MX2013011072A - Mecanismo de soporte de acoplador. - Google Patents
Mecanismo de soporte de acoplador.Info
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Abstract
Se describe un acoplador para vehículos ferroviarios que incluye un anda de acoplador, un mecanismo de acoplador soportado al anda de acoplador por in tubo de deformación y un elemento de aparato de tracción, y un mecanismo de soporte de acoplador. El mecanismo de soporte de acoplador incluye dos brazos de soporte montados pivotalmente a una parte inferior de un conector de acoplamiento. Una varilla de tensión es provista para cada brazo de soporte para controlar el desplazamiento pivotal de cada brazo de soporte. Cada brazo de soporte incluye además un resorte de torsión que es cargado cuando el brazo de soporte es desplazado pivotalmente en una dirección ascendente y descargado cuando el brazo de soporte es desplazado pivotalmente en una dirección descendente. La posición de cada brazo de soporte puede ser ajustada independientemente, permitiendo así el ajuste del acoplador a lo largo de planos longitudinal y lateral del vehículo ferroviario.
Description
MECANISMO DE SOPORTE DE ACOPLADOR
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS
Esta solicitud reclama prioridad de la solicitud de patente de E.U.A. provisional No. 61/473,353, presentada el 8 de abril de 2011, la cual se incorpora en la presente por referencia.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Campo de la invención
La presente invención está dirigida a acopladores para automóviles de tránsito, y más particularmente, a acopladores que tienen un mecanismo de soporte de acoplador para ajuste mult idimensional para una cabeza de acoplador de un vehículo ferroviario en masa.
Descripción de la técnica relacionada
Los mecanismos de soporte verticales se usan comúnmente en conectores de vehículos ferroviarios masivos conocidos como acopladores. El
propósito de los mecanismos de soporte vertical existentes es soportar un acoplador de vehículo ferroviario así como proporcionar ajuste vertical del acoplador. Los mecanismos de soporte vertical convencionales utilizan elementos suspendidos en resortes capaces de comprimirse bajo una carga vertical impuesta por el acoplador. En una aplicación típica, la carga vertical impuesta por el acoplador es transferida al mecanismo de soporte vertical de tal manera que uno o más resortes sean comprimidos. El número de rigidez de los resortes determina el desplazamiento vertical del mecanismo de soporte vertical bajo carga.
En otro diseño, elementos suspendidos por resortes pueden ser reemplazados con un mecanismo hidráulico en donde la carga vertical impuesta por el acoplador sea soportada por una fuerza transferida a un fluido hidráulico dentro de un cilindro. En otra alternativa, resortes en el elemento suspendido por resortes pueden ser reemplazados con un material elastomérico elástico, tal como caucho, capaz de desviarse bajo carga y restablecer su forma una vez que la carga se retire.
Los diseños existentes para mecanismos de soporte vertical están asociados con un número de desventajas. Los mecanismos de soporte vertical convencionales sólo ajustan la posición del acoplador en un solo plano en una dirección vertical. El ajuste lateral del acoplador no es posible debido a que estos mecanismos de soporte vertical permiten movimiento sólo en la dirección vertical paralela al suelo. Además, debido a que grandes resortes o cilindros hidráulicos se requieren para sostener cargas verticales pesadas impuestas en el acoplador, los mecanismos de soporte vertical convencionales ocupan una cantidad sustancial de espacio. Estas disposiciones impiden la instalación de componentes auxiliares adyacentes al acoplador. Además, los diseños existentes son susceptibles a una reducción en eficiencia operativa debido a la contaminación formada ocasionada por acumulación de restos entre una o más bobinas de los resortes. Además, los mecanismos de soporte vertical convencionales siempre soportan una carga impuesta por el acoplador y no pueden ser
desacoplados del soporte de la carga sin eliminar el mecanismo de soporte vertical del acoplador.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
En vista de lo anterior, existe la necesidad por un mecanismo de soporte de acoplador capaz del ajuste muí tidimensional de tal manera que la alineación de acopladores entre vehículos ferroviarios adyacentes pueda ser ajustada en más de un plano de movimiento. Existe una necesidad adicional por proporcionar un mecanismo de soporte de acoplador que tenga dimensiones compactas y peso reducido que permita la instalación de componentes auxiliares adyacentes al acoplador. Existe una necesidad adicional de proporcionar un mecanismo de soporte de acoplador que reduzca la posibilidad de contaminación por la acumulación de restos que reduce la eficiencia operativa del mecanismo de soporte de acoplador. Existe una necesidad adicional por un mecanismo de soporte de acoplador que pueda ser desacoplado de soportar una carga
impuesta por el acoplador sin eliminar el mecanismo de soporte de acoplador del acoplador.
