces on the invention. Upon request, the inventor could provide all the numerous data and mathematical passages; in this presentation we limit ourselves to saying that for the calculation of the strength of the loads on the structure and its elements, the accelerations have been multiplied by a safety factor (s) and a factor (n) to take into account the vibrations and micro- wheel-rail impacts.

La generica formula per il dimensionamento a robustezza risulta: The generic formula for robustness dimensioning is:

La formula si applica per tutti gli elementi del trovato e nelle tre direzioni principali (x,y,z). The formula applies to all the elements of the invention and in the three main directions (x, y, z).

Nel caso di elementi distribuiti si ? assunta una distribuzione uniforme e la formula ?: In the case of distributed elements yes? assumed a uniform distribution and the formula?:

La tavola 1 illustra il telaio. Le forze dette prima sono assorbite da questa robusta struttura primaria. Table 1 illustrates the frame. The forces mentioned above are absorbed by this strong primary structure.

Le ipotesi fatte dall?inventore in questa possibile realizzazione riguardano anche il materiale ed il massimo carico ammissibile legato alla vita operativa del prodotto. The hypotheses made by the inventor in this possible realization also concern the material and the maximum permissible load linked to the operational life of the product.

L?acciaio AISI 4340 ha un carico a rottura ultimo AISI 4340 steel has an ultimate breaking load

e si stima che il limite di fatica di vita and it is estimated that the life fatigue limit

infinita sia infinite it is

Utilizzando la formula di Marin ed i relativi coefficienti di forma, carico, condizione superficiale ed affidabilit? si ottiene il valore ammissibile di sollecitazione utilizzato dall?inventore per il dimensionamento delle travi e degli altri componenti in acciaio strutturale: Using the Marin formula and the relative coefficients of shape, load, surface condition and reliability? the admissible stress value used by the inventor for the dimensioning of the beams and other structural steel components is obtained:

La sezione tubolare ad alta resistenza, inerzia ed efficienza ? stata scelta in questa possibile realizzazione del trovato perch? ha consentito di installare i cuscinetti (bearings) che non bloccano gli infinitesimi spostamenti delle sezioni strutturali evitando iperstaticit?. Si ? fissato al valore di 0.09 m il diametro esterno del tubolare, secondo le tabelle dei profili standard e nel software di calcolo si ? settato il diametro interno come incognita. Si ? utilizzato il metodo agli elementi finiti, impostando le equazioni di equilibrio ai nodi, dalle quali si sono ottenute le espressioni degli spostamenti in funzione dei diametri interni. The tubular section with high strength, inertia and efficiency? was chosen in this possible realization of the invention why? allowed to install bearings that do not block the infinitesimal displacements of the structural sections avoiding hyperstaticity. Yup ? set to the value of 0.09 m the external diameter of the tubular, according to the tables of the standard profiles and in the calculation software yes? set the internal diameter as unknown. Yup ? the finite element method was used, setting the equilibrium equations at the nodes, from which the expressions of the displacements as a function of the internal diameters were obtained.

Queste leggi sono state inserite nelle formule delle forze nodali secondo la matrice di rigidezza di ogni trave. These laws have been inserted in the formulas of the nodal forces according to the stiffness matrix of each beam.

Infine, le forze nodali, legate alle reazioni vincolari, sono state utilizzate nella formula di Von Mises per la resistenza delle sezioni di travi. Finally, the nodal forces, related to the support reactions, were used in the Von Mises formula for the resistance of the beam sections.

Da questa equazione si determinano i diametri interni delle travi che assicurano la resistenza della struttura a vita teoricamente infinita. From this equation we determine the internal diameters of the beams that ensure the resistance of the structure with a theoretically infinite life.

La massa del telaio (frame) per questa possibile realizzazione dimostrativa del trovato ? di circa 136 Kg. Si noti che per il diametro esterno della sezione tubolare si ? scelta una tolleranza nel campo degli accoppiamenti incerti. In questo modo gli assiemi cuscinetto (bearing assemblies) non possono scorrere rovinosamente lungo il telaio e si pu? avere pi? margine per gli infinitesimi spostamenti evitando eccessiva iperstaticit?. The mass of the frame for this possible demonstrative embodiment of the invention? of about 136 Kg. Note that for the external diameter of the tubular section yes? choice of a tolerance in the field of uncertain fits. In this way the bearing assemblies cannot slide ruinously along the frame and you can? have more? margin for the infinitesimal movements avoiding excessive hyperstaticity.

