BRPI1002282A2 - acoplador adaptador para a adaptação de acoplamentos de desenhos diferentes - Google Patents
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Abstract
ACOPLADOR ADAPTADOR PARA A ADAPTAçãO DE ACOPLAMENTOS DE DESENHOS DIFERENTES. A presente invenção refere-se a um acoplador adaptador (1) para a adaptação de acoplamentos de desenhos diferentes, O acoplador adaptador (1) compreende um primeiro mecanismo de conexão (5) para a conexão liberável do acoplador adaptador (1) a um primeiro acoplamento, um segundo mecanismo de conexão (16) para a conexão liberável do acoplador adaptador (1) a um segundo acoplamento, e um alojamento de acoplador (10) para conectar o primeiro mecanismo de conexão (5) ao segundo mecanismo de conexão (16). Com o objetivo de simplificar a manipulação manual do acoplador adaptador (1), a presente invenção propõe a configuração do acoplador adaptador (1) a uma construção leve, em que o alojamento de acoplador (10) é feito de um material compósito de fibra, em particular um material compósito de fibra de carbono, e exibe um formato adaptado a um acoplador adaptador feito de metal, e em que o alojamento de acoplador (10) exibe uma forte arquitetura fibrosa com relação às cargas de tração que experimenta.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ACOPLA- DOR ADAPTADOR PARA A ADAPTAÇÃO DE ACOPLAMENTOS DE DE- SENHOS DIFERENTES"
A presente invenção refere-se a um acoplador adaptador para a adaptação de acoplamentos de desenhos diferentes, em que o acoplador adaptador compreende uma primeira zona de conexão para a conexão Iibe- rável do acoplador adaptador a um primeiro acoplador, uma segunda zona de conexão para a conexão liberável do acoplador adaptador a um segundo acoplador, assim como um alojamento de acoplador para conectar o primei- ro mecanismo de conexão ao segundo mecanismo de conexão.
A presente invenção, por conseguinte, refere-se a um acoplador adaptador para, por exemplo, ligar os acoplamentos de um acoplamento de tampão central automático e um acoplamento do tipo parafuso ou AAR, por meio do que a primeira zona de conexão pode ser configurada como uma trava de acoplamento para a conexão liberável do acoplador adaptador à cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central automático e em que a segunda zona de conexão pode ser configurada como uma forqui- lha de acoplamento para se encaixar no gancho de engate de um acopla- mento do tipo parafuso ou AAR para a conexão liberável do acoplador adap- tador à cabeça do acoplador de um acoplamento de parafuso ou AAR.
O termo "zona de conexão", conforme usado no presente docu- mento, deve ser entendido, de modo geral, como uma interface entre o alo- jamento de acoplador do acoplador adaptador em um lado e o acoplamento a ser conectado pelo acoplador adaptador. A zona de conexão pode, por exemplo, ser configurada como uma trava de acoplamento ou pode compre- ender uma trava de acoplamento para a conexão liberável do acoplador a- daptador à cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central au- tomático. Por outro lado, é concebível que a zona de conexão tenha uma forquilha de acoplamento que pode se encaixar no gancho de engate de um acoplamento do tipo parafuso ou AAR. Evidentemente, outras modalidades da zona de conexão são igualmente exeqüíveis.
Um acoplador adaptador do tipo citado acima é conhecido em geral na tecnologia de estradas de ferro e é usado para conectar veículos transportados em trilhos de estrada de ferro com diferentes sistemas de a- coplamento (por exemplo, os acoplamentos Scharfenberg para uma cabeça AAR ou gancho de engate). A conexão do acoplador adaptador, por exem- plo, ao gancho de engate ou cabeça AAR é geralmente feito manualmente, enquanto, no caso de um acoplamento de tampão central, o processo de acoplamento pode ser automático.
Um acoplador adaptador convencional para ligar os acoplamen- tos de um acoplamento de tampão central automático e, por exemplo, um acoplamento do tipo parafuso geralmente exibe um alojamento de acoplador para acomodar uma trava de acoplamento, como o primeiro mecanismo de conexão, de modo a conectar mecanicamente o acoplador adaptador a uma trava de acoplamento provida em uma cabeça do acoplador do acoplamento de tampão central automático. No estado acoplado, a face frontal do aloja- mento de acoplador, em seguida, se encosta contra o acoplador adaptador na face frontal da cabeça do acoplador do acoplamento de tampão central automático.
Uma forquilha de acoplamento pode ser provida como um se- gundo mecanismo de conexão sobre a extremidade oposta à face frontal do acoplador adaptador que pode ser alojado, por exemplo, no gancho de en- gate de um acoplamento do tipo parafuso ou um acoplamento AAR e, assim, prover uma conexão mecânica do acoplador adaptador ao acoplamento do tipo parafuso ou AAR.
Em operação, cargas de tração e compressão são introduzidas no segundo mecanismo de conexão do acoplador adaptador configurado como uma forquilha de acoplamento a partir do gancho de engate do aco- plamento do tipo parafuso ou AAR. A carga compressiva introduzida na for- quilha de acoplamento, no segundo mecanismo de conexão respectivamen- te, é conduzida através da parede do alojamento de acoplador para a face frontal do acoplador adaptador e dali transmitida para a face frontal da cabe- ça do acoplador do acoplamento de tampão central automático mecanica- mente conectado ao acoplador adaptador. A carga trativa, por outro lado, é transmitida através do primeiro mecanismo de conexão, tal como as travas de acoplamento mecanicamente conectadas do acoplador adaptador e o acoplamento de tampão central au- tomático. As travas de acoplamento podem, por exemplo, compreender uma peça de núcleo montada de maneira pivotável com relação ao alojamento de acoplador por meio de um pino principal e tendo um ilhó de acoplamento fixado à mesma. Forças trativas são, portanto, transmitidas através dos res- pectivos ilhoses de acoplamento que encaixam-se nas correspondentes pe- ças de núcleo.
Deve-se notar, neste aspecto, que a presente invenção não se limita, de forma alguma, a um acoplador adaptador projetado para conectar um acoplamento de tampão central automático a um acoplamento do tipo parafuso. Ao contrário, a presente invenção se refere, em geral, a um aco- plador adaptador para a adaptação de acoplamentos de diferentes dese- nhos, por meio do que o acoplador adaptador compreende um mecanismo de conexão que é compatível com um acoplamento de um primeiro tipo de desenho e configurado para formar uma conexão liberável com o acopla- mento do primeiro tipo de desenho, e por meio do que o acoplador adapta- dor compreende ainda um segundo mecanismo de conexão que é compatí- vel com um acoplamento de um segundo tipo de desenho e configurado pa- ra formar uma conexão liberável com o acoplamento do segundo tipo de de- senho.
Uma vez que o primeiro e segundo mecanismos de conexão são respectivamente conectados entre si através do alojamento de acoplador em acopladores adaptadores genéricos, as cargas de tração e compressão que ocorrem durante uma operação são - quando o acoplador adaptador é usado para adaptar o acoplamento do primeiro tipo de desenho ao acoplamento do segundo tipo de desenho - transmitidas do primeiro mecanismo de conexão para o segundo mecanismo de conexão por meio do alojamento de acoplador.
