Campos desta Patente

- Redução de custos de logística em transporte e transbordos de granéis. - Automação em transbordos de granéis.

- Rastreabilidade por "unitização" de cargas de granéis em transporte, transbordos e armazenamentos em terminais.

- Diminuição de geração de finos em transporte e transbordo de granéis.

- Economia com mão de obra em transbordos de granéis.

- Segurança do Trabalho em transbordos de granéis.

- Diminuição de geração de poeiras em movimentação de granéis por uso de caçambas com lonas que permanecem durante o transporte, transbordos e esvaziamentos.

Estado da Técnica

Os transbordos de granéis são operações logísticas nas quais granéis são carregados ou descarregados de pátios ou de um modal de transporte para outro, como de caminhões para ferrovias, de ferrovias, caminhões ou barcaças para navios e vice versa etc.

Nenhuma operação de logística pode ser bem sucedida sem que tenha sido bem planejada e seja bem executada; assim, a "inteligência" e conhecimento real das operações deve, também, estar presente nos equipamentos e nas relações entre eles.

Os transbordos de granéis que podem ser expostos ao intemperismo, como minérios, gusa em pequenos lingotes e outros costumam oferecer mais facilidade de transbordos e armazenamentos embora tais facilidades não impliquem necessariamente em que não haja custos desnecessários, uso intensivo de mão de obra, riscos de acidentes de trabalho e formação de doenças profissionais por exposição demorada a poeiras etc.

Avanços trazidos ao Estado da Técnica O CONJUNTO DE PANTÓGRAFO E CAÇAMBA PARA LOGÍSTICA DE GRANÉIS (1 ), objeto desta Patente, conforme a seguir ilustrado e descrito, consiste em inovações introduzidas em equipamentos aplicados à logística de granéis, fazendo com que estes formem um novo conjunto operacional destinado ao transporte e transbordo de granéis, fundamentando uma operação logística integral que se inicia na fonte geradora dos granéis, onde estes são colocados nas caçambas articuladas, uma das duas partes deste conjunto de dois equipamentos que formam o objeto desta Patente, normalmente transportadas em carrocerias de caminhões até terminais de transbordo, onde estas caçambas articuladas são colocadas sobre vagões ferroviários do tipo "plataforma" ou têm seus conteúdos transbordados para vagões gôndolas de ferrovias, utilizando o pantógrafo com recursos hidráulicos, outro dos dois equipamentos que formam o objeto desta Patente, gerando economias no processo, em mão de obra e na operação sistemicamente considerada, com manutenção da confiabilidade por pontualidade, rastreabilidade, diminuição das perdas económicas por geração de finos, diminuição da poluição ambiental por menor quantidade de geração de poeiras, pelo uso de caçambas recobertas por lonas, inclusive durante transbordos ou esvaziamentos, diminuição de riscos de acidentes de trabalho, configurando, assim, inteligência aplicada aos equipamentos de logística, atendendo ao bom planejamento.

As caçambas articuladas são descarregadas de carrocerias de caminhões por gruas disponíveis nos terminas de transbordo, podendo ser movimentadas por empilhadeiras, em qualquer eventualidade, pois têm bolsas inferiores de segurança por onde são introduzidos os garfos das empilhadeiras; além disto, podem ser empilhadas por guindastes, pontes e pórticos, podendo ser retornadas às fontes geradoras dos granéis, sem exigir a espera dos caminhões para retorná-las às fontes, o que implica em economia sistémica. Depois de descarregadas dos caminhões, as caçambas articuladas, ainda suspensas nas gruas pelo pantógrafo com recursos hidráulicos são descarregadas sobre os "vagões-gôndolas" ferroviários, ou diretamente no pátio, sem nenhum serviço manual do operador do terminal - com diminuição de riscos de acidentes - o qual atua por acionamento de dispositivo de controle remoto.