La tavola 2 mostra una possibile realizzazione del componente per la rotazione dell?invenzione. Si ? pensato di disegnare uno scanalato per maggiore robustezza e stabilit? dell?accoppiamento (in confronto a linguette e chiavette) soprattutto in presenza di vibrazioni. Table 2 shows a possible embodiment of the component for the rotation of the invention. Yup ? thought of designing a grooved for greater strength and stability? of the coupling (in comparison to tabs and keys) especially in the presence of vibrations.

In questo mozzo (hub) sono ricavati gli alloggiamenti per le travi del telaio con tolleranza di accoppiamento di tipo incerto e forzato a freddo. L?aggiunta di Loctite ? anche consigliabile per rendere pi? saldo questo accoppiamento difficilmente smontabile. In this hub the housings for the frame beams are obtained with an uncertain and cold forced coupling tolerance. The addition of Loctite? also advisable to make more? firm this coupling that is difficult to disassemble.

Il diametro dell?asse motore dell?attuatore installato nel mozzo ? stato dimensionato tenendo conto della stima del momento torcente, flettente e del taglio, ottenuti dal software di calcolo del telaio. Il carico verticale (assiale rispetto all?albero) del trovato ? assorbito dal cuscinetto posto a sostegno del mozzo (hub). The diameter of the driving axis of the actuator installed in the hub? was sized taking into account the estimate of the torque, bending and shear moment, obtained by the frame calculation software. The vertical load (axial with respect to the shaft) of the invention? absorbed by the bearing placed in support of the hub (hub).

Nel calcolo sono stati introdotti dei coefficienti di taglio e flessione (Kb e Kt) per tenere conto degli shock sull?albero dovuti a carichi applicati improvvisamente e si ? inserita la stessa sollecitazione massima ammissibile (al limite di fatica) delle struttura del telaio. Secondo l?approccio di progetto ASME, la condizione da rispettare In the calculation, shear and bending coefficients (Kb and Kt) have been introduced to take into account the shocks on the shaft due to loads applied suddenly and yes? entered the same maximum allowable stress (at the fatigue limit) of the frame structure. According to the ASME project approach, the condition to be respected

? ed il valore di sollecitazione a vita ? and the lifetime solicitation value

infinta ? al di sotto del limite detto. infinite? below the said limit.

Il mozzo scanalato ? stato dimensionato tenendo conto delle norme UNI 8953 (ISO 14) serie normale; inoltre, la massa di detto componente ? risultata pari a circa 17 Kg. La tavola 3 illustra il cuscinetto (bearing) dimensionato a rottura a causa della tensione di sollecitazione circonferenziale. Come materiale si ? scelto il bronzo del tipo usato nelle bielle, avente sollecitazione massima ammissibile ?amm = 6.9 MPa . In accordo alle linee guida per il dimensionamento di detti componenti, si ? assunto un rapporto fra lunghezza e diametro pari a 1.2 e si ? ricavata la lunghezza. The splined hub? been sized taking into account the UNI 8953 (ISO 14) normal series; moreover, the mass of said component? result equal to about 17 Kg. Table 3 illustrates the bearing dimensioned at break due to the circumferential stress tension. How material is it? chosen bronze of the type used in connecting rods, with maximum admissible stress? amm = 6.9 MPa. In accordance with the guidelines for the sizing of these components, yes? assuming a ratio between length and diameter equal to 1.2 and yes? obtained the length.

Tenuto conto della sezione pi? caricata di trave del telaio e del cuscinetto (hearing) su detto punto, sono state considerate le forze e si ? impostata l?equazione per ricavare lo spessore. Taking into account the section pi? loaded with the beam of the frame and the bearing (hearing) on this point, have the forces been considered and yes? set the equation to obtain the thickness.

Non ci sono particolari dettagli da fornire sulle tavole 4, 6 e 7, a parte la scelta del diametro degli elementi filettati di fissaggio. There are no particular details to be provided on tables 4, 6 and 7, apart from the choice of the diameter of the threaded fastening elements.

Si ? calcolato lo stato di carico nell'assieme cuscinetto (hearing assembly) pi? sollecitato e si ? usata la formula per dimensionare i bulloni. Dai calcoli si evince che viti di classe di resistenza 8.8 M10 sono sufficienti a sopportare le sollecitazioni. Il fissaggio esposto nella descrizione ? solo una possibile realizzazione poich? le viti prigioniere potrebbero essere pi? vantaggiose in questo assieme. Yup ? calculated the load state in the bearing assembly (hearing assembly) pi? solicited and yes? used the formula to size the bolts. The calculations show that screws with resistance class 8.8 M10 are sufficient to withstand the stresses. The fastening shown in the description? only a possible realization since? the studs could be more? advantageous in this ensemble.

