001 Refere-se o presente pedido patente de invenção a um "RODÍZIOS DUPLOS DE ROTAÇÃO LIVRE INDEPENDENTE PARTICIONADOS EM BANDA DE RODAGEM E ABA ROTATIVA DE RETENÇÃO AXIAL PARA USO EM VIAS DE BARRAMENTOS METÁLICOS PARALELOS" que foi desenvolvido com a finalidade de ser aplicável a vagões ferroviários tradicionais de cargas e de passageiros, que realiza curvas em precisa sincronia com a ferrovia, através de um sistema de longeirões, roletes, travessas, trilhos dos roletes, dispositivo rótula estabilizadora, rodas livres e flanges móveis rotativos. Este sistema, devido à sua concepção técnica, apresenta uma série de vantagens em relação aos sistemas de Truques Ferroviários existentes.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

002 Os atuais carros de transporte de quatro rodas metálicas que transitam em vias de barramentos metálicos paralelos são compostos por uma chapa de fretagem central, na qual incide aproximadamente a metade da massa da carga à ser transportada pela carroceria, que é apoiada no centro de uma viga central transversal aos barramentos, que é bi apoiada em dois conjuntos de suspensão elásticas instaladas no centro do vão de duas vigas contrapostas longitudinais paralelas aos barramentos metálicos, que são bi apoiadas nas pontas de dois eixos dotados de duas rodas metálicas solidárias aos seus eixos, com banda de rodagem cônica e internamente flangeadas, instaladas adjacentes às referidas pontas de eixo, que transitam sobre os referidos barramentos metálicos paralelos. 003 Considerando as variações possíveis, atualmente os carros sobre vias de barramentos metálicos paralelos são dotados de conjunto de duas rodas montadas a seu eixo (rodas e eixo] 'solidários', no sentido de que a rotação das rodas de cada eixo é idêntica, qual seja, as 2 rodas contidas em um eixo (conjunto de duas rodas montadas a seu eixo] sempre girarão na mesma rotação.

004 Fundamentalmente, os carros sobre vias de barramentos metálicos paralelos atuais são dotados de conjunto de duas rodas montadas a seu eixo com rodas de rotação solidária. Isto significa que em uma curva, apesar do efeito centralizador da conicidade das rodas, há uma tendência da roda externa à curva 'escalar' o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos com a aba guia de retenção axial da roda. Isto ocorre, pois as rodas estão solidárias ao eixo. Caso estas rodas pudessem girar em velocidades angulares distintas, bem como a aba guia de retenção axial também pudesse girar livremente de forma independente da roda de translação, se minimizaria esta tendência de a roda escalar o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos, minimizando também a possibilidade de acidentes de saída de via.

005 Em adição, as rodas de veículos que rodam sobre vias de barramentos metálicos paralelos existentes normalmente são 'flangeadas', qual seja, possuem uma aba guia de retenção axial, uma espécie de ressalto em sua extremidade, que tem a função principal de manter o veículo estável entre os barramentos metálicos paralelos e evitar que este sofra um acidente de saída de via. Ocorre que estas abas guia de retenção axial das rodas dos carros existentes são solidárias à roda em si, que compreende também a banda de rodagem. Ao se ter uma aba guia de retenção axial solidária ao restante da roda, toda a roda gira de forma solidária, com a mesma rotação, e aumenta — se os riscos de se 'escalar' o leito de rodagem da via, em casos extremos culminando em acidentes de saída de via. Se houvesse uma roda para este tipo de veículo que girasse de forma independente e com uma aba guia de retenção axial com giro também independente, ter-se-ia então um carro praticamente a prova de acidentes de saída de via de barramentos metálicos paralelos.