Uma vez que o alojamento do acoplador adaptador é, portanto, envolvido na transmissão de força, no caso, de ambas as cargas compressi- vas e trativas, o mesmo precisa exibir, de forma correspondente, uma alta força compressiva e de tração. Por este motivo, o alojamento de acoplador provido em um acoplador adaptador convencional é geralmente feito como uma construção metálica (fundido com precisão), utilizando, assim, um ma- terial que exibe uma resistência à tração e compressiva comparativamente alta e, em particular, tem propriedades isotrópicas, ou seja, fisicamente uni- formes em todas as direções.
A desvantagem de um acoplador adaptador convencional, con- forme conhecido na tecnologia ferroviária e acima descrito, pode ser obser- vada no sentido de que a construção metálica, em particular com relação ao alojamento de acoplador, dificulta o encaixe manual do acoplador adaptador na interface entre os acoplamentos a serem adaptados, por exemplo, o gan- cho de engate de um acoplamento do tipo parafuso ou AAR.
Portanto, há muito tempo tem sido feito um esforço no sentido de desenhar um acoplador adaptador de uma construção leve que permita uma manipulação manual mais fácil.
A presente invenção baseia-se no problema de que as aborda- gens anteriores para realizar uma construção leve no desenho de um aloja- mento de acoplador para um acoplador adaptador não são aplicáveis ou não são prontamente aplicáveis. Isto se deve, por um lado, no fato de haver ape- nas um espaço limitado definido disponível para o acoplador adaptador, de tal modo que as dimensões geométricas de um acoplador adaptador de uma construção leve tenham de essencialmente corresponder às dimensões de um acoplador adaptador convencional. Por outro lado, um acoplador adap- tador é um componente tensionado relativamente pesado situado dentro do fluxo de forças, sujeito não somente a uma carga compressiva, mas tam- bém, e, em particular, a uma carga trativa. Por este motivo, o alumínio, por exemplo, não pode ser usado como material para o alojamento de acoplador do acoplador adaptador, uma vez que o alumínio tem apenas uma tensão de ruptura comparativamente baixa.
Com base neste problema, a presente invenção dirige-se à tare- fa de desenhar um acoplador adaptador do tipo citado no início, de uma construção leve de modo a simplificar, em particular, a sua manipulação manual.
Esta tarefa é solucionada, por um lado, por meio do desenho de um alojamento de acoplador de um material compósito de fibra, em particu- lar, um material compósito de fibra de carbono, e em um formato adaptado à geometria de um alojamento de acoplador feito de metal.
Por outro lado, a presente invenção provê um alojamento de a- coplador de modo a apresentar uma forte arquitetura fibrosa com relação às cargas de tração que a mesma experimenta.
Em uma realização possível da solução inventiva com relação à introdução de forças trativas e compressivas, é adicionalmente concebível um primeiro e/ou segundo mecanismo de conexão a ser desenhado como um inserto e acomodado em um recesso dentro do alojamento de acoplador e fixamente conectado ao dito alojamento de acoplador.
Para ser de modo geral entendido, o termo "inserto" conforme usado no presente documento é um inserto que serve para garantir que uma força não seja aplicada diretamente às fibras do material compósito de fibra naquele ponto no qual as forças trativas e compressivas são introduzidas no acoplador adaptador. Ao contrário, a força não é aplicada às fibras do mate- rial compósito de fibra até depois que a força introduzida no acoplador adap- tador seja transmitida através do inserto e, assim, aberta em leque. Isto im- pede que picos de força atuem sobre as fibras do material compósito de fibra.
Os plásticos reforçados com fibra baseiam-se estruturalmente nas fibras de reforço embutidas em sistemas de matriz polimérica. Por meio da matriz que fixa as fibras em uma posição predeterminada, a transmissão de tensão entre as fibras e a proteção das fibras contra influências externas, as fibras de reforço passam a ter propriedades mecânicas de suporte de carga. As fibras de aramida, vidro e carbono são particularmente bem ade- quadas como fibras de reforço. Uma vez que, em função de sua elasticida- de, as fibras de aramida têm apenas uma baixa rigidez, as fibras de vidro e de carbono são usadas em componentes estruturais rígidos. Uma vez que as mesmas exibem a mais alta resistência específica, as fibras de carbono são usadas exclusivamente em componentes que submetem-se a cargas pesadas, tais como o alojamento de acoplador de um acoplador adaptador.
Embora seja conhecido, por exemplo, na tecnologia aeroespaci- al, que os plásticos de carbono reforçados com fibra (CFP) têm uma alta ri- gidez específica e resistência e podem, portanto, ser atrativas para estrutu- ras de suporte de carga ou estruturais, o que permanece problemático é que as propriedades mecânicas dos plásticos de carbono reforçados com fibra são anisotrópicas, ou seja, direcionalmente dependentes. Dependendo do tipo de fibra, a tensão de ruptura transversal à direção de fibra tem, em cada caso, aproximadamente 5% da tensão de ruptura na direção de fibra. Assim sendo, à primeira vista, um alojamento de acoplador construído de um com- pósito de fibra pareceria inadequado para uso com um acoplador adaptador.
No caso da presente invenção, sabe-se que uma determinada arquitetura de fibra precisa ser realizada na construção do alojamento de acoplador do acoplador adaptador a fim de manter as propriedades adapta- das às esperadas condições de carga. Em termos específicos, a presente invenção propõe o uso de um plástico reforçado com fibra de carbono como o material para o alojamento de acoplador, em que pelo menos a maior parte das fibras corre na direção da trajetória de carga previamente calculada.
Uma arquitetura de fibra quase isotópica de idêntica magnitude em diferen- tes direções espaciais pode ser selecionada para seções específicas con- forme necessário quando estas seções são submetidas a cargas que vêm de diferentes direções.
Além disso, a forma externa do alojamento de acoplador é de um desenho de um alojamento de acoplador de construção metálica, em que, no entanto, dobras de bordas agudas, frisos e quaisquer nervuras rígi- das que podem existir, que são facilmente feitos quando fundidos com preci- são e fazem sentido a partir de um ponto de vista mecânico, são, de prefe- rência, conscientemente evitados, uma vez que o alojamento de acoplador da presente invenção é feito de um material compósito de fibra e exibe um formato adaptado a um alojamento de acoplador de construção metálica e é de preferência arredondado, alterações abruptas à orientação de fibra ali- nhada aos vetores de fluxo de força, o que levaria a um efeito de entalhe sobre as fibras e a uma falha estrutural, podem ser efetivamente evitadas em espaços de construção virtualmente idênticos.