Per scopo dimostrativo, nel software di progettazione per l?assemblaggio del trovato sono state usate viti ad esagono incassato con rondelle e dadi normali. Per prevenire lo svitamento spontaneo ? raccomandabile bagnare i filetti del dado con la Loctite e/o usare rosette elastiche. For demonstration purposes, hexagon socket screws with normal washers and nuts were used in the design software for the assembly of the invention. To prevent spontaneous unscrewing? It is advisable to wet the nut threads with Loctite and / or use spring washers.

La tavola 5 mostra la piastra fissaggio cuscinetto (fixing hearing piate) che blocca il cuscinetto (bearing) nel suo supporto (bearing support). Le possibili cause di cedimento del componente sono il taglio dal foro al bordo della piastra sagomata (fixing bearing plate) o l?ovalizzazione del foro. Di conseguenza ? stato calcolato lo spessore per resistere a dette sollecitazioni. Table 5 shows the fixing hearing plate which locks the bearing in its bearing support. The possible causes of component failure are the cut from the hole to the edge of the shaped plate (fixing bearing plate) or the ovalization of the hole. Consequentially ? the thickness to withstand these stresses was calculated.

In questa realizzazione dimostrativa l?assieme di fixing bearing piate, bearing support e bearing, anche detto bearing assembly, ha una massa di circa 7 Kg. In this demonstrative realization the fixing bearing plate, bearing support and bearing assembly, also called bearing assembly, has a mass of about 7 Kg.

La tavola 8 mostra una possibile realizzazione della piastra (piate) movibile in testata cassa di massa pari a 95 Kg. I raggi di raccordo agli spigoli della piastra potrebbero essere aumentati per ottenere un?ulteriore riduzione della massa strutturale suddetta. Table 8 shows a possible embodiment of the plate (plates) movable in the case head with a mass of 95 kg. The radii of connection to the edges of the plate could be increased to obtain a further reduction of the aforesaid structural mass.

Per detto componente ? stato fatto un dimensionamento basato sulla teoria delle piastre caricate con una pressione uniforme ortogonale e si ? impostata la sollecitazione massima uguale a quella del limite di fatica usata per il telaio. Si potrebbe inoltre irrobustire la zona di attacco degli assiemi cuscinetti (hearing assemblies) con delle piastrine da interporre fra essi e la piastra (piate). For said component? a sizing based on the theory of plates loaded with a uniform orthogonal pressure has been done and yes? set the maximum stress equal to that of the fatigue limit used for the frame. The area of attachment of the hearing assemblies could also be strengthened with plates to be interposed between them and the plate (plates).

Si e? stimata la forza longitudinale impressa all?intercomunicante (di massa mgangway ) ipotizzandola con distribuzione uniforme lungo tutto l?asse del telaio (trame). Si ? valutata la superficie della piastra individuando il lato corto (a) ed il rapporto fra lati (b/a); successivamente si ? ricavata la pressione q. Infine si ? calcolato lo spessore per resistere a questa sollecitazione fuori dal piano: Yes is? estimated the longitudinal force impressed on the intercom (mass mgangway) assuming it with uniform distribution along the entire axis of the frame (wefts). Yup ? assessed the surface of the plate by identifying the short side (a) and the ratio between the sides (b / a); subsequently yes? obtained the pressure q. Finally yes? calculated the thickness to withstand this out-of-plane stress:

La tavola 9 mostra una possibile realizzazione di piastra (piate) con foratura per il passaggio dei cablaggi e allo stesso tempo alleggerimento massa. Table 9 shows a possible embodiment of a plate (plates) with a hole for the passage of the wiring and at the same time lightening the mass.

La tavola 10 mostra una possibile realizzazione di piastra (piate) con le forature per gli assiemi cuscinetto (bearing assemblies). Table 10 shows a possible embodiment of a plate with the holes for the bearing assemblies.

La tavola 11 mostra una fattibile realizzazione del trovato. Dal software di progettazione meccanica si ? ricavata una massa totale, senza attuatori, di circa 351 Kg, corrispondenti a circa 4.5 passeggeri di massa media pari a 80 Kg. Table 11 shows a feasible embodiment of the invention. From mechanical design software yes? obtained a total mass, without actuators, of about 351 kg, corresponding to about 4.5 passengers with an average mass of 80 kg.

Tuttavia il dimensionamento ? molto conservativo e con opportune scelte (massa gangway movimentata, sollecitazione massima ammissibile, materiale) potrebbe ridursi considerevolmente. However the sizing? very conservative and with appropriate choices (handled gangway mass, maximum admissible stress, material) it could be considerably reduced.