De acuerdo con una modalidad, un acoplador para un vehículo ferroviario puede incluir un ancla de acoplador, un mecanismo acoplador conectado al ancla de acoplador y un mecanismo de soporte de acoplador que soporte el mecanismo de acoplador. El mecanismo de soporte de acoplador puede incluir una pluralidad de brazos de soporte conectados al ancla de acoplador para soportar un acoplador de vagón ferroviario. Además, el mecanismo de soporte de acoplador también puede incluir una pluralidad de resortes de torsión que correspondan a la pluralidad de brazos de soporte. La pluralidad de resortes de torsión puede conectarse oper tivamente a la pluralidad de brazos de soporte de tal manera que el movimiento pivotal de cualquiera de la pluralidad de brazos de soporte cause un movimiento giratorio de los resortes de torsión correspondientes. Cada uno de la pluralidad de brazos de soporte puede moverse pivotalmente independiente de los brazos de soporte restantes para permitir movimiento del ancla de acoplador al menos en dos planos de movimiento.
De acuerdo con otra modalidad, el acoplador para un vagón ferroviario puede incluir además una pluralidad de varillas de tensión que corresponden a la pluralidad de brazos de soporte. La pluralidad de varillas de tensión puede conectarse operativamente a los brazos de soporte para controlar el movimiento pivotal de los brazos de soporte. Un primer extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede conectarse al ancla de acoplador y un segundo extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede conectarse al brazo de soporte correspondiente. La longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede ser ajustable de tal manera que cada uno de los resortes de torsión correspondientes sea cargado cuando la varilla de tensión sea acortada y descargado cuando la varilla de tensión sea alargada. En esta modalidad, la longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede ser ajustable al hacer girar un extremo superior de la varilla de tensión con respecto al extremo inferior de la varilla de tensión.
De acuerdo con otra modalidad más, cada uno de la pluralidad de brazos de soporte del mecanismo de soporte de acoplador puede incluir un elemento de montaje de brazo de soporte que tenga una porción central deprimida y una abertura que se extienda a través del elemento de montaje del brazo de soporte. En esta modalidad, cada uno de la pluralidad de brazos de soporte puede incluir además un elemento de brazo que se extienda desde el elemento de montaje. La varilla de tensión correspondiente puede conectarse operativamente al elemento de brazo. Un primer extremo de cada resorte de torsión puede conectarse al brazo de soporte correspondiente y un segundo extremo de cada resorte de torsión puede conectarse a un conector de resorte de tors ión .
De acuerdo con otra modalidad, un acoplador de vagón ferroviario para acoplar vagones ferroviarios puede incluir un ancla de acoplador conectada a un cuerpo de vagón ferroviario, un mecanismo acoplador conectado al ancla de acoplador por un tubo de deformación, y un mecanismo de soporte de acoplador que soporte el mecanismo de
acoplador. El mecanismo de soporte de acoplador puede incluir una pluralidad de brazos de soporte conectados al ancla de acoplador para soportar el acoplador de vagón ferroviario. Además, el mecanismo de soporte de acoplador puede incluir también una pluralidad de brazos de soporte conectados al ancla de acoplador para soportar un acoplador de vagón ferroviario y una pluralidad de resortes de torsión que correspondan a la pluralidad de brazos de soporte. En esta modalidad, la pluralidad de resortes de torsión pueden conectarse operativamente a la pluralidad de brazos de soporte de tal manera que el movimiento pivotal de cualquiera de la pluralidad de brazos de soporte cause un movimiento giratorio de los resortes de torsión correspondientes.