006 Outro ponto relevante está relacionado à elevada geração de atrito dos atuais carros ao transitar pelas vias. Conjunto de duas rodas montadas a seu eixo cujas rodas e eixo giram na mesma rotação apresentam uma tendência nas curvas de se 'escalar' mais o leito de rodagem da via. Este comportamento dinâmico gera atritos excessivos, o que culmina em desgaste prematuro de rodas, de vias de barramentos metálicos paralelos, maior consumo de combustível e menor segurança (maior risco de acidentes de saída de via]. Ao se ter uma roda para carros sobre vias de barramentos metálicos paralelos 'bipartida', qual seja, dividida em 'roda banda de rodagem e translação' e 'roda aba guia de retenção axial', ambas com livre rotação (diferentemente dos carros atuais], tem-se expressiva redução no atrito com o trânsito destes carros. Esta redução no atrito se converte em maior durabilidade de rodas, de vias de barramentos metálicos paralelos, menor consumo de combustível e maior segurança, haja vista que um carro equipado com o atual invento se torna praticamente imune a acidentes de saída de via. A conta anual de prejuízos materiais e humanos devido a acidentes de saída de via supera a casa da dezena de bilhões de dólares no mundo, e é uma preocupação constante dos fabricantes e operadores deste modal.

007 Com o intuito de solucionar tais problemas desenvolveu-se a presente invenção. O conjunto de duas rodas montadas a seu eixo de carro sobre vias de barramentos metálicos paralelos objeto da presente patente poderá substituir os Conjunto de duas rodas montadas a seu eixos tradicionais, sendo adaptável a qualquer carro do gênero, veículo e via de barramentos metálicos paralelos do mundo, com as devidas adequações dimensionais às bitolas das vias existentes. Diferentemente de um Conjunto de duas rodas montadas a seu eixo tradicional que possui 02 [dois] rodas, um em cada lado e 01 [hum] eixo solidários, o atual invento conta com rodas bipartidas (divididas em roda banda de rodagem e translação e roda aba guia de retenção axial], com rotação livre e independente entre si e em relação ao eixo. Em curvas, a aba guia de retenção axial (rolamentadas independente] em cada roda não escala o leito de rodagem da via, bem como possibilita menos atrito e mais estabilidade e segurança, resultando em menos acidentes de saída de via, além de maior durabilidade de rodas, vias de barramentos metálicos paralelos e menor consumo de combustível.

008 Este invento, devido à sua concepção e configuração, será superior nos seguintes aspectos: eficiência operacional, eficiência energética, custos de manutenção, emissão de poluentes, ruídos, vibrações, segurança operacional, complexidade técnica, custos com combustível/energia, confiabilidade, desempenho dinâmico e redução de falhas.

CAMPO DA INVENÇÃO

009 A presente invenção se refere a um modelo de conjunto de duas rodas montadas a seu eixo para uso em carros sobre vias de barramentos metálicos paralelos, composto cada conjunto de duas rodas montadas a seu eixo por 2 rodas e 1 eixo, e cada carro sobre vias de barramentos metálicos paralelos possui 2 conjunto de duas rodas montadas a seu eixos. Cada roda está subdividida em duas partes principais, roda principal de rotação livre e translação e roda guia de retenção axial de rotação livre, ambas com rotação livre entre si e também em relação ao eixo. 0 invento objeto deste relatório será utilizado em veículos que transitam sobre vias de barramentos metálicos paralelos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 apresenta uma vista em perspectiva do invento

A Figura 2 apresenta uma vista frontal do invento

A Figura 3 apresenta uma vista em corte do invento

A Figura 4 apresenta uma vista explodida do invento

A Figura 5 apresenta uma vista em corte da roda bipartida componente deste invento

A Figura 6 apresenta uma vista em perspectiva do invento instalado em um carro sobre vias de barramentos metálicos paralelos típico

A Figura 7 apresenta uma vista superior esquemática do invento em trecho de via de barramentos metálicos paralelos reto

A Figura 8 apresenta uma vista superior esquemática mostrando o conjunto de duas rodas montadas a seu eixo invento e um conjunto de duas rodas montadas a seu eixo convencional em trecho de via de barramentos metálicos paralelos curvo

A Figura 9 apresenta uma vista superior esquemática mostrando o conjunto de duas rodas montadas a seu eixo invento em trecho de via de barramentos metálicos paralelos curvo

A Figura 10 apresenta uma vista esquemática frontal da roda do invento em trecho de via de barramentos metálicos paralelos reto