L?ingombro di superficie che non pu? essere sfruttato ? di circa 0.6 m di lunghezza e 1.2 m in larghezza in testata cassa, perch? serve alla mobilit? del modulo innovativo mobile. The footprint of the surface that can not? be exploited? of about 0.6 m in length and 1.2 m in width in the head of the box, why? serves the mobility? of the innovative mobile module.

Nella tavola 12 ? illustrata una possibile configurazione per l?assemblaggio dei motori lineare e rotativo che permettono la movimentazione della struttura innovativa. In questa possibile realizzazione, il motore aziona la struttura per mezzo dell?accoppiamento scanalato, posto sul cuscinetto reggispinta. Quest?ultimo ? allocato in una guida/carrello che permette la sua rotazione sotto l?azione del carico verticale della struttura. In table 12? illustrated a possible configuration for the assembly of linear and rotary motors that allow the movement of the innovative structure. In this possible embodiment, the motor drives the structure by means of the splined coupling placed on the thrust bearing. The latter ? located in a guide / trolley that allows its rotation under the action of the vertical load of the structure.

Un motore lineare ovvero un azionamento lineare su guida trascina longitudinalmente l?assieme del motore rotativo e della struttura innovativa. A linear motor or a linear drive on a guide drags the assembly of the rotary motor and the innovative structure longitudinally.

Dai calcoli conservativi eseguiti dall?inventore per questa possibile realizzazione, si rende necessario l?uso di due motori da circa 10KW di potenza (elettrica, pneumatica o oleodinamica) per ottenere una velocit? angolare della struttura di 49.62 gradi/s. From the conservative calculations carried out by the inventor for this possible realization, it is necessary to use two motors of about 10KW of power (electric, pneumatic or hydraulic) to obtain a speed? angle of the structure of 49.62 degrees / s.

Nella tavola 13 ? illustrata una possibile realizzazione dell?assieme comprendente la struttura innovativa e l?intercomunicante movibili nel tracciato tortuoso. In table 13? illustrated a possible realization of the assembly comprising the innovative structure and the movable intercom in the tortuous route.

L?ultima tavola 14 riporta un complessivo della possibile realizzazione del trovato con la parete fissa del comparto passeggeri costituita da nicchie di alloggiamento bagagli o dispositivi. Inoltre, per maggiore isolamento del comparto passeggeri si installa una copertura flessibile fra parete fissa e piastra movibile del trovato. The last table 14 shows an overall view of the possible embodiment of the invention with the fixed wall of the passenger compartment consisting of niches for housing baggage or devices. Furthermore, for greater insulation of the passenger compartment, a flexible cover is installed between the fixed wall and the movable plate of the invention.

Considerando il grande spostamento permesso dalla struttura innovativa, si consiglia di installare un robusto pavimento orientabile (tipo nastro trasporto bagagli) a partire dalla parte fissa del comparto passe Considering the large displacement allowed by the innovative structure, it is advisable to install a sturdy swiveling floor (such as baggage conveyor belt) starting from the fixed part of the pass compartment.

Claims

CLAIMS of the invention having as TITLE:? INNOVATIVE STRUCTURE FOR MOVABLE CASE HEADER MODULE ?, 1. Innovative structure for movable box head module consisting of a sturdy frame, comprising at least two structural sections fixed together to form a single element and fixed to a system of actuators suitable for the rotation and translation of said movable frame and of a plate, being said movable plate constrained both to the frame and to an intercommunicating one, by means of fastening assemblies with bushings or sliding bearings, and to a movable, flexible and foldable insulation cover between the fixed wall of the box and said movable plate; 2. Innovative structure for movable box head module according to claim 1 characterized in that said movable structural frame? composed of two sections, assembled with structural elements or beams, having high strength and mechanical stiffness and high inertia of the resistant section, said section being tubular or box-like; 3. Innovative structure for movable box head module according to claims 1 and 2 characterized by the fact that the ends? of said frame, by means of mechanical connections which are difficult to disassemble, are of tolerance capable of forming a single element with a component for transmitting rotary motion and translation or a hub or a carriage; 4. Innovative structure for movable box head module according to claims 1 and 2 characterized by the fact that said frame holds some modular and removable fastening members or bolts or studs, for the transfer to hyperstaticity. reduced stresses and stresses coming from the movable plate and from the intercommunicating to said frame, allowing said elements to form a single assembly for effective movement of the cash register head; Innovative structure for movable box head module according to claims 1, 2 and 4, characterized by the fact that the plate or bulkhead or panel uniformly collects the stresses coming from the intercom, transferring them to said frame by means of said fastening members, and said plate it also impresses the rotary and translational movements of the frame on the intercom connected to said parts by means of the fastening assemblies, forming a single, easy-to-maintain element.