De acuerdo con una modalidad más, cada uno de la pluralidad de brazos de soporte puede moverse pivotalmente independientemente de los brazos de soporte restantes para permitir el movimiento del ancla de acoplador en al menos dos planos de movimiento. El acoplador de vagón ferroviario puede incluir además una pluralidad de varillas de tensión
que correspondan a la pluralidad de brazos de soporte. La pluralidad de varillas de tensión pueden conectarse operativamente a los brazos de soporte para controlar el movimiento pivotal de los brazos de soporte. Un primer extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede conectarse al ancla de acoplador y un segundo extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede conectarse al brazo de soporte correspondiente.
De acuerdo con otra modalidad más, la longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede ser ajustable de tal manera que cada uno de los resortes de torsión correspondientes sea cargado cuando la varilla de tensión sea acortada y descargado cuando la varilla de tensión sea alargada. La longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión puede ser ajustable al hacer girar un extremo superior de la varilla de tensión con respecto al extremo inferior de la varilla de tensión. En esta modalidad, cada uno de la pluralidad de brazos de soporte puede incluir un elemento de montaje de brazo de soporte que tenga
una porción central deprimida y una abertura que se extienda a través del elemento de montaje de brazo de soporte. Además, cada uno de la pluralidad de brazos de soporte puede incluir además un elemento de brazo que se extienda desde el elemento de monta j e .
Las anteriores y otras características y funciones así como los métodos de operación se harán claros después de la consideración de la siguiente descripción con referencia a los dibujos acompañantes, en los que números de referencia iguales designan partes correspondientes en las diferentes figuras.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista en perspectiva de un mecanismo de soporte vertical típico instalado en un acoplador de vehículo ferroviario.
La figura 2 es una vista en perspectiva superior de una modalidad de un mecanismo de soporte de acoplador instalado en un acoplador de vehículo ferroviario de acuerdo con una modalidad.
La figura 3 es una vista en perspectiva inferior del mecanismo de soporte de acoplador instalado en un acoplador de vehículo ferroviario de acuerdo con la modalidad mostrada en la figura 2.
La figura 4 es una vista lateral del mecanismo de soporte de acoplador instalado en un acoplador de vehículo ferroviario como el mostrado en las figuras 2-3.
La figura 5 es una vista en perspectiva despiezada del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las figuras 2-4.
La figura 6 es una vista en perspectiva frontal del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las figuras 2-4.
La figura 7 es una vista en perspectiva inferior del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las figuras 2-4.
La figura 8 es una vista frontal del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las f iguras 2 - 4.
La figura 9 es una vista superior del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las f iguras 2 - 4.
La figura 10 es una vista inferior del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las figuras 2 - 4.
La figura 11 es una vista lateral del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las f iguras 2 - 4.
La figura 12 es una vista posterior del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las figuras 2-4 en un estado descargado.
La figura 13 es una vista posterior del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las figuras 2-4 en un estado preestablecido cuando es instalado en un acoplador de vehículo ferroviario.
La figura 14 es una vista posterior del mecanismo de soporte de acoplador mostrado en las figuras 2-4 en un estado de tensión máxima debido a una carga vertical impuesta en un acoplador de vehículo ferroviario.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Para os efectos de la siguiente descripción, términos espaciales y direccionales
se referirán a la invención según está orientada en las figuras del dibujo. Sin embargo, se debe entender que la invención puede asumir varias variaciones alternativas, excepto cuando se especifique expresamente lo contrario. También se-debe entender que los componentes específicos ilustrados en los dibujos anexos, y descritos en la siguiente descripción, son simplemente modalidades ejemplares de la invención. En consecuencia, cualquier referencia a dimensiones específicas y otras características físicas relacionadas con las modalidades descritas en la presente no se debe considerar como limitativa.
En referencia a los dibujos en los cuales caracteres de referencia iguales se refieren a partes similares a lo largo de las diferentes vistas de los mismos, la presente invención se describe generalmente en términos de un acoplador que tiene un mecanismo de soporte de acoplador que funciona para proporcionar ajuste muí tidimens ional a la alineación de una cabeza de acoplador de un vehículo ferroviario .