A Figura 11 apresenta uma vista esquemática frontal da roda do invento em trecho de via de barramentos metálicos paralelos curvo à direita

A Figura 12 apresenta uma vista esquemática frontal da roda do invento em trecho de via de barramentos metálicos paralelos curvo à esquerda A Figura 13 apresenta vista esquemática frontal de roda de carro sobre vias de barramentos metálicos paralelos convencional em trecho de via de barramentos metálicos paralelos curvo à direita

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

010 A invenção poderá ser melhor compreendida através da seguinte descrição detalhada, em consonância com as figuras em anexo, onde:

011 Na FIGURA 1 tem-se uma vista geral em perspectiva do invento (1), onde se visualiza a roda principal de rotação livre e translação (2), a roda guia de retenção axial de rotação livre (3), o eixo (4), o anel sextavado de fixação das rodas [5] e a caixa de rolamento da roda principal (6). O conjunto rodante (roda principal de rodagem e translação e roda aba guia de retenção axial rolamentadas) do lado oposto é idêntico ao descrito, sendo que há um conjunto de rodagem em cada extremidade do eixo.

012 Na FIGURA 2 tem-se uma vista frontal do invento posicionado sobre vias de barramentos metálicos paralelos [10], onde se verifica o eixo (4), parte da rosca no eixo para fixação das rodas (9), uma pequena parte do anel sextavado de fixação das rodas (5), a roda principal de rotação livre e translação [2] e a roda guia de retenção axial de rotação livre (3). Pintado em preto está a porção correspondente à banda de rodagem efetivamente da roda principal de rotação livre e translação (2). O conjunto rodante (roda principal e roda aba guia de retenção axial rolamentadas) do lado oposto é idêntico ao descrito, sendo que há um conjunto de rodagem em cada extremidade do eixo.

013 Na FIGURA 3 tem-se uma vista frontal em corte do invento sobre vias de barramentos metálicos paralelos (10), onde se verifica as secções transversais da roda principal de rotação livre e translação (2), com a caixa de rolamento da roda principal (6), este por sua vez ligado ao eixo (4). Da mesma forma, a roda guia de retenção axial de rotação livre [3] está montada em sua caixa de rolamento da roda aba guia de retenção axial (7). Por estarem montadas em caixas de rolamentos distintos, tanto a roda principal de rotação livre e translação [2] quanto a roda guia de retenção axial de rotação livre [3] apresentam rotações distintas entre si e também distintas da rotação do eixo (4), qual seja, giram livremente, a depender da situação dinâmica do carro sobre vias de barramentos metálicos paralelos. 0 conjunto rodante (roda principal de rotação livre e translação e roda aba guia de retenção axial rolamentadas) do lado oposto é idêntico ao descrito, sendo que há um conjunto de rodagem em cada extremidade do eixo.

014 Na FIGURA 4 tem-se uma vista explodida mostrando um conjunto rodante instalado no lado direito do eixo, onde se pode visualizar o eixo (4), a roda guia de retenção axial de rotação livre (3), a caixa de rolamento da roda aba guia de retenção axial (7), o espaçador (8), a caixa de rolamento da roda principal de rotação livre e translação (6), a roda principal de rotação livre e translação [2] e o anel sextavado de fixação do conjunto no eixo.

015 Na FIGURA 5 tem-se uma vista em corte transversal frontal do invento sobre o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos (10), mostrando os perfis da roda principal de rotação livre e translação (2) e sua caixa de rolamento correspondente (6), a roda guia de retenção axial de rotação livre (3) e sua caixa de rolamento correspondente (7). Ambas as rodas são separadas pelo anel espaçador (8). Importante destacar que pelo fato da roda guia de retenção axial de rotação livre (3) e a roda principal de rotação livre e translação (2) estarem instaladas em caixas de rolamentos, (7) e (6), respectivamente, estas têm rotações distintas. Via de regra a roda principal de rotação livre e translação (2) é a que está em contato com o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos (10), e por esta razão esta está girando durante a maior parte do tempo. Já a roda guia de retenção axial de rotação livre [3] só gira quando o aba guia de retenção axial efetivamente contacta o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos.

