MX2010012721A - Seguro mejorado para acoplador de carros de ferrocarril con chaflán mejorado en el asiento subyacente del nudillo. - Google Patents

Abstract

Un bloqueador (16) mejorado para un acoplador de ferrocarril (10), dicho mejoramiento comprendiendo un chaflán (28) incrementado sobre un asiento del retallo articulado (34).

Description

SEGURO MEJORADO PARA ACOPLADOR DE CARROS DE FERROCARRIL CON CHAFLÁN MEJORADO EN EL ASIENTO SUBYACENTE DEL NUDILLO SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No. de serie 611055,713 presentada el 22 de mayo del 2008, y 611055,403 presentada el 22 de mayo del 2008 cuyas descripciones se incorporan en la presente por referencia en su totalidad.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente al campo de los acopladores para carros de ferrocarril, y más específicamente a un seguro de acoplador mejorado que mejora la rotación del nudillo desde el bloqueo, con un chaflán mejorado en el asiento subyacente del nudillo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los seguros de acoplador para carros de ferrocarril normalmente tienen tres posiciones: asegurada, no asegurada y bloqueada. La posición bloqueada permite la liberación de los acopladores cuando los carros de ferrocarril son separados. A veces los ensambles de acoplador no funcionan adecuadamente en el bloqueo, con el nudillo del acoplador atascado contra el seguro, evitando la rotación apropiada del nudillo. En algunos casos se da una interferencia del nudillo y el seguro en el bloqueo. Esto requiere que el usuario levante y sostenga la palanca de desacoplar en la posición más elevada para facilitar el desacoplamiento, en vez de elevar el mango para ubicar al seguro en el bloqueo y que permanezca en esa posición para que el operador pueda soltar la palanca de desacoplar. El mantener la palanca de desacoplar en la posición elevada para asegurar que el acoplador esté liberado mientras los carros están siendo acoplados o desacoplados, puede ser un problema de seguridad y no se recomienda. Cuando se quieren resolver los problemas de atascamiento del bloqueo entre el nudillo y el seguro, se le prestaba atención tradicionalmente al seguro y a su interfaz con el lanzador para resolver el problema.

Las opciones pueden ser limitantes si sólo se presta atención a los componentes en las patentes anteriores, como las patentes de E.U.A. Nos. 2,350,470; 2,709,007; 3,850,312; 4,084,705 y 4,363,414, todas ellas incorporadas en su totalidad en la presente como referencia. Las opciones también son limitantes cuando la atención sólo está en las partes coincidentes del sistema.

Otra desventaja también puede incluir la incapacidad de medir por completo (escanear) hasta un nivel muy preciso (+/- 0.00254 cm) todas las superficies de cada componente (ya sea en forma teórica o a partir de partes de producción verdaderas), para crear un modelo de CAD muy preciso (+/-0.00254 cm) de cada parte, y después crear un ensamble de CAD del sistema que funcione. Además el diseñador pudiera no tener la habilidad para usar este modelo para investigar los problemas, y para modelar y después simular los cambios propuestos del diseño para optimizar el modelo. En el pasado se asumía que las compañías que tenían las capacidades de modificar el diseño o no estaban interesadas, o eran incapaces de tomarse el tiempo, de dedicar los recursos de ingeniería, y/o de gastar el dinero necesario para investigar los problemas con el detalle necesario para identificar el problemas, y después diseñar una solución a estos problemas. En la actualidad se encuentran disponibles software y hardware (a un precio accesible) y proporcionan las herramientas necesarias para que las utilicen los expertos en la técnica para resolver los problemas que habían sido dejados sin resolver.

Se necesita mejorar la rotación del nudillo para eliminar el atascamiento mientras están en la posición bloqueada, sin desalinearse significativamente del ensamble de acoplador aceptado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El sistema podrá entenderse mejor con referencia a los siguientes dibujos y descripción. Los componentes de las figuras no necesariamente están a escala, sino que se hace énfasis en la ilustración de los principios de la invención. Además, en las figuras, los números de referencia iguales designan partes correspondientes a través de las diferentes vistas.

La figura 1 es una vista en perspectiva de un acoplador despiezado para carros de ferrocarril.

La figura 2 es una vista en perspectiva del acoplador de la figura 1 en una configuración ensamblada.

La figura 3A es una vista en sección transversal del acoplador de la figura 1 en una posición asegurada.

La figura 3B es una vista en sección transversal del acoplador de la figura 1 en la posición bloqueada.

La figura 3C es una vista en sección transversal en acercamiento del acoplador de la figura 1 en la posición bloqueada.

La figura 3D es una vista en sección transversal en acercamiento del acoplador de la figura 1 en la posición bloqueada.

La figura 3E es una vista en sección transversal del acoplador de la figura 1 en la posición no asegurada.

La figura 4 es una vista lateral de un seguro de la técnica anterior. La sección A-A muestra el chaflán de dicho seguro.