En referencia inicialmente a la figura 1, se muestra una modalidad de un acoplador 10. El acoplador 10 como el descrito en la presente está diseñado para su conexión a una estructura de cabina (no mostrado) de un vehículo ferroviario (no mostrado) , como será fácilmente aparente para aquellos expertos en la técnica de vehículos férreos. El acoplador 10 es deseable para usarse en vehículos ferroviarios en masa y vehículos ferroviarios similares usados para el tránsito en masa de pasajeros. Sin embargo, este uso está destinado a ser no limitativo y el acoplador 10 tiene aplicaciones en vehículos ferroviarios generalmente. El acoplador 10 en la modalidad ilustrada incluye generalmente un ancla de acoplador 20, un mecanismo de acoplador 44, un tubo de deformación absorbente de energía 50 y un mecanismo de aparato de tracción absorbente de energía 60. El tubo de deformación 50 conecta al mecanismo de acoplador 44 al ancla de acoplador 20 mediante la conexión con el mecanismo de aparato de tracción 60. El acoplador 10 incluye además uno o más dispositivos de absorción de energía 150 usados para
soportar el mecanismo de aparato de tracción 60 al ancla de acoplador 20.
El ancla de acoplador 20 tiene un cuerpo de ancla en forma de caja 22 de forma generalmente cuadrado o rectangular que es truncado, según se ve desde sus lados laterales, de tal forma que el perfil lateral del cuerpo de ancla 22 sea generalmente triangular. El cuerpo de ancla 22 se forma por una serie de elementos estructurales interconectados 24. Una cara frontal del cuerpo de ancla 22 define una abertura frontal y se interconecta con un ensamble de ancla de deslizamiento 112 que asegura el mecanismo de aparato de tracción 60 al cuerpo de ancla 22 deseablemente en un área interior del cuerpo de ancla 22. Una cara superior del cuerpo de ancla 22 puede definir varias aberturas que acepten elementos de seguridad para interconectarse con y asegurar el cuerpo de ancla 22 a la estructura de cabina de un vehículo ferroviario.
Brevemente, el mecanismo acoplador 44 incluye una cabeza de acoplador 46 para acoplar la cabeza de acoplador 46 con una cabeza de acoplador
receptora 46 en un vehículo ferroviario adyacente. El mecanismo acoplador 44 es acoplado al ancla de acoplador 20 por un tubo de deformación absorbente de energía 50, como se indicó previamente. El tubo de deformación 50 tiene un extremo distal 52 y un extremo proximal 54. El extremo distal 52 del tubo de deformación 50 está asegurado a la cabeza acopladora 46 del mecanismo acoplador 44 por un primer conector de acoplamiento 56. El extremo proximal 54 del tubo de deformación 50 es asegurado al mecanismo de aparato de tracción 60 por un segundo conector de acoplamiento 58.
Como se indicó previamente, el ensamble de ancla de deslizamiento de soporte 112 se usa para soportar el mecanismo de aparato de tracción 60 al cuerpo de ancla 22 del ancla acopladora 20, y generalmente dentro de una abertura frontal del cuerpo de ancla 22. El mecanismo de aparato de tracción 60 es asegurado al ensamble de ancla de deslizamiento 112 por un elemento de pinza superior 120 y un elemento de pinza inferior 122.
Con referencia continua a la figura 1, el acoplador 10 se ilustra mostrando un mecanismo de
soporte vertical 138. El mecanismo de soporte vertical 138 en esta modalidad se utiliza para soportar segundo conector de acoplamiento 58 y soportar una carga vertical impuesta en el acoplador 10. En la modalidad mostrada en la figura 1, el mecanismo de soporte vertical 138 es soportado por una extremidad cruzada inferior y/o elemento de pinza inferior 122 del ensamble de ancla de deslizamiento 112. El mecanismo de soporte vertical 138 incluye un elemento de soporte de uno solo o de varios resortes 140 que soporta verticalmente el segundo conector de acoplamiento 58 desde abajo. Uno o más resortes 144 están dispuestos entre el segundo conector de acoplamiento 58 y el elemento de soporte de resorte 140. El elemento de soporte de resorte 140 puede ser soportado pivotalmente a un segundo elemento de soporte 142 por un sujetador mecánico adecuado tal como un pasador o una combinación de perno y tuerca. El segundo elemento de soporte 142 puede ser soportado a uno o ambos de la extremidad cruzada inferior y elemento de pinza inferior 122 nuevamente por un sujetador mecánico adecuado, tal como un pasador o una combinación de
perno y tuerca. Un sujetador mecánico adicional de diseño adecuado puede ser provisto para extenderse a través del segundo elemento de soporte 142 para limitar el movimiento pivotal hacia abajo del elemento de soporte de resorte 140.