016 Na FIGURA 6 visualiza-se o presente invento RODÍZIOS DUPLOS DE ROTAÇÃO LIVRE INDEPENDENTE PARTICIONADOS EM BANDA DE RODAGEM E ABA ROTATIVA DE RETENÇÃO AXIAL PARA USO EM VIAS DE BARRAMENTOS METÁLICOS PARALELOS [1] instaladas nos eixos (4). Os conjuntos de duas rodas montadas a seu eixo, que compreendem cada um duas rodas [1] e um eixo [4] são instalados em caixas de rolamentos nas pontas de eixo [12] em um carro sobre vias de barramentos metálicos paralelos típico (13). o presente invento se destina a qualquer veículo que anda sobre vias de barramentos metálicos paralelos rebocado, com exceção de veículos motrizes (locomotivas e assemelhados).

017 Na FIGURA 7 tem-se vista esquemática superior do presente invento em trajetória retilínea sobre vias de barramentos metálicos paralelos, mostrando as rodas principais de rotação livre (2) girando em sua caixa de rolamento (6), e a roda guia de retenção axial de rotação livre (3) e sua caixa de rolamento correspondente (7) está normalmente parada, pois não está em contato com o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos. Dois conjuntos de rodagem em cada extremidade são unidos pelo eixo (4).

018 Na FIGURA 8 tem-se na situação (I) o presente invento sobre vias de barramentos metálicos paralelos realizando uma curva à esquerda, na qual a roda principal de rotação livre e translação interna à curva gira em velocidade angular wl, e a roda principal de rotação livre e translação externa à curva (2) gira em velocidade angular w2, maior que wl. ou seja, nesta situação as rodas interna e externa à curva giram em velocidades angulares distintas, pois são rolamentadas (6). A roda guia de retenção axial de rotação livre (3), por não estar em contato com o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos, está parada, bem como sua caixa de rolamento [7] também não está promovendo a rotação desta, ambos os conjuntos de rodagem, que englobam as rodas principais de rotação livre [2] e rodas guia de retenção axial de rotação livre [3] são unidos pelo eixo (4). já na situação (if), na qual se verifica um sistema de rodagem sobre vias de barramentos metálicos paralelos, conjunto de duas rodas montadas a seu eixo tradicional [11], como ocorre na atualidade, tanto eixo quanto rodas de ambas as extremidades desenvolvem a mesma velocidade angular W3. Esta característica faz com que nas curvas, devido às diferentes velocidades lineares das rodas, haja uma maior tendência da roda 'escalar' o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos com a aba guia de retenção axial da roda. Ou seja, no presente invento, cada roda é bipartida em roda principal de rotação livre e translação [2] e roda guia de retenção axial de rotação livre (3), ambas rolamentadas de forma independente em relação ao eixo. Desta forma ocorre total liberdade rotacional, diferentemente do que ocorre atualmente em veículos que andam sobre vias de barramentos metálicos paralelos, nos quais os carros sobre vias de barramentos metálicos paralelos utilizados possuem conjuntos de rodagem (rodas e eixo] solidários [11], que sempre giram de forma solidária, resultando em maior oscilação do veículo, maior atrito, maior consumo de combustível e maior possibilidade de acidentes de saída de via.

019 Na FIGURA 9 tem-se o presente invento sobre vias de barramentos metálicos paralelos realizando uma curva à direita, na qual a roda principal de rotação livre e translação interna à curva gira em velocidade angular wl, e a roda principal de rotação livre e translação externa à curva [2] gira em velocidade angular w2, maior que wl. ou seja, nesta situação as rodas interna e externa à curva giram em velocidades angulares distintas, pois são rolamentadas (6). A roda guia de retenção axial de rotação livre (3), por não estar em contato com o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos, está parada, bem como sua caixa de rolamento [7] também não está promovendo a rotação desta, ambos os conjuntos de rodagem, que englobam as rodas principais de rotação livre [2] e rodas guia de retenção axial de rotação livre [3] são unidos pelo eixo (4).