Devido ao fato de que o alojamento de acoplador do acoplador adaptador exibe uma geometria tridimensional comparativamente complexa, o uso de processos conhecidos da técnica anterior para produzir materiais compósitos é uma questão problemática. Uma vez que, conforme acima no- tado, as fibras do alojamento de acoplador do acoplador adaptador da pre- sente invenção são desenhadas de modo a resistir às cargas de tração às quais as mesmas submetem-se, ou seja, que correm quase em forma de rede ao longo dos vetores de fluxo de força pré-calculados, as fibras fre- qüentemente precisam mudar a sua distância uma da outra, uma vez que as linhas de fluxo se convergem em pontos de constrição, respectivamente nas áreas nas quais cargas trativas e compressivas são introduzidas no aloja- mento de acoplador por meio do primeiro e/ou segundo mecanismo de co- nexão. Uma vez que, no entanto, as fibras requerem um espaço inalterado, as mesmas não podem ser densamente posicionadas à vontade. Ao contrá- rio, o número de fibras precisa ser reduzido nos pontos de constrição, res- pectivamente em áreas fortemente tensionadas. Nestes casos, ou seja, em áreas fortemente tensionadas do alojamento de acoplador, aberturas, então, desenvolvem-se ao longo da trajetória de posicionamento das fibras, o que pode ter um impacto negativo sobre o comportamento mecânico do material compósito nestas áreas fortemente tensionadas.
Para evitar isto, uma realização preferida da solução inventiva provê, com relação à introdução das forças trativas e compressivas transmi- tidas ao alojamento de acoplador através do primeiro e/ou segundo meca- nismo de conexão, que o primeiro e/ou segundo mecanismo de conexão seja desenhado como um inserto, por exemplo, um inserto metálico ou ce- râmico, acomodado no alojamento de acoplador, e fixamente conectado ao dito alojamento de acoplador. Uma força é, por conseguinte, introduzida nas fibras do material compósito de fibra, não diretamente na área na qual as cargas de tração e compressão são introduzidas no acoplador adaptador. Neste caso, uma força não é introduzida nas fibras do material compósito de fibra até que a força introduzida no acoplador adaptador seja transmitida a- través do mecanismo de conexão configurado como um inserto e, assim, aberta em leque. Sendo assim, impede-se que picos de força atuem sobre as fibras do material compósito de fibra.
Portanto, deve ser sustentado que, devido à construção especial do alojamento de acoplador, é possível usar um material compósito de fi- bras, por meio do que uma vantagem máxima de peso com relação às cons- truções metálicas juntamente com as mesmas resistência e rigidez específi- cas poderá ser obtida também no caso de um alojamento de acoplador for- temente tensionado.
Outras modalidades vantajosas do acoplador adaptador da pre- sente invenção são indicadas nas reivindicações dependentes.
Conforme acima indicado, uma realização preferida da solução inventiva provê, com relação à introdução das forças trativas e compressivas transmitidas por meio do primeiro e/ou segundo mecanismo de conexão no alojamento de acoplador, a configuração do dito primeiro e/ou segundo me- canismo de conexão como um inserto, por exemplo, um inserto de metal, acomodando o mesmo no alojamento de acoplador e conectando o mesmo fixamente ao dito alojamento de acoplador. Uma força é, por conseguinte, introduzida nas fibras do material compósito de fibra, não diretamente à área nas quais cargas de tração e compressão são introduzidas no acoplador a- daptador. Neste caso, a força não é introduzida nas fibras do material com- pósito de fibra até que a força introduzida no acoplador adaptador seja transmitida através do mecanismo de conexão configurado como um inserto e, assim, aberta em leque. Assim sendo, impede-se que picos de força atu- em sobre as fibras do material compósito de fibra.
Por outro lado, é preferido que o alojamento de acoplador exiba uma arquitetura de fibra específica que desloque a carga compressiva intro- duzida no alojamento de acoplador através do primeiro mecanismo de cone- xão e/ou o segundo mecanismo de conexão de tal modo que pelo menos uma porção da mesma seja absorvida pelo material reforçado com fibra de carbono como uma carga de tração.
De maneira alternativa ou adicionalmente ao mesmo, é concebí- vel que o alojamento de acoplador compreenda áreas de tração ou com- pressão de fibra que são espacialmente separadas umas das outras, pelo menos seccionalmente, e integradas no material compósito de fibra de car- bono, por meio do que as forças trativas introduzidas no alojamento de aco- plador através do primeiro e/ou segundo mecanismo de conexão sejam es- sencialmente absorvidas pela área de tração de fibra e as forças compressi- vas introduzidas no alojamento de acoplador pelo primeiro e/ou segundo mecanismo de conexão sejam essencialmente absorvidas pela área de compressão de fibra.
Por meio do alojamento de acoplador que é construído em uma arquitetura de fibra específica capaz de suportar tensão, a solução inventiva obtém uma separação espacial das trajetórias de carga compressiva e trati- va resistentes às tensões às quais as mesmas submetem-se. A carga espe- cífica sobre o alojamento de acoplador no qual as cargas compressiva e tra- tiva têm regiões de carga completamente diferentes é aqui usada. Comensu- rados com estas trajetórias de carga, fios de fibra de tensão e compressão especiais são integrados na última realização citada da presente invenção.
Uma realização possível da presente invenção na qual o primei- ro mecanismo de conexão tem uma trava de acoplamento para a conexão liberável do acoplador adaptador à cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central e na qual o segundo mecanismo de conexão tem uma forquilha de acoplamento inserível no gancho de engate de um acoplamento do tipo parafuso ou AAR para a conexão liberável do acoplador adaptador à cabeça do acoplador de um acoplamento do tipo parafuso ou AAR provê que a área de compressão de fibra previamente citada seja configurada como uma corda de compressão integrada no material compósito de fibra de car- bono, que corre a partir da face frontal do trem do alojamento de acoplador para uma área da forquilha de acoplamento que recebe uma carga com- pressiva, e a área de tração de fibra acima citada é configurada como uma corda de tração integrada no material compósito de fibra de carbono que conecta um pino principal da trava de acoplamento a uma área da forquilha de acoplamento que recebe uma carga de tração.
Esta separação espacial das trajetórias de carga de compressão e tração, respectivamente as áreas da cabeça do acoplador que recebe uma força compressiva e uma força de tração, é extremamente incomum, uma vez que as cargas trativas e compressivas geralmente assumem as mesmas trajetórias. Conscientemente, a seleção de uma separação espacial das tra- jetórias de carga de compressão e tração pode efetivamente impedir que a estrutura CFP da cabeça do acoplador tenha de absorver ambas as cargas igualmente. A separação espacial das áreas da cabeça do acoplador estru- tura de CFP que recebe uma força compressiva e uma força de tração con- forme proposto pela presente invenção, permite um melhor uso do material CFP.
Por outro lado, é a princípio concebível que o alojamento de a- coplador seja desenhado com um perfil cônico ou em forma de funil para a sua seção horizontal longitudinal sobre a sua extremidade afunilada e confi- gurado com um recesso que estende o eixo geométrico longitudinal do aco- plador adaptador, em que uma forquilha de acoplamento configurada como um inserto é alojada no dito recesso e fixamente conectada ao alojamento de acoplador. Sendo assim, é proposto um perfil para o alojamento de aco- plador que é adaptado a uma cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central automático, em particular à cabeça do acoplador de um aco- plamento de tampão central automático do tipo Scharfenberg®, que alinha a cabeça do acoplador do acoplamento de tampão central automático, centra- liza a mesma, e garante uma conexão automática do acoplador adaptador à cabeça do acoplador do acoplamento de tampão central automático mesmo em curvas acentuadas e sob deslocamentos de altura.