Para esta descarga das caçambas articuladas sobre os vagões-gôndolas, os pantógrafos com recursos hidráulicos desenvolvidos para o objeto desta Patente, são conectados eletricamente, por enrolador de cabos, à rede elétrica da grua e operam através de sistema hidráulico próprio - cilindros hidráulicos -, os quais, com habilidoso aproveitamento da gravidade, permitem abrir as caçambas e fechá-las quando vazias, sendo que o sistema hidráulico tem travamento automático, por válvula de retenção, para evitar acidentes originados de faltas inesperadas de energia elétrica e manter o travamento durante todo o tempo, exceto quando acionado.

Para que se possa ter uma visualização correta e uma compreensão adequada do objeto da presente patente são anexadas figuras ilustrativas a seguir descritas:

As Figuras 1 e 2 representam vistas em perspectiva do conjunto formado pela caçamba articulada acoplada a um pantógrafo;

A Figura 3 representa uma vista em perspectiva do conjunto onde a caçamba articulada encontra-se aberta para permitir a descarga de seu conteúdo. As Figuras a seguir, ilustram uma variante construtiva do objeto da presente patente que apresenta uma solução alternativa com o mesmo conceito inventivo, ou seja, um grupo de invenções inter-relacionadas de maneira a compreenderem um único conceito inventivo, onde:

A Figura 4 é uma vista em perspectiva da realização preferida do conjunto de "spreader" e "containers" basculantes para logística de granéis onde se vê o "spreader" basculante acoplado ao container basculante, estando este na posição fechado. A Figura 5 é uma vista em perspectiva do "spreader" basculante com seus quadros na posição horizontal, para se acoplar ao container basculante, o qual não é mostrado nesta Figura 5.

A Figura 6 é uma vista em perspectiva do "spreader" basculante com seus dois braços horizontais suspensos ou recolhidos, o que acontece quando o mesmo é suspendido para abrir o container basculante, não mostrado nesta Figura 6.

A Figura 7 é uma vista em perspectiva que ilustra o container basculante com seus dois semi-containers na posição fechada - como ficam quando horizontalmente colocados em repouso ou como se movimentam quando cheios da carga.

A Figura 8 é uma vista em perspectiva que ilustra o "spreader" basculante e o container basculante na posição de abertura dos dois semi-containers para descarga.

A Figura 9 é uma vista em perspectiva de parte do "spreader" basculante onde se ilustra a forma curvilínea dos braços laterais de seus quadros horizontais no local de articulação entre eles, destacando os ressaltos limitadores que mantém os seus dois quadros impedidos de se abaixar além do nível horizontal.

A Figura 10 é uma vista em perspectiva que ilustra um exemplar do par de "corner casting" central adicionado ao container basculante, com destaque para o pino posicionador, de forma que este terceiro par de "corner casting" esteja sempre na posição vertical e, também, um exemplar do par de sulcos que abrigam o pino posicionador, realizados nos terminais das estruturas verticais de cada lado dos dois semi-containers.

Descrição e funcionamento

As Figuras 1 e 2 são vistas em perspectiva do conjunto formado pela caçamba articulada (2) acoplada a um pantógrafo (3) com recursos hidráulicos, sendo que a Figura 2 é apresentada em ângulo ligeiramente modificado e sem um dos cilindros hidráulicos (6) para facilitar a visualização de seus elementos constitutivos.

Essas Figuras 1 e 2 ilustram a constituição da caçamba articulada em duas semi-caçambas iguais (2A) e (2B) que são articuladas pelos pinos centrais (2C), um de cada lado, em torno dos quais as duas semi-caçambas (2A) e (2B) giram em movimento pivotante, fechando ou abrindo a caçamba articulada (2), como melhor se poderá ver nas figuras seguintes.

A Figura 2 ilustra ainda os recessos (4) para garfos de carregadeiras, o pantógrafo (3) com recursos hidráulicos, com olhai (5) de suspensão, os cilindros hidráulicos (6), os pinos centrais (7) de articulação do pantógrafo (3), dois ganchos longos (8) e o gancho curto (9), existentes, simetricamente, em cada um dos dois lados do conjunto da caçamba articulada (2).