La figura 5 es una vista lateral de un seguro de acuerdo con la presente invención. La sección B-B muestra el chaflán de dicho seguro.

La figura 6 es una vista en perspectiva del seguro de la técnica anterior de la figura 4.

La figura 7 es una vista en perspectiva del seguro de la figura 5. La figura 8 es una vista de la interfaz entre el seguro y el nudillo. La figura 9 es una vista alternada de la interfaz entre el seguro y el nudillo.

La figura 10 es una vista esquemático del área circular de las figuras 8 y 9.

La figura 11 es una vista en perspectiva de un seguro que incluye un filo de radio variable.

La figura 12 es una vista alternada de la interfaz entre el seguro y el nudillo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una primera modalidad se proporciona un seguro mejorado para un acoplador de carros de ferrocarril que comprende un chaflán aumentado en un asiento subyacente del nudillo.

En una segunda modalidad, se proporciona un seguro mejorado para acoplador de carros de ferrocarril, que comprende un radio incrementado en el asiento subyacente del nudillo de dicho seguro.

En una tercera modalidad, se proporciona un seguro mejorado para un acoplador de carros de ferrocarril que comprende por lo menos una modificación, que da como resultado la disminución de la fuerza para abrir el nudillo, o se reduce o elimina la ocurrencia del atascamiento del nudillo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La figura 1 muestra un acoplador 10 despiezado para poner en contexto la presente invención. La figura 2 muestra el mismo acoplador de la figura 10 en una configuración ensamblada. Se muestran el cuerpo 12, el nudillo 14, el seguro 16, el lanzador 18, el perno de pivote 20 y el ensamble elevador de seguro 22. Las figuras 3A-3E ilustran el seguro 16 en las configuraciones "asegurada", "bloqueada" o "no asegurada" para referencia. En la figura 3E, el seguro 16 está en la configuración no asegurada. En las figuras 3B, 3C y 3D, el seguro 16 está en la posición bloqueada y en la figura 3A el seguro 16 está en la posición asegurada.

Cuando se acoplan entre si dos carros de carga, no es posible lanzar al nudillo 14 a la posición abierta. La función de bloqueo permite al empleado ferrocarrilero, utilizando la palanca de desacoplamiento (no se muestra) que se extiende desde el lado del carro hasta el acoplador 10, elevar al seguro 16 sin lanzar el nudillo 14 a la posición abierta. Una vez que el seguro 16 ha sido colocado en la posición bloqueada, es posible tirar de uno de los carros de carga para alejarlo del otro y hacer que el nudillo 14 gire a la posición abierta, sin la intervención del empleado ferrocarrilero en la operación de separación de los carros de carga. Sin embargo, si el seguro 16 no se inerconecta apropiadamente la cola del nudillo 24, podría no ocurrir la rotación del nudillo 14 a la posición abierta, y no se obtiene la ventaja de la función de bloqueo. Las mejoras a la superficie y/o al perfil y/o el contorno del seguro que hacen ¡nterfaz con la cola del nudillo 24, están diseñadas para asegurar una operación mejorada de la función de bloqueo.

Cuando el seguro 16 se eleva a la posición bloqueada, es importante que el área de contacto entre el seguro 16 y la cola del nudillo 24 permita que la cola de nudillo 24 gire debajo de la superficie del seguro 16 cuando se aplica una fuerza de tracción en la cara de tracción 26 del nudillo 14. Si el área de contacto entre el seguro 16 y la cola de nudillo 24 es tal que el componente vertical de la fuerza de contacto eleva ligeramente al seguro 16, de manera que éste no pueda superar la fuerza horizontal resistiendo la rotación del nudillo 14, entonces el nudillo 14 no girará a la posición abierta cuando se aplique una fuerza de tracción en la cara de tracción 26 del nudillo 14. La adición de los chaflanes 28 en el asiento subyacente del nudillo 34 como se muestra en las figuras 5 y 7, asegura que estas fuerzas no estén en la condición antes mencionada y permitan una operación de bloqueo mejorada. Las figuras 4 y 6 muestran un seguro de la técnica anterior para comparación.

La presente invención considera todo el sistema de acoplador, y no sólo al seguro 16 y al lanzador 18. Con el uso de las técnicas Diseño auxiliado por computadora (CAD por sus siglas en inglés) cada parte es moldeada y su funcionamiento es revisado como un sistema completo. Anteriormente se hacía un prototipo de la interacción, y después se hacía un prototipo de todas las diferentes permeaciones y las diferentes combinaciones de cada variable. Esto hacía que el análisis de la relación mutua de más de dos características fuera muy laborioso, tardado y costoso. Además, si la solución dependía de una de las partes removibles, cuando se removía la parte del cuerpo también se removía el ajuste.

Se llevaron a cabo pruebas de intercambio físico que incluían acopladores de diferentes fabricantes, con la aplicación específica de la función de bloqueo. Se hicieron observaciones sobre los casos en los que la función de bloqueo no funcionaba bien o funcionaba con un éxito marginal. Se encontró que un factor crítico en la operación apropiada de bloqueo era el área de contacto 32 entre el seguro 16 y la cola de nudillo 24. (Figuras 8 y 9).