A forquilha de acoplamento configurada como um inserto que é alojado em um recesso configurado na extremidade afunilada do alojamento de acoplador e fixamente conectado ao dito alojamento de acoplador garan- te que as forças transmitidas a partir de um gancho de engate de um aco- plamento do tipo parafuso para a forquilha de acoplamento possam ser in- troduzidas lateralmente no material do alojamento de acoplador e em parti- cular nas fibras alinhadas ao longo da trajetória de fluxo de força previamen- te calculada.
É em particular preferido que o recesso provido na extremidade afunilada do alojamento de acoplador exiba uma forma em seção transversal em forma de U com bordas arredondadas na seção longitudinal. Isto permite efetivamente a prevenção de curvas nos vetores de fluxo de força na transi- ção entre a forquilha de acoplamento configurada como um inserto e as fi- bras alinhadas do alojamento de acoplador de compósito de fibra, o que le- varia a um efeito de entalhe sobre as fibras e a uma falha estrutural.
Uma realização preferida do acoplador adaptador da modalidade acima descrita provê que a forquilha de acoplamento configurada como um inserto exiba uma geometria em seção transversal em forma de U na seção longitudinal, por meio do que um pino de gancho de engate é ainda provido no sentido de conectar as duas seções de membro da forquilha de acopla- mento em forma de U em conjunto e é desenhado para transmitir forças tra- tivas ou compressivas a partir do gancho de engate de um acoplamento do tipo parafuso ou AAR para a forquilha de acoplamento configurada como um inserto. Neste aspecto, é concebível, em particular, realizar o pino de gancho de engate separadamente da forquilha de acoplamento configurada como um inserto e acomodada em alinhamento axial nos furos de sonda providos nas duas seções de membro da forquilha de acoplamento.
A fim de obter uma conexão entre a forquilha de acoplamento configurada como um inserto e o alojamento de acoplador de compósito de fibra que é tão estável quanto possível, uma realização preferida do acopla- dor adaptador provê que a forquilha de acoplamento configurada como um inserto compreende um elemento em forma de luva axialmente alinhado com os furos de sonda configurados nas seções de membro da forquilha de aco- plamento. Estes elementos em forma de luva são, por sua vez, alojados nos furos de sonda que correm através do alojamento de acoplador. A forquilha de acoplamento configurada como um inserto é, portanto, não apenas co- nectada com encaixe de força ao alojamento de acoplador, como também com encaixe de forma.
É, portanto, preferivelmente provido que o pino de gancho de engate da forquilha de acoplamento corra através dos elementos em forma de luva da forquilha de acoplamento, por um lado, e, por outro lado, através dos furos de sonda providos no alojamento de acoplador e axialmente ali- nhados com os elementos em forma de luva da forquilha de acoplamento. Isto permite que o pino de gancho de engate seja substituído - quando ne- cessário - sem ter de desencaixar a forquilha de acoplamento configurada como um inserto do alojamento de acoplador de compósito de fibra.
Na última modalidade do acoplador adaptador da presente in- venção, é de uma vantagem particular que o da região periférica do furo de sonda que corre através do alojamento de acoplador seja configurado como uma seção espessa. Uma vez que a região periférica deste furo de sonda contribui para o que é introduzido a partir do pino de gancho de engate para o alojamento de acoplador de compósito de fibra, a seção espessa aumenta a resistência à tração e compressiva da arquitetura de fibra provida nesta área do alojamento de acoplador.
O acoplador adaptador é de preferência desenhado para um acoplamento de uso misturado entre um acoplamento de tampão central au- tomático do tipo Scharfenberg® e um acoplamento do tipo parafuso. Neste caso, a trava de acoplamento do acoplador adaptador compreende uma pe- ça de núcleo com um ilhó de acoplamento fixado, pivotável com relação ao alojamento de acoplador por meio de um pino principal verticalmente esten- dido. Uma vez que pelo menos as forças trativas que são transmitidas a par- tir de um acoplamento de tampão central automático conectado ao acopla- dor adaptador para o dito acoplador adaptador são em seguida transmitidas através da peça de núcleo e o pino principal no alojamento de acoplador de compósito de fibra, é preferido que a seção de extremidade superior e/ou inferior do pino principal seja montada em um elemento em forma de luva configurado como um inserto provido em um corpo de base e definido em um furo de sonda que se estende na direção longitudinal do pino principal e fixamente conectado ao corpo de base. A transmissão de força no alojamen- to de acoplador de compósito de fibra nesta realização preferida do acopla- dor adaptador, dessa forma, não ocorre diretamente através do pino princi- pal, mas, ao contrário, indiretamente através do elemento em forma de luva, de tal modo que as forças introduzidas possam ser lateralmente distribuídas às fibras do alojamento de acoplador de compósito de fibra. Isto efetivamen- te impede a falha estrutural do alojamento de acoplador de compósito de fibra na proximidade do pino principal.
É, a princípio, preferido que o corpo de base de compósito de fibra seja integralmente formado como um corpo bobinado feito de fibras de carbono na forma de fibras contínuas. Prestando-se bem à fabricação do alojamento de acoplador encontra-se o assim chamado processo de "Colo- cação de Fibra Sob Medida" (TFP), no qual as fibras são fixadas por meio de costura em substratos planos, tais como, por exemplo, um material têxtil de fibra de vidro ou carbono. A fixação pode ser feita usando diferentes materi- ais de fio de costura. Embora, por exemplo, os fios de poliéster possam con- tribuir para a resistência deste material CFP, fios de aramida, vidro ou car- bono podem aperfeiçoar a resistência ao cisalhamento interlaminar. É igual- mente possível, a princípio, utilizar fios fundíveis que se fundem durante a fase de infiltração. As fibras costuradas fixas, deste modo, se relaxam, ob- tendo uma estrutura de fibra homogênea.
É, no entanto, evidentemente também concebível se escolher o assim chamado processo de fibra impregnada com resina para fabricar o alojamento de acoplador de compósito de fibra. O processo de fibra impreg- nada com resina começa com fios finos de fibra de filamentos contínuos pa- ralelos pré-impregnados com uma resina polimérica viscosa. As fibras im- pregnadas com resina são providas com papéis ou filmes separados sobre ambos os lados e são processadas a partir de rolos. O material é cortado e em seguida estruturado em camadas de acordo com um plano de traçagem.
Uma vez que o processo de fibra impregnada com resina é par- ticularmente adequado para componentes relativamente grandes e ligeira- mente curvados e não para complexas construções tridimensionais, é prefe- rível se fazer uso do assim chamado processo de infiltração na fabricação do alojamento de acoplador empregado no acoplador adaptador da presente invenção. Isto resulta em um primeiro processamento de um produto "seco," isto é, um produto de fibra de carbono semiacabado, sem resina na pré- forma e que mais tarde é infiltrado com uma resina polimérica de baixa vis- cosidade.
