PT94698B - Engate de veiculo de caminho d ferro - Google Patents

Description

MEMÕRIA DESCRITIVA

Antecedentes do Invento

O presente invento refere-se a engates para veículos de caminho de ferro e mais particularmente a uma cabeça de engate melhorada de caminho de ferro tendo orelhas de tracção com filetes compostos.

As cabeças de engate AAR de caminho de ferro, quer do tipo E quer do tipo F, são conhecidas como tendo orelhas de tracção. Mais ainda, ambos os tipos de cabeças de engate são conhecidas com orelhas de tracção superior e inferior. O objectivo destas orelhas de tracção ê receber a carga de tracção transferida de uma superfície de engate cbinterligação de um gancho, que recebe a carga de tracção transferida de um gancho de uma cabeça de engate correspondente .

As orelhas de tracção habitualmente utilizadas em cabeças de engate têm uma superfície de interligação em forma de gancho, compreendendo uma superfície de tracção, substancialmente, vertical que se prolonga num filete radial de raio constante. O filete liga a superfície de tracção vertical a uma superfície adjacente, substancialmente, horizontal adjacente a um segundo filete radial, tendo também um raio constante numa bolsa elevada para um furo deflector. Com a introdução de unidades de comboio de quilometragem alta e cargas elevadas, as forças actuando nas orelhas de tracção de ambos os tipos de cabeças de engate aumentaram drasticamente.

Um problema que tem surgido com a utilização corrente de orelhas de tracção devido ao advento do aumento da quilometragem e cargas ê a formação de roturas por fadiga por tras das orelhas de tracção, na junção do filete radial com a superfície horizontal.

Se estas roturas aumentarem muito, as orelhas de tracção poderão partir, quebrando a ligação de engate. Estas avarias potenciais são um problema suficientemente sério,para que se considere uma modificação no desenho da cabeça de engate.

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- 3 Resumo do Invento

Em consequência, é um objectivo do presente invento providenciar orelhas de tracção melhoradas em ambos os tipos de cabeças de engate, que irão diminuir potencialmente as roturas por fadiga.

Pelo presente invento ê proposto ultrapassarem-se as dificuldades encontradas anteriormente. Para este fim, verificou-se que utilizando um filete composto de raio variável em vez de um filete de raio constante se reduz grandemente a concentração de esforços ao longo das orelhas de tracção distribuindo os esforços mais regularmente ao longo de uma área de superfície maior. Embora, um filete composto de forma parabólica seja preferido, poderão ser utilizadas outras curvas de raio variável, tais como elipses ou catenãrias, de modo a reduzir a concentração de esforços. Esta redução da concentração de esforços reduz, por sua vez, a pos sibilidade de fendas de fadiga por trás das orelhas de tracção.

Breve descrição dos desenhos

Nos desenhos:

a Figura 1 ê uma vista em alçado frontal ao longo de uma linha central longitudinal de uma cabeça de engate do tipo F;

a Figura 2 ê uma vista em planta parcial de uma cabeça de engate do tipo F mostrada na Figura 1;

a Figura 3 ê uma vista parcial por debaixo de uma cabeça de engate do tipo F mostrada na Figura 1;

a Figura 4 é um corte parcial aumentado feito substancial mente ao longo da linha A-A da Figura 3 mostrando orelhas de tracção da arte anterior às quais foi acrescentado um gancho de interligação;

a Figura 5 é um corte parcial aumentado feito substancialmente ao longo da linha A-A da Figura 3 em que foi acrescentado um perfil do desenho preferido, do presente invento e é mostrado em

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- 4 comparação com o perfil do desenho da arte anterior (a tracejado); e a Figura 6 ê um gráfico representando a aproximação de um exemplo de uma curva parabólica de acordo com a concretização preferida do invento.

Descrição da concretização preferida

Nas Figuras 1-4, mostra-se, de um modo geral, uma cabeça de engate do tipo F, com o numero 10. O lado em gancho do engate ê mostrado com o número 12, e o lado do braço protector com o número 14. Como é bem visto na Figura 1, a face frontal do engate 16 tem uma secção vertical plana, geralmente lisa. A face do engate 16 inclui uma parte de garganta 18 que se prolonga para o lado do gancho 12 de um modo curvado para as orelhas articuladas 20, que têm furos 22 para pinos. É dentro destas orelhas articuladas 20 que se recebe e retêm o gancho 24,de um modo articulado com um pino (não mostrado) que se prolonga através dos furos 22 para pinos, e de um furo correspondente 26 no gancho 24. Localizados atrãs das orelhas articuladas 20 encontram-se encostos de batente 28 que formam uma bolsa para receber o gancho 24.

Projectando-se dos encostos de batente 28 estão as orelhas de tracção 30, atrãs das quais são engatadas, por superfícies de trac ção correspondentes 32 do gancho 24. A Figura 4 mostra o perfil do desenho da arte anterior de uma orelha de tracção de baixo 30. Deverá entender-se que o perfil do desenho das orelhas de tracção 30 do topo e debaixo são semelhantes. As orelhas de tracção 30 incluem uma interligação em forma de gancho, compreendendo uma superfície de tracção substancialmente vertical 34, que se prolonga para um filete radial 36 de raio constante. A cabeça de engate 10 inclui igualmente um segundo filete 38 também de raio constante, que forma a parte da metade esquerda de uma bossa elevada 40 para um furo deflector 42. 0 furo deflector 42 recebe uma parte articulada de um deflector (não mostrado), que roda em volta, de modo a deslocar o gancho aberto 24 durante o desengate. Localizado entre, e a fazer a separação entre, os filetes radiais 36 e a bossa elevada 40, enΊΟ 911

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- 5 contra-se uma superfície 44, substancialmente, lisa. É na união entre o filete radial 36 e a superfície lisa 44 que se tem detectado a formação de fendas de fadiga.