A Figura 3 é uma vista em perspectiva do conjunto formado pela caçamba articulada (2) acoplada ao pantógrafo (3) com recursos hidráulicos onde a caçamba articulada (2) encontra-se aberta para permitir a descarga de seu conteúdo.

A abertura da caçamba articulada (2) é obtida pela ação dos cilindros hidráulicos (6) que movimentam as duas semi-caçambas (2A) e (2B) em torno dos dois pinos centrais (7) de articulação do pantógrafo (3).

Conceitualmente, os cilindros hidráulicos (6) ao serem acionados irão movimentar os ganchos longos (8) e ganchos curtos (9) simultaneamente, entretanto, pela diferença de suas dimensões, os ganchos curtos (9) estarão suportando os pinos centrais (2C), mantendo as duas semi-caçambas (2A) e (2B) juntas, isto é, a caçamba (2) estará fechada, quando os cilindros hidráulicos (6) estiverem em seu menor curso, ou seja, recolhido, e, ao ser acionado, distendido, o pantógrafo (3) executará um movimento que simultaneamente irá afastar os ganchos curtos (9) dos pinos centrais (2C) e posicionar os ganchos longos (8).

Assim, os cilindros hidráulicos (6) ao serem distendidos pressionam as barras articuladas (7A) abrindo a caçamba articulada (2), sendo dedutível que a operação inversa faz com que a dita caçamba articulada (2), tenha suas duas semi-caçambas (2A) e (2B) aproximadas e fechadas.

O princípio utilizado, movimento pantográfico, mantém o paralelismo e a simetria das peças durante o acionamento dos cilindros hidráulicos (6) em seus movimentos, indiferentemente da caçamba articulada (2) estar aberta ou fechada, conferindo segurança nas operações de içamento, carga ou descarga,

Em todas as figuras pode-se observar que os cilindros hidráulicos (6) e as diferenças de tamanho entre os ganchos longos (8) e os ganchos curtos (9) são responsáveis pelo sistema de operação da abertura e do fechamento da caçamba articulada (2) e o que o pantógrafo é composto pelas barras articuladas (7A), em cujo eixo se sustentam os ganchos curtos (9), que têm mobilidade, ao contrário dos ganchos longos (8) que são solidários às barras laterais (10) e, portanto, não tem mobilidade independente como os ganchos curtos (9).

O sistema de articulação do pantógrafo (3) permite a flexibilidade e adequação do mesmo às posições da caçamba articulada (2) desde "fechada", até "aberta", bem como por todas as posições intermediárias, de forma que sua "geometria" se adequa às posições que suas peças constituintes devem assumir, mantendo os paralelismos necessários entre as partes, exatamente conforme o conceito de "pantógrafo", como ilustrado na Figura 3.

Os mecanismos e dispositivos que compõem o conjunto objeto da presente patente, em sua realização preferida, aqui ilustrada, possibilitam a abertura e o fechamento das semi-caçambas de forma segura, permitindo sua movimentação e descarrega dos granéis contidos no interior da caçamba articulada (2).

Avanços sobre o Estado da Técnica alcançados pela variante construtiva aqui denominada "Spreader". Os aperfeiçoamentos consistem no acréscimo de um par de "lockers" à parte central do "spreader" e do correspondente par de "corner casting" à parte superior central dos containers, além de pinos mantenedores dos "corner casting" centrais dos containers e de ressaltos limitadores dos quadros basculantes do "spreader" à posição horizontal, sendo os quadros basculantes do "spreader" movimentados por cilindros hidráulicos, ou por qualquer modo adequado, acionados à distância, por radio-emissores portáteis, comandados por operadores que não executam ações manuais sobre os equipamentos ou cargas e que nem mesmo deles se aproximam, perfazendo, assim, um novo conjunto operacional aplicável à logística multimodal, destinado ao transporte, armazenamento e transbordo de granéis, formando assim, um conjunto de "spreader-container" dotado de diversas e significativas vantagens operacionais, como as principais abaixo relacionadas:

1 ^â inovação - "Spreader" basculante, construído em "formato container" que possui um terceiro par de "lockers", colocado na junção dos seus dois quadros basculantes - sendo que a localização do terceiro par de "lockers" é congruente e se adapta a um terceiro par de "corner casting" que é colocado na parte superior da porção média do comprimento do container basculante. 2- inovação - o terceiro par de "lockers" adicionado ao "spreader" basculante é dotado de ressaltos limitadores que mantém os seus dois quadros impedidos de se abaixar além do nível horizontal, impedindo acidentes em caso de falha de seus cilindros hidráulicos, mantendo o "spreader" basculante no correto nível horizontal necessário para que este se acople facilmente - sem interferência humana - ao "corner casting" do container basculante objeto desta Patente;

3 ^Q inovação - os dois pares de braços laterais do "spreader" basculante, nas extremidades que se articulam entre si através do eixo de rotação, possuem design especial, curvilíneo, para fazer com que os esforços efetuados por eles, para suspender e transportar os containers basculantes tenham apenas resultantes verticais e não se desloquem horizontalmente;

A- inovação - o terceiro par de "corner casting" adicionado à porção média da parte superior do container basculante, objeto desta Patente, é dotado de um pino posicionador, de forma que o terceiro par de "corner casting" esteja sempre na posição vertical, isto é, sempre em posição disponível para receber o terceiro par de "lockers" do "spreader" basculante, sem o auxílio de mãos humanas.

Atuando em conjunto, as quatro inovações acima citadas realizam as funções necessárias à formação do inovador conjunto logístico em que consiste o CONJUNTO DE "SPREADER" E "CONTAINERS" BASCULANTES PARA LOGÍSTICA DE GRANÉIS, que não utilizam trabalho braçal para o correto, seguro e rápido acoplamento entre os "lockers" do "spreader" basculante e os "corner casting" centrais dos respectivos containers basculantes.

Descrição e funcionamento da variante construtiva.

O objeto da presente variante construtiva consiste em aperfeiçoamentos introduzidos em cada um dos dois equipamentos fundamentais do "formato container" - "spreader com lockers" e com "corner casting", conjunto construído e operável em conformidade com o formato internacional de containers formado por um "spreader" basculante e por continentes metálicos basculantes que constam de duas metades que se articulam pela parte superior média do comprimento dos mesmos.

Os aperfeiçoamentos introduzidos nos equipamentos operacionais fundamentais do formato container - "spreader com lockers" e containers com "corner casting" e fundamentam uma operação logística integral que se inicia na fonte geradora dos granéis, gerando economias em mão de obra, segurança do trabalho e redução dos tempos de operações de enchimento, esvaziamento, armazenamento e transbordo de graneis. A Figura 4 ilustra o conjunto (1 00) de "spreader" e "containers" basculantes para logística de granéis onde pode ser visto o container basculante (120) composto pelos dois semi-containers (120A e 120B) e o "spreader" basculante (200), que possui um quadro vertical (200A) em cuja barra superior (200B) são fixados os dois ganchos de suspensão (300) com barras verticais (400) preferentemente soldadas à barra inferior horizontal (200C) formando uma estrutura rígida.

Dita barra inferior horizontal (200C) possuindo em seu interior um par de "lockers" centrais (900), projetados para engate e desengate dos respectivos "comer casting" centrais (900A), os quais estão dispostos na parte central superior do container basculante (120) - ponto de movimentação dos dois semi-containers (120A e 120B) entre si para a abertura e fechamento destas duas partes.

Ainda na Figura 4, pode-se ver os dois quadros horizontais (20D) formados pelas quatro barras curvilíneas (600) de engate dispostas horizontalmente, que contém dois eixos (140), um de cada lado do container, em torno dos quais acontecem os movimentos basculantes dos dois quadros horizontais (200D).

Para limitar o ângulo de abertura dos dois semi-containers (120A e 120B), no máximo, à posição horizontal, foi disposto um par de ressaltos limitadores (150), sendo que esta posição horizontal coincide com a abertura máxima dos dois cilindros hidráulicos (500) que acionam os quadros horizontais (200D), através dos engates móveis (1 1 0) e cujos sistemas propulsores hidráulicos (100), não mostrados nesta Figura, se encontram no interior da barra horizontal superior (200B).