A seguir, com referência aos desenhos em anexo na descrição das modalidades preferidas do acoplador adaptador de acordo com a pre- sente invenção, são mostrados:
a figura 1 é uma vista em perspectiva tridimensional de um aco- plador adaptador de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção;
a figura 2 é uma vista em perspectiva tridimensional de outra modalidade do acoplador adaptador de acordo com a presente invenção;
a figura 3a é uma vista em perspectiva tridimensional da parte traseira do alojamento de acoplador do acoplador adaptador provido com insertos de acordo com uma modalidade da presente invenção;
a figura 3b é uma vista frontal em perspectiva tridimensional do alojamento de acoplador de acordo com a figura 3a;
a figura 4 é um vista em perspectiva tridimensional da parte tra- seira do alojamento de acoplador do acoplador adaptador de acordo com uma modalidade da presente invenção sem os insertos;
a figura 5a é uma vista em perspectiva tridimensional de uma forquilha de acoplamento configurada como um inserto para uso em um alo- jamento de acoplador de acordo, por exemplo, com a figura 4;
a figura 5b é uma vista em perspectiva tridimensional de um pino de gancho de engate para uso em um alojamento de acoplador de acordo, por exemplo, com a figura 4;
a figura 6a é uma vista em perspectiva tridimensional a partir de cima e de baixo de um elemento em forma de luva configurado como um inserto, por exemplo, um inserto de metal, para o recebimento de um pino principal em um alojamento de acoplador de acordo, por exemplo, com a figura 4;
a figura 6b é uma vista em perspectiva tridimensional de um pino principal para uso em um alojamento de acoplador de acordo, por exemplo, com a figura 4;
a figura 7 é uma modalidade de um ilhó de acoplamento de construção híbrida para uma modalidade do acoplador adaptador de acordo com a presente invenção.
A modalidade do acoplador adaptador 1 da presente invenção ilustrado nos desenhos é de uma construção leve e consiste em um aloja- mento de acoplador 10 feito de um material compósito de fibra. Uma trava de acoplamento 5 se acomoda no alojamento de acoplador 10 como um primeiro mecanismo de conexão, servindo como conexão liberável do aco- plador adaptador 1 à cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central automático. Em termos específicos, o acoplador adaptador 1 ilustra- do nas figuras é desenhado de modo a se acoplar a um acoplamento de tampão central automático do tipo Scharfenberg®.
A trava de acoplamento 5 acomodada no alojamento de acopla- dor de compósito de fibra 10 compreende em particular uma peça de núcleo 6 que é montada de maneira pivotável com relação ao alojamento de aco- plador 10 por meio de um pino principal vertical 8. Um ilhó de acoplamento 7 é fixado a uma peça de núcleo 6 e serve para se encaixar em uma peça de núcleo de um acoplamento de tampão central automático a ser acoplado ao acoplador adaptador 1.
Embora não explicitamente ilustrado nas figuras, é obviamente concebível que a trava de acoplamento 5 compreenda ainda, além da peça de núcleo 6 acima citada, que é montada de maneira pivotável no alojamen- to de acoplador 10 por meio do pino principal 8 e ao qual o ilhó de acopla- mento 7 é fixado, molas de tensão, mancais de mola e uma vareta de catra- ca com um guia de perfurador de modo a permitir um acoplamento e desa- coplamento automáticos do acoplador adaptador 1 a um acoplamento de tampão central automático, por exemplo, do tipo Scharfenberg®. É, portanto, preferível que a trava de acoplamento 5 acomodada no alojamento de aco- plador 10 seja configurada como uma trava rotativa convencional e dese- nhada de modo a ficar conectada mecanicamente de maneira liberável à cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central automático.
Na modalidade do acoplador adaptador 1 da presente invenção ilustrado nas figuras, a peça de núcleo 6, o pino principal 8 assim como o ilhó de acoplamento 7 são de uma construção metálica (fundidos com preci- são). A fim de tornar o acoplador adaptador 1 muito menos pesado, é, evi- dentemente, concebível que, pelo menos alguns dos componentes que for- mam a trava de acoplamento 5 - tal como o alojamento de acoplador ΙΟ- sejam feitos como uma construção de compósito de fibra.
Por exemplo, é concebível se configurar o ilhó de acoplamento 7 como uma construção híbrida, como pode ser inferido a partir da figura 7. No caso do ilhó de acoplamento 7 ilustrado na figura 7, seções do dito ilhó de acoplamento 7 que servem para transmitir uma força trativa à peça de nú- cleo 6 da trava de acoplamento 5 são configuradas como insertos, por e- xemplo, insertos metálicos, embora, pelo menos parte da seção intermediá- ria do dito ilhó de acoplamento 7 seja feita de um material compósito de fibra.
A trava de acoplamento 5 acomodada no alojamento de acopla- dor 10 serve para transmitir uma carga de tração quando o acoplador adap- tador 1 é mecanicamente conectado à cabeça do acoplador de um acopla- mento de tampão central automático (não explicitamente mostrado nas figu- ras). Uma carga de compressão, por outro lado, é transmitida através da superfície frontal plana 11 do alojamento de acoplador 10. Como se pode notar a partir, por exemplo, das ilustrações das figuras 1 e 2, o alojamento de acoplador 10 exibe, para este fim, um perfil que consiste em uma borda plana, larga 13 assim como de superfícies de guia cônicas/em forma de funil. Este perfil automaticamente alinha o acoplador adaptador 1 a um acopla- mento de tampão central automático a ser mecanicamente conectado ao acoplador adaptador 1, centraliza o mesmo e permite o deslocamento um dentro do outro mesmo em curvas acentuadas e sob deslocamentos de altura. Em detalhe, conforme mostrado na figura 3b, a face frontal 11 do alojamento de acoplador 10 integralmente formado com o dito alojamento de acoplador 10 exibe uma borda plana, larga 13 à qual um colar plano, largo 12 é também fixado. O dito colar adicionalmente provido 12, em comparação a um alojamento de acoplador de construção metálica, aumenta a área de contato entre a face frontal 11 do alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 e a face frontal de uma cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central automático mecanicamente conectado ao acoplador adapta- dor 1. A área de contato ampliada assim obtida impede ou diminui uma con- centração dos vetores de fluxo de força sobre a face frontal 11 do alojamen- to de acoplador 10 durante a transmissão de uma força compressiva.
Uma vez que - conforme já notado acima - forças compressivas são transmitidas ao alojamento de acoplador de um acoplamento de tampão central automático mecanicamente conectado ao acoplador adaptador 1 a- través da superfície frontal plana 11 e do colar adicional 12 no acoplador adaptador 1 de acordo com a presente invenção, a ilustração na figura 2 de uma modalidade vantajosa do acoplador adaptador 1 da presente invenção mostra uma chapa frontal 2 de uma configuração metálica que é conectada de maneira liberável à face frontal 11 do alojamento de acoplador de compó- sito de fibra 10. A chapa frontal 2 de configuração metálica permite que as forças compressivas introduzidas no alojamento de acoplador 10 do acopla- dor adaptador 1 a serem efetivamente distribuídas através de uma superfície grande de modo a impedir uma concentração de vetores de fluxo de força na área de face frontal do alojamento de acoplador 10.