Con referencia a las figuras 5 y 7, la presente invención mejora la rotación del nudillo 14 desde el bloqueo, agregando un chaflán 28 en el asiento subyacente del nudillo 34 del seguro 16. De preferencia la longitud del chaflán 28 del asiento subyacente del nudillo aumenta hasta aproximadamente 8.89 cm, pero es aceptable cualquier punto en una escala de 6.35 cm a 8.89 cm.

La figura 4 es una comparación de un seguro 16 de la técnica anterior y un seguro 16 que utiliza el chaflán 28 de la presente invención, ilustrando la diferencia en los ángulos de la cara del seguro después del aumento en la longitud del chaflán 28. Este cambio reduce la fuerza que se necesita para abrir el nudillo 14. El chaflán 28 incrementado también se ilustra tri-dimensionalmente en la figura 7, en comparación con un seguro 16 de la técnica anterior en la figura 6. El nudillo 14 y la interfaz de seguro se muestran en las figuras 8 y 9.

La figura 10 es una vista esquemática mostrando área circular de las figuras 8 y 9. La figura 10 ilustra el componente vertical de la fuerza de contacto "W" y la fuerza horizontal "F2" resistiendo la rotación del nudillo 14. La figura 12 ilustra las fuerzas de la figura 10 desde un ángulo diferente e incluyendo una fuerza de tracción o fuerza de tiro "F1" en la cara de tracción del nudillo 14. La ecuación que se muestra a continuación ilustra la reducción de la fuerza requerida para abrir el nudillo 14 gracias al chaflán 28 incrementado. Si el ángulo T es de 0°, hay el equivalente al traslape en exceso entre el seguro 16 y el nudillo 14 y requiere de una fuerza infinita, o puede provocar el atascamiento del nudillo. Si el ángulo T es de 90°, hay el equivalente a un traslape no excesivo entre el seguro 16 y el nudillo 14, y el nudillo 14 requiere de poca fuerza o de ninguna fuerza para abrirlo.

F1 a F2 (F1 es proporcional a F2) F2 COS 0 F2 = P cosO i send -— w P W = P sene F2 PcosO W Psen9 £ F±2 = _ 1!_ W tantf Como ? Como ? o En una modalidad alternativa de la presente invención que se ilustra en la figura 11 , se incluye un filo de radio variable 40 en el asiento subyacente del nudillo 34 en vez de un chaflán incrementado 28 para lograr el mismo efecto. El filo de radio variable que se ilustra en la figura empieza en un radio de aproximadamente 2.28 cm cerca de la cara del nudillo 36 del seguro 16, se estrecha hasta un radio de aproximadamente 0.889 cm lejos de la cara del nudillo 36 del seguro, y después se estrecha hasta un radio de aproximadamente 0.254 cm en el extremo del filo más lejos de la cara del nudillo 36 del seguro 16. Pero también son posibles otros radios.

Podrá notarse que se pueden hacer una gran variedad de cambios a las presentes modalidades sin apartarse del alcance de la invención reclamada. Se podría agregar más o menos material a las áreas designadas. También pueden variar las áreas, siempre que el material cause más interferencia con la rotación del nudillo del acoplador o cualquier otro componente del acoplador. También se podrían utilizar diferentes perfiles y/o formas y/o combinaciones de chaflanes-perfiles-formas en lugar del chaflán compuesto.

Por lo tanto, se pretende que la descripción detallada de lo anterior se considere como ilustrativa y no limitativa y que se entienda que las siguientes reivindicaciones, incluyendo todos los equivalentes, tienen por objeto definir el espíritu y el alcance de esta invención.

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un seguro mejorado para un acoplador de carros de ferrocarril, dicha mejora comprende un chaflán incrementado en un asiento subyacente del nudillo.

2. - El seguro mejorado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la longitud del asiento subyacente del nudillo aumenta aproximadamente 6.35 cm.

3. - El seguro mejorado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la longitud del asiento subyacente del nudillo aumenta hasta aproximadamente 8.89 cm.

4. - Un seguro mejorado para acoplador de carros de ferrocarril, dicho seguro comprende un radio incrementado en el asiento subyacente del nudillo de dicho seguro.

5. - El seguro mejorado de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicho radio incrementado se estrecha desde un radio de aproximadamente 2.28 cm. cerca de la cara del nudillo del seguro, se estrecha hasta un radio de aproximadamente 0.889 cm. lejos de la cara del nudillo del seguro, y después se estrecha hasta un radio de aproximadamente 0.254 cm. en el extremo del filo más lejano de la cara del nudillo del seguro.

6.- Un seguro mejorado para un acoplador de carros de ferrocarril, dicho seguro comprende por lo menos una modificación que da como resultado la disminución de la fuerza para abrir el nudillo, o se reduce o elimina la ocurrencia del atascamiento del nudillo.