Vê-se também, nesta Figura 4, que as barras horizontais (600) se conectam na parte frontal dos quadros horizontais (200D) com as duas barras frontais horizontais (700) que contém, em suas quatro extremidades, os dois pares de "lockers" (800) típicos do formato container, os quais podem se engatar e desengatar dos respectivos "corner casting" (130) colocados nas quatro barras verticais e frontais (130A) do container basculante (120).

Na Figura 5 vê-se um exemplar do "spreader" basculante (200) na posição horizontal com seu quadro vertical (200A), em cuja barra superior (200B) são fixados os dois ganchos de suspensão (300); barras verticais (400), que contém os "lockers" centrais (900), dois cilindros hidráulicos (500) que acionam os quadros horizontais (200D), através dos engates móveis (1 1 0), fixados às barras frontais (700) dos quadros horizontais (200D) que em suas extremidades soldadas às barras curvilíneas (600) horizontais de engate, contém os "lockers" (800).

Na Figura 6 vê-se o "spreader" basculante (200) com os quadros horizontais (200D) em posição de abertura, em decorrência da ação dos cilindros hidráulicos (500); vê-se, também a barra superior (200B) com os dois ganchos de suspensão (300), as barras verticais (400) que contém os "lockers" centrais (900), os cilindros hidráulicos (500) que acionam os quadros horizontais (200D) através dos engates móveis (1 1 0) fixados às barras frontais (700) dos quadros horizontais (200D) que, contém os "lockers" (800) em suas extremidades soldadas às barras curvilíneas (600).

Na Figura 7 vê-se um exemplar do container basculante (120) com seus dois semi-containers (120A e 120B), bolsas (B) para receber o garfo de empilhadeiras, os dois "corner casting" centrais (900A) e os quatro "corner casting" (130) colocados nas extremidades dos topos de suas quatro barras verticais (130A).

Na Figura 8 vê-se os dois semi-containers (120A e 120B) suspensos e abertos para descarga pela ação dos cilindros hidráulicos (500) do "spreader" basculante (200), tendo em destaque a atuação das barras curvilíneas (600), articuladas pelo eixo (140) de forma a abaixar o centro de gravidade e manter alinhados os eixos de rotação do conjunto formado pelo "spreader" basculante (200) e pelos dois semi-containers (120A e 120B); este abaixamento do centro de gravidade, conjugado com a ação dos cilindros hidráulicos (500), impede deslocamentos horizontais entre as peças do referido conjunto, essenciais para o perfeito funcionamento do conjunto.

Na Figura 9 vê-se, em destaque, apenas parte do "spreader" basculante (200) para ressaltar os dois ressaltos limitadores (150) aplicados às extremidades de cada uma das duas barras curvilíneas (600), em posições justapostas ao eixo (140), de tal forma que as mesmas possam efetuar a limitação da abertura dos dois quadros horizontais (200D) do "spreader" basculante (200) à posição de horizontalidade, com os objetivos de propiciar a constante posição adequada de acoplamento, bem como evitar acidentes de trabalho em caso de defeito de funcionamento dos cilindros hidráulicos (500).

Na Figura 10 vê-se, em destaque, apenas parte de uma das laterais da região de acoplamento entre si, dos dois semi-containers (120A e 120B), o que é feito pelo par de eixos de rotação (140A) do "corner casting" central (900A), sendo mostrado apenas um exemplar do mesmo nesta Figura.

Vê-se, também, nesta Figura 10, o pino posicionador (140B), que atua juntamente com o sulco (140C) - também existente em par - de forma que o terceiro par de "corner casting" (900A) mantenha-se sempre na posição vertical, isto é, sempre pronto para receber o respectivo "locker" central (900), dispensando o uso de trabalho manual para o acoplamento entre "spreader" basculantes (200) e containers basculantes (120), com economia de tempo operacional e eliminação de operação manual de grande risco de acidentes de trabalho.