Como se pode notar especialmente a partir da figura 1, o aloja- mento de acoplador de compósito de fibra 10 do acoplador adaptador 1 po- de, também, compreender uma face frontal 11 de uma construção de com- pósito de fibra, configurada integralmente com o alojamento de acoplador 10. A dita face frontal 11 compreende, de preferência, um funil 14 para alojar um ilhó de acoplamento de um acoplamento de tampão central automático a ser mecanicamente conectado ao acoplador adaptador 1. Adjacente ao funil 14 configurado na face frontal 11 do alojamento de acoplador 10, um cone 15 de uma construção de compósito de fibra é também formado sobre a face frontal 11 do alojamento de acoplador 10 no acoplador adaptador 1 da figura 1.
Deste modo, a face frontal 11 do acoplador adaptador 1 exibe um perfil que é compatível com o perfil de uma cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central automático.
Como se pode observar a partir da figura 3a, uma forquilha de acoplamento 16 é configurada na seção final do acoplador adaptador 1 o- posta à face frontal 11 do alojamento de acoplador 10 que é inserível no gancho de engate 100 de um acoplamento do tipo parafuso para uma cone- xão liberável do acoplador adaptador 1 ao dito acoplamento do tipo parafu- so. Para este fim, o alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 com- preende um recesso 17 que estende o eixo geométrico longitudinal do aco- plador adaptador 1 em sua seção final oposta à face frontal 11. A forquilha de acoplamento 16 configurada como um inserto, por exemplo, um inserto de metal, se acomoda neste recesso 17 e é fixamente conectada ao material compósito de fibra do alojamento de acoplador 10, em particular por uma ligação adesiva.
O inserto que forma a forquilha de acoplamento 16, por exemplo, um inserto de metal, é ilustrado separadamente na figura 5a e exibe uma geometria em forma de U em seção transversal de modo que o componente de inserto inserido no recesso forma uma ranhura 18 que estende o eixo geométrico longitudinal do acoplador adaptador 1. Como sugerem as figuras 1 e 2, o gancho de engate 100 de um acoplamento do tipo parafuso pode ser inserido na dita ranhura 18.
Alternativamente ao inserto que forma a forquilha de acoplamen- to 16 ilustrada na figura 5a, é também concebível se formar a forquilha de acoplamento a partir de duas estruturas de suporte configuradas como inser- tos que são totalmente feitos de CFP. Buchas de metal podem ser integra- das às duas extremidades nas quais pinos são pressionados a fim de conec- tar as duas estruturas de suporte entre si. Estes pinos são mais grossos em seu centro entre as duas estruturas de suporte e ficam lateralmente nivela- dos às ditas estruturas de suporte. Elementos de metal na forma de meia- concha podem ser fixados (por exemplo, soldados) ao lado inclinado na di- reção da face frontal como uma proteção contra impacto.
A forquilha de acoplamento 16 configurada na extremidade tra- seira do acoplador adaptador 1 compreende ainda um pino de gancho de engate 19 que liga a ranhura 18 que se estende na direção longitudinal do acoplador adaptador 1 e conecta as seções de membro 16.1, 16.2 da forqui- lha de acoplamento 16 configurada como um inserto, por exemplo, um inser- to de metal. A figura 5b mostra o pino de gancho de engate 19 em uma ilus- tração separada. O mesmo é de preferência de uma construção metálica e pode ser fixamente conectado à forquilha de acoplamento 16 configurada como um inserto, por exemplo, um inserto de metal.
Em contrapartida, com o acoplador adaptador 1 mostrado nas figuras, o pino de gancho de engate 19, por um lado, e a forquilha de aco- plamento 16 configurada como um inserto, por exemplo, um inserto de me- tal, por outro lado, são, cada qual, configurados como um componente sepa- rado.
Por meio da forquilha de acoplamento 16 provida na extremida- de traseira do acoplador adaptador 1 e, em seguida, desta maneira, conec- tada ao pino de gancho de engate 19, forças trativas e compressivas que ocorrem durante a operação do acoplador adaptador 1 são introduzidas a partir de um gancho de engate 100 de um acoplamento do tipo parafuso no alojamento de acoplador de compósito de fibra 10, por meio do que o gan- cho de engate 100 do acoplamento do tipo parafuso é inserido na ranhura 18 configurada na extremidade traseira do acoplador adaptador 1. A fim de im- pedir picos de força quando a carga é introduzida no alojamento de acopla- dor de compósito de fibra 10, as seções de membro 16.1, 16.2 da forquilha de acoplamento 16 configurada como um inserto, por exemplo, um inserto de metal, são configuradas a serem comparativamente largas e material- mente ligadas niveladas ao material compósito de fibra do alojamento de acoplador 10.
É, portanto, preferido que o recesso 17 configurado na extremi- dade traseira do alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 exiba uma geometria correspondentemente arredondada a fim de garantir a pro- gressão mais contínua possível dos vetores de fluxo de força na transição entre a forquilha de acoplamento 16 configurada como um inserto, por e- xemplo, um inserto de metal, e o material compósito de fibra do alojamento de acoplador 10.
A forquilha de acoplamento 16 configurada como um inserto, por exemplo, um inserto de metal, é - conforme notado acima - materialmente conectada por meio da superfície de suas seções de membro 16.1, 16.2, particularmente ligadas, ao material compósito de fibra do alojamento de acoplador 10. Adicionalmente a esta conexão de material, a modalidade de acoplador adaptador 1 da presente invenção, conforme ilustrado, provê ain- da uma conexão positiva. Em termos específicos, elementos em forma de luva 20 são formados ou providos sobre as superfícies externas de cada uma das duas seções de membro 16.1, 16.2 da forquilha de acoplamento 16 configurada como um inserto, por exemplo, um inserto de metal (conforme figura 5a). Estes elementos em forma de luva 20 são, cada qual, positiva- mente alojados no respectivo furo de sonda horizontal 21 provido no aloja- mento de acoplador de compósito de fibra 10 (conforme figura 3a).
O pino de gancho de engate 19 acima citado se estende através dos elementos em forma de luva 20 da forquilha de acoplamento 16 configu- rada como um inserto, por exemplo, um inserto de metal. As respectivas ex- tremidades do pino de gancho de engate 19 são correspondentemente pre- sas por meio de um reforço 22, respectivamente uma porca, a fim de impedir que o pino de gancho de engate 19 caia do furo de sonda horizontal 21, res- pectivamente os elementos em forma de luva 20 da forquilha de acoplamen- to 16 acomodada no furo de sonda horizontal 21.
O pino principal vertical 8 da trava de acoplamento 5, que permi- te que a peça de núcleo 6 gire com relação ao alojamento de acoplador 10, é ilustrado separadamente na figura 6b. O pino principal 8 é conectado ao alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 de maneira similar. Espe- cificamente, os elementos em forma de luva 23 providos na modalidade pre- ferida do acoplador adaptador 1 da presente invenção, ilustrado nas figuras, são de preferência de uma construção metálica, através dos quais o pino principal vertical 8 da trava de acoplamento 5 é orientado, e alojados em um furo de sonda vertical 24 no alojamento de acoplador de compósito de fibra 10. Os elementos em forma de luva 23 de preferência configurados como insertos, por exemplo, insertos de metal, são ilustrados separadamente na figura 6a.
As figuras 6a e 3a tomadas em conjunto diretamente mostram que a região periférica do furo de sonda 24 provido no alojamento de aco- plador 10 e que se estende na direção longitudinal do pino principal 8 é de preferência configurada como a seção espessa 26, por meio do que os ele- mentos em forma de luva 23 exibem um colar saliente para fora 27 apoiado sobre a dita seção espessa 26.
A finalidade dos componentes em forma de luva 20 e 23 para acomodar o pino de gancho de engate 19 e o pino principal 6 é que as for- ças transmitidas ao alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 a par- tir do pino principal 8, do pino de gancho de engate 19 respectivamente, se- rão introduzidas sobre a maior área de superfície possível no material com- pósito de fibra. Neste caso, a força é introduzida no material compósito de fibra sobre a maior área possível de modo a particularmente impedir uma concentração de vetores de fluxo de força nos pontos submetidos à aplica- ção de força.
Este efeito é de preferência reforçado no sentido de que - con- forme acima sugerido - as regiões periféricas dos furos de sonda 21, 24 pro- vidos no alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 sejam corres- pondentemente reforçadas. Estes espessamentos 25, 26 nas regiões perifé- ricas dos furos de sonda 21, 24 providos no alojamento de acoplador 10 são de preferência configurados simetricamente aos pontos submetidos à aplica- ção de força.
Como se pode notar a partir das ilustrações providas nas figuras 1 e 2, o alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 exibe uma forma geral adaptada a um alojamento de acoplador 10 feito de metal, embora ar- redondado. Desta maneira, as dimensões geométricas do acoplador adapta- dor 1 da presente invenção correspondem substancialmente às dimensões de um acoplador adaptador metálico convencional de modo a não exceder as exigências de espaço determinadas pelo uso do acoplador adaptador 1. A forma arredondada do alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 serve para impedir as dobras de bordas agudas, frisos, etc. É, portanto, pos- sível, ao formar o alojamento de acoplador de compósito de fibra 10, posi- cionar as fibras ao longo dos vetores de fluxo de força esperados, por meio do que mudanças abruptas de direção das bordas agudas poderão ser evi- tadas. Tais mudanças de direção resultam em um efeito de entalhe das fi- bras e a uma falha estrutural.
É especificamente provido que as fibras dentro do alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 sejam posicionadas ao longo dos vetores de fluxo de força previamente calculados, de modo que as ditas fibras se tornem resistentes às forças às quais as mesmas submetem-se. Uma vez que o posicionamento das fibras ao longo dos vetores de fluxo de força pré- calculados pode resultar em uma orientação tridimensional das fibras, é pre- ferível configurar a parede de alojamento de acoplador 10 em camadas e realizar uma orientação de fibra otimizada dentro de cada camada. Assim sendo, realiza-se uma arquitetura de fibra específica, desenhada para man- ter as propriedades do alojamento de acoplador 10 do acoplador adaptador 1 que são adaptadas às cargas esperadas. É, portanto, preferível selecionar uma arquitetura de fibra quase isotópica, por exemplo, com componentes de fibra de uma magnitude idêntica na direção compressiva e de tração.
No desenho do alojamento de acoplador de compósito de fibra 10, é preferível empregar fibras de carbono na forma de fibras contínuas. Um assim chamado precursor é usado para fabricar tais fibras contínuas; isto é, um se inicia com um polímero de alto teor de carbono, que pode ser fiado de maneira relativamente fácil em fibras contínuas, e que é em seguida convertido em uma fibra de carbono em uma etapa de pirólise a jusante. De modo geral, as fibras de carbono consistem em filamentos paralelos contí- nuos, também referidos, em termos técnicos, como "fios de primeira torção". Vários processos diferentes são, a princípio, concebíveis para a fabricação do alojamento de acoplador 10 configurado a partir de um materi- al compósito de fibra. No entanto, particularmente adequado para a fabrica- ção do alojamento de acoplador 10 é o assim chamado método de "Coloca- ção de Fibra Sob Medida" (TFP) no qual as fibras são fixadas por meio de costura em substratos planos, tais como, por exemplo, um material têxtil de fibra de vidro ou carbono. A dita fixação pode ser feita usando diferentes ma- teriais de fio de costura.
Em detalhe, na fabricação do alojamento de acoplador de com- pósito de fibra 10, é preferido usar o método TFP para posicionar as fibras de carbono na forma aproximada de uma rede ao longo de trajetórias previ- amente calculadas correspondentes aos vetores de fluxo de força calcula- dos. Embora, uma vez que o alojamento de acoplador 10 seja configurado a partir de fibra, o compósito exibe um formato tridimensional relativamente complexo, que se aproxima ao formato de um alojamento de acoplador 10 feito de metal, mesmo que o processo TFP não possa deixar de ter as fibras contínuas de carbono posicionadas com raios de curva relativamente aper- tados, em particular na frente e atrás da área do alojamento de acoplador 10. Em raios de curva apertados, os fios de primeira torção tendem a se in- clinar ou a ficar em pé nas regiões curvadas. Os filamentos na curva interna da trajetória posicionada teriam de se empenar ou distender para a curva externa. No entanto, a rigidez das fibras de reforço não permite nenhuma compensação longitudinal com relação à resistência à tração e compressiva dos filamentos, o que resultaria em uma redução da resistência estrutural.
Por este motivo, é preferido que o alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 seja formado como um corpo bobinado, em que as fibras contínuas de carbono são assentadas em círculos. Em função de a força não ser aplicada diretamente ao alojamento de acoplador de compósito de fibra 10 no acoplador adaptador da presente invenção 1, mas, ao contrá- rio, sobre insertos relativamente grandes, por exemplo, os insertos de metal, 16, 20, 23, isto efetivamente impede que a carga seja distribuída sobre uma grande área na qual uma força é introduzida e sempre desviada para um número suficiente de fibras de suporte de carga.
A presente invenção não se limita às modalidades do acoplador adaptador 1 descrito com referência aos desenhos. Por conseguinte, é, por exemplo, também concebível se realizar outros componentes do acoplador adaptador 1 além do alojamento de acoplador 10 no compósito de fibra ou construção híbrida, por exemplo, um fixador pode ser configurado sobre a face frontal 11 do alojamento de acoplador 10, também de uma construção de compósito de fibra e configurado integralmente com o alojamento de aco- plador de compósito de fibra 10.
Por outro lado, é igualmente concebível se configurar o ilhó de acoplamento 7 da trava de acoplamento como uma construção híbrida, em que as áreas do ilhó de acoplamento 7 submetidas à força são configuradas como insertos, por exemplo, insertos de metal, enquanto o compósito de fibra é usado para as demais áreas.
Claims (17)
1. Acoplador adaptador (1) para a adaptação de acoplamentos de desenhos diferentes, em que o acoplador adaptador (1) compreende: - um primeiro mecanismo de conexão (5) para a conexão liberá- vel do acoplador adaptador (1) a um primeiro acoplador; - um segundo mecanismo de conexão (16) para a conexão Iibe- rável do acoplador adaptador (1) a um segundo acoplador; e - um alojamento de acoplador (10) para conectar o primeiro me- canismo de conexão (5) ao segundo mecanismo de conexão (16), caracterizado pelo fato de que: - o alojamento de acoplador (10) é feito de um material compósi- to de fibra, em particular um material compósito de fibra de carbono, e exibe um formato adaptado a um acoplador adaptador configurado sobre um alo- jamento de acoplador de uma construção metálica, em que o alojamento de acoplador (10) tem uma forte arquitetura fibrosa resistente às cargas de tra- ção que experimenta; - em que, para introduzir forças trativas e compressivas no alo- jamento de acoplador (10), o primeiro mecanismo de conexão (5) e/ou o se- gundo mecanismo de conexão é/são desenhado(s) como um inserto e aco- modado(s) no alojamento de acoplador (10) e fixamente conectado(s) ao dito alojamento de acoplador (10).
2. Acoplador adaptador de acordo com a reivindicação 1, em que o alojamento de acoplador (10) exibe uma arquitetura de fibra específica que desvia a carga compressiva introduzida no alojamento de acoplador (10) através do primeiro mecanismo de conexão (5) e/ou o segundo mecanismo de conexão (16) de tal modo que pelo menos uma porção da mesma seja absorvida pelo material reforçado com fibra de carbono como uma carga de tração.
3. Acoplador adaptador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o alojamento de acoplador (10) compreende áreas de fibra de tração ou compressão que são espacialmente separadas uma da outra, pelo menos seccionalmente, e integradas ao material compósito de fibra de carbono, em que a carga de tração introduzida no alojamento de acoplador (10) através do primeiro e/ou segundo mecanismo de conexão (5, 16) é essencialmente absorvida pela área de tração de fibra e a carga compressiva introduzida no alojamento de acoplador (10) pelo primeiro e/ou segundo mecanismo de co- nexão (5, 16) é essencialmente absorvida pela área de compressão de fibra.
4. Acoplador adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o primeiro mecanismo de conexão (5) tem uma trava de acoplamento para a conexão liberável do acoplador adap- tador (1) à cabeça do acoplador de um acoplamento de tampão central, e em que o segundo mecanismo de conexão (16) tem uma forquilha de aco- plamento inserível no gancho de engate (100) de um acoplamento do tipo parafuso ou acoplamento AAR para a conexão liberável do acoplador adap- tador (1) à cabeça do acoplador de um acoplamento do tipo parafuso ou a- coplamento AAR.
5. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 3 em combinação com a reivindicação 4, em que a área de compressão de fibra é configurada como uma corda de compressão integrada no material compósi- to de fibra de carbono, que corre a partir da face frontal de trem do alojamen- to de acoplador (10) para uma área da forquilha de acoplamento que recebe uma carga compressiva, e em que a área de tração de fibra é configurada como uma corda de tração integrada no material compósito de fibra de car- bono que conecta um pino principal da trava de acoplamento a uma área da forquilha de acoplamento que recebe uma carga de tração.
6. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 4 ou 5, em que o alojamento de acoplador (1) exibe um perfil cônico ou em forma de funil para a sua seção horizontal longitudinal sobre a sua extremidade afunilada e é configurado com um recesso (17) que estende o eixo geomé- trico longitudinal do acoplador adaptador (1), e em que uma forquilha de a- coplamento (16) configurada como um inserto é alojada no dito recesso (17) configurado na extremidade afunilada do alojamento de acoplador e conec- tado ao dito alojamento de acoplador (10).
7. Acoplador adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, em que a forquilha de acoplamento (16) configurada como um inserto compreende duas seções de membro substancialmente paralelas (16.1, 16.2) fixamente conectadas em alinhamento com o aloja- mento de acoplador (1), e em que um pino de gancho de engate (19) é ainda provido, o qual conecta as duas seções de membro (16.1, 16.2) da forquilha de acoplamento (16) configurada como um inserto entre si, de preferência em suas extremidades de extremidade livres, e é desenhado de modo a transmitir forças trativas ou compressivas a partir do gancho de engate (100) de um acoplamento do tipo parafuso ou acoplamento AAR para a forquilha de acoplamento (16) configurada como um inserto.
8. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 7, em que o pino de gancho de engate (19) é configurado separadamente da for- quilha de acoplamento (16) configurada como um inserto e acomodada em alinhamento axial nos furos de sonda providos nas duas seções de membro (16.1, 16.2) da forquilha de acoplamento (16) configurada como um inserto.
9. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 8, em que a forquilha de acoplamento (16) configurada como um inserto compre- ende dois elementos em forma de luva (20) axialmente alinhados aos furos de sonda configurados nas duas seções de membro da forquilha de acopla- mento (16) configurado como um inserto, e que são alojadas em um furo de sonda horizontal (21) configurado no alojamento de acoplador (10), em que o pino de gancho de engate (19), por um lado, corre através dos dois ele- mentos em forma de luva (20) da forquilha de acoplamento (16) e, por outro lado, através do furo de sonda horizontal (21) provido no alojamento de aco- plador (10).
10. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 9, em que a região periférica do furo de sonda (21) que corre através do aloja- mento de acoplador (10) é configurada como uma seção espessa (25).
11. Acoplador adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 10, em que a trava de acoplamento (5) compreende uma peça de núcleo (6) com um ilhó de acoplamento fixado (7) de maneira pivo- tável com relação ao alojamento de acoplador (10) por meio de um pino principal verticalmente estendido (8), e em que a(s) seção/seções de extre- midade superior e/ou inferior do pino principal (8) é/são respectivamente montada(s) em um elemento em forma de luva (23) configurado como um inserto, em que os elementos em forma de luva (23) configurados como um inserto são ajustados em um furo de sonda (24) provido no alojamento de acoplador (10) e se estendem na direção longitudinal do pino principal e são fixamente conectados ao dito alojamento de acoplador (10).
12. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 11, em que a região periférica do furo de sonda (24) provida no alojamento de acoplador (10) e que se estende na direção longitudinal do pino principal (8) é configurada como uma seção espessa (26), e em que o elemento em for- ma de luva (23) exibe um colar saliente para fora (27) que se sustenta sobre a dita seção espessa (26).
13. Acoplador adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o alojamento de acoplador (10) exibe uma face frontal (11) no primeiro e/ou segundo mecanismo de conexão (5,16) que tem uma borda plana, larga (13) e um colar (12) também fixado à dita borda (13).
14. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 13, compreendendo ainda uma chapa frontal (2), em particular uma chapa fron- tal de uma configuração metálica, que é conectada de forma liberável a uma face frontal (11) do alojamento de acoplador (10).
15. Acoplador adaptador (1) de acordo com a reivindicação 13 ou 14, em que o alojamento de acoplador (10) compreende um fixador confi- gurado a partir de um material compósito de fibra que é fixamente conectado a uma face frontal (11) do alojamento de acoplador (10), respectivamente formado sobre a dita face frontal (11) do alojamento de acoplador (10).
16. Acoplador adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, em que um funil (14) para alojar um ilhó de acopla- mento de um acoplamento de tampão central automático é configurado em uma face frontal (11) do alojamento de acoplador (10) e, espaçado a uma distância do dito funil (14), um cone (15) feito de um material compósito de fibra.
17. Acoplador adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o alojamento de acoplador (10) é pelo menos parcialmente formado como um corpo bobinado.
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