A Figura 5 mostra uma orelha de tracção 46 de baixo representando o desenho melhorado do presente invento. 0 filete radial de raio constante foi substituído por um filete parabólico 48 com raio variável, que aumenta com a distância a uma superfície sem alteração substancialemnte vertical‘50. Para além disto, a superfície substancialmente lisa 44 que se localizava entre o filete radial 36 e a bossa elevada 44 no perfil do desenho da arte anterior da Figura 4, foi eliminada. No desenho melhorado, o filete parabólico 48 prolonga-se num segundo filete 52 de raio constante numa bossa elevada 54, para um furo deflector 56, sendo a bossa 54 e o fu ro deflector 56 inalteráveis no perfil do desenho da arte anterior. O perfil do desenho da arte anterior ê mostrado, na Figura 5, a tra cejado, de modo a ilustrar as modificações no dito perfil do desenho melhorado.

A substituição do filete parabólico 48 e a eliminação dai resultante da superfície substancialmente lisa 44, do perfil do desenho da arte anterior, reduz grandemente a concentração de esforços entre a superfície substancialmente vertical e a bossa elevada 54, distribuindo a carga por uma área de superfície curva mais suave e maior, nomeadamente ao longo de toda curva parabólica 48, em vez do simples filete radial 36 do perfil do desenho da arte anterior. Esta redução da concentração de esforços reduz a possibilidade de formação de roturas por fadiga por detrás das orelhas de tracção.

Devido ao pequeno espaço de invólucro disponível ao longo do eixo x e y, como é mostrado na Figura 1, é preferível a utilização de um filete parabólico. A distância ao longo do eixo y permanece inalterável no desenho das orelhas de tracção da arte anterior, porque o filete poderá não se prolongar mais para cima para a superfície 50, substancialmente, vertical que faz a interligação, com uma superfície de tracção correspondente de um gancho. Uma tal extensão do filete resultaria numa perda de intermutabilidade com

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- 6 ganchos de desenho normalizado. A distância ao longo do eixo x ê maior no desenho melhorado, no entanto, uma vez que o filete parabólico 48 elimina a superfície 44 substancialmente lisa do desenho do perfil da arte anterior mostrada na Figura 4. Para construir um perfil aproximado do filete parabólico 48, as distâncias ao longo dos eixos x e y podem ser divididas no mesmo número de segmentos e numerados igualmente de cima para baixo e da esquerda para a direita como ê mostrado na Figura 6. Os pontos tendo o mesmo número são,então,ligados por linhas rectas,resultando nam invólucro de raio gradualmente crescente,que se aproxima do de uma curva parabólica.

O filete parabólico poderá igualmente ser construído uti„ , 2 lizando a equaçao da parabola y =2fx com a origem da parabola localizada no ponto 58, onde a superfície 50, substancialmente, vertical encontra o filete 48, como ê mostrado na Figura 5. A constante f na equação da parábola é escolhida de acordo com os limites de espaço x e y para o orelha de tracção em questão.

Embora haja preferência por um filete parabólico, outras curvas compostas de raio variável, tais como elipses ou catenãrias poderiam igualmente reduzir a concentração de esforços. Para alêm disso, e embora se mostre nos desenhos uma cabeça de engate do Tipo F, poderiam ser feitas modificações idênticas em orelhas de trae ção de engate do Tipo E,de modo a serem alcançados os mesmos resultados .

A descrição e desenhos anteriores explica e ilustram a melhor forma conhecida do invento e os peritos na arte que entram em contacto com o invento estarão aptos a introduzir-lhe modificações e variações, sem se afastarem do objectivo deste invento que é definido nas reivindicações seguintes.

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES

   1 - Engate de veículo de caminho de ferro, caracterizado por compreender uma cabeça incluindo, pelo menos, uma orelha de tracção, tendo a dita orelha de tracção uma superfície de tracção, substancialmente,vertical para cooperação com uma superfície de tracção correspondente de um gancho, prolongando-se a dita superfície de tracção, substancialmente, vertical para baixo, de modo a engatar num filete composto de raio variável, localizando-se o dito filete composto atrás das ditas orelhas de tracção.
2. 2 - Engate de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito raio variável do dito filete composto aumentar com a distância à dita superfície de tracção substancialmente vertical.
3. 3 - Engate de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito filete composto ter um perfil que se aproxima do de uma curva parabólica.
4. 4 - Engate de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito filete composto ter um perfil que se aproxima do de uma curva catenãria.
5. 5 - Engate de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito filete composto ter um perfil que se aproxima do de uma curva elíptica.
6. 6 - Engatfe de veículo de caminho de ferro, caracterizado por compreender uma cabeça, incluindo orelhas de tracção superior e inferior, tendo cada uma das ditas orelhas de tracção uma superfície de tracção substancialmente vertical para cooperação, com uma superfície de tracção correspondente num gancho, prolongando-se a dita superfície de tracção substancialmente vertical, para baixo, de modo a engatar num filete composto com raio variável, localizando-se o dito filete composto atrás de cada uma das ditas orelhas de tracção.

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7. 7 - Engate de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o dito raio variável do dito filete composto aumentar com a distância â dita superfície de tracção substancialmente ver tical.
8. 8 - Engate de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o dito filete composto ter um perfil que se aproxima do de uma curva parabólica.
9. 9 - Engate de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o dito filete composto ter um perfil que se aproxima do de uma curva catenãria.
10. 10 - Engate de acordo com a reivinidcação 6, caracterizado por o dito filete composto ter um perfil que se aproxima do de uma curva elíptica.