El mecanismo de soporte vertical 138 ilustrado en la figura 1, funciona para proporcionar soporte al acoplador 10 a lo largo de la dirección del eje vertical. Cualquier carga vertical impuesta en el mecanismo acoplador 34 durante el acoplamiento de vehículos ferroviarios o movimiento del vehículo ferroviario es transferida directamente al mecanismo de soporte vertical 138. La carga vertical del mecanismo acoplador 44 causa que los resortes 144 se compriman lo cual, a su vez, causa que el elemento de soporte de resorte 140 pivote con respecto al segundo elemento de soporte 142. El movimiento vertical resultante del acoplador 10 se determina por la rigidez de los resortes 144.
En la modalidad de la técnica anterior mostrada en la figura 1, el mecanismo acoplador 44 es ajustable en una dirección vertical. El ajuste lateral del mecanismo acoplador 44 es evitado debido
a que sujetadores mecánicos impiden cualquier rotación con respecto al eje longitudinal del vehículo ferroviario. Además, debido a que grandes resortes 144 se requieren para sostener cargas verticales pesadas, el mecanismo de soporte vertical 138 ocupa una cantidad sustancial de espacio alrededor del acoplador 10. En la modalidad mostrada en la figura 1, el mecanismo de soporte vertical 138 se extiende en una dirección descendente debajo del segundo conector de acoplamiento 58. Esta disposición impide la instalación de componentes auxiliares en el acoplador 10 cerca del segundo conector de acoplamiento 58 o ancla de acoplador 20. El acoplador 10 que tiene mecanismo de soporte vertical 138 se describe en mayor detalle en la solicitud de patente de E.U.A. No. 61/439,607, presentada el 4 de febrero de 2011 y titulada "Acoplador Absorbente de Energía", la totalidad de la cual se incorpora en la presente por referencia.
Con referencia a las figuras 2-11 y referencia particular a la figura 5, se muestra una modalidad de un acoplador 10 que tiene un mecanismo
de soporte de acoplador 200 de acuerdo con una modalidad. El mecanismo de soporte de acoplador 200 incluye un brazo de soporte izquierdo 202A y un brazo de soporte derecho 202B acoplados pivotalmente a una parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58. Cada uno del brazo de soporte izquierdo 202A y brazo de soporte derecho 202B incluye un elemento de montaje de brazo de soporte 204 que tiene una porción central deprimida 206 y una abertura 208 que se extiende a través del elemento de montaje 204 en la dirección longitudinal. El brazo de soporte izquierdo 202A y brazo de soporte derecho 202B cargan la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58 cuando la porción central deprimida 206 del elemento de montaje 204 de cada brazo de soporte se inserta alrededor de la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58. Aberturas 210 correspondientes se proporcionan en la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58 de tal manera que un eje central 212 de aberturas 208 en el brazo de soporte izquierdo 202A y brazo de soporte derecho 202B se alinee con un eje central
214 de las aberturas 210 en la parte inferior 58A cuando el elemento de montaje 204 de cada bezo de soporte sea acoplado alrededor de la parte inferior 58A. Un resorte de torsión izquierdo 216? y un resorte de torsión derecho 216B son insertados a través de aberturas 208 de cada elemento de montaje 204 del brazo de soporte izquierdo 202A y brazo de soporte derecho 202B, respectivamente.
En un estado instalado, resortes de torsión izquierdo y derecho 216A, 216B, también pasan a través de aberturas 210 en la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58. Bujes 218 son provistos dentro de aberturas 208 en el elemento de montaje 204 y aberturas 210 en la parte inferior 58A para facilitar el movimiento rotacional de cada resorte de torsión dentro de su abertura respectiva. Un primer extremo 220 del resorte de torsión izquierdo 216A y resorte de torsión derecho 216B incluye un orificio 222 que acepta un primer pasador 224. El primer pasador 224 se utiliza para asegurar el primer extremo de cada resorte de torsión con respecto al brazo de soporte correspondiente. Cada elemento de montaje 204 incluye un primer orificio
22 6 a través del cual se puede insertar el primer pasador 224. En un estado instalado, cada primer pasador 2 24 impide el movimiento longitudinal así como la rotación del primer extremo 220 del resorte de torsión izquierdo 216A y resorte de torsión derecho 216B con respecto al brazo de