020 Na FIGURA 10 visualiza-se frontalmente a roda esquerda de um veículo sobre vias de barramentos metálicos paralelos, em trajetória retilínea. Nesta situação a roda principal de rotação livre e translação está girando em velocidade angular WR, proporcional ao deslocamento, com o auxílio de sua caixa de rolamento correspondente (6). Já a roda guia de retenção axial de rotação livre [3] e sua caixa de rolamento [7] está girando em velocidade angular WF próximo de zero, pois não está contactando o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos.

021 Na FIGURA 11 visualiza-se frontalmente a roda esquerda do presente invento de um veículo sobre vias de barramentos metálicos paralelos, em trajetória curvilínea à direita. Há nesta situação uma tendência natural 'centrífuga' do veículo (indicado lado externo ao veículo como 'E', e interno ao veículo como T) com sentido à esquerda, fazendo com que a roda guia de retenção axial de rotação livre [3] se desloque transversalmente à esquerda e contacte o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos, adquirindo então velocidade angular WF muito próxima à velocidade angular WR da roda principal de rotação livre e translação [2] e sua caixa de rolamento (6). Porém, nesta situação, diferentemente de um veículo sobre vias de barramentos metálicos paralelos tradicional, a roda não irá 'escalar' o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos, gerando sobremaneira menos atrito e minimizando possibilidade de acidentes de saída de via. menor atrito se reverte em maior velocidade para uma mesma potência aplicada, bem como menor consumo de combustível e menor desgaste de rodas e de vias de barramentos metálicos paralelos, maximizando a vida útil tanto do veículo quanto da via de barramentos metálicos paralelos propriamente dita, ademais, o presente invento também incorre em menores esforços sobre a via de barramentos metálicos paralelos , o que futuramente demandará menor infraestrutura, vias menos robustas poderão ser construídas, o que naturalmente reduz os custos de construção de vias de barramentos metálicos paralelos e também barateia os custos fabris dos veículos.

022 Na FIGURA 12 visualiza-se frontalmente a roda esquerda do presente invento de um veículo sobre vias de barramentos metálicos paralelos, em trajetória curvilínea à esquerda. Há nesta situação uma tendência natural 'centrífuga' do veículo no sentido para direita (indicado lado externo ao veículo como 'E', e interno ao veículo como fazendo com que a roda principal de rotação livre e translação [2] somente contacte o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos, girando em velocidade angular wr, e a roda guia de retenção axial de rotação livre (3), por não estar contactando o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos, há uma tendência de que sua velocidade angular wf se aproxime de zero.

023 Na FIGURA 13 tem-se a roda esquerda tradicional de um veículo sobre vias de barramentos metálicos paralelos [11] realizando uma curva à direita, com rodas e eixo na mesma velocidade angular wr. há nesta situação uma tendência natural 'centrífuga' do veículo (indicado lado externo ao veículo como 'e', e interno ao veículo como 'i'] com sentido à esquerda, como esta roda, no caso externa à curva, gira de forma solidária com a roda do lado oposto, há uma 'força motriz' que impele esta roda, e devido ao fato da aba guia de retenção axial desta roda ser solidária, diferentemente do presente invento, ocorre então desta roda 'escalar' o leito de rodagem da via de barramentos metálicos paralelos com maior intensidade, o que se traduz em menor segurança e maior atrito, bem como maiores esforços incidentes na via de barramentos metálicos paralelos, nesta situação 'tradicional', há maior desgaste de rodas, de vias de barramentos metálicos paralelos, menor velocidade, maior atrito e maior consumo de combustível, bem como a necessidade de maior robustez construtiva dos vias de barramentos metálicos paralelos e dos veículos que andam sobre vias de barramentos metálicos paralelos.

024 Com base no descrito podemos verificar que o "RODÍZIOS DUPLOS DE ROTAÇÃO LIVRE INDEPENDENTE PARTICIONADOS EM BANDA DE RODAGEM E ABA ROTATIVA DE RETENÇÃO AXIAL PARA USO EM VIAS DE BARRAMENTOS METÁLICOS PARALELOS", é inovador e até então não compreendidas no estado da técnica que se enquadra perfeitamente dentro dos critérios que definem a patente de invenção. São as seguintes suas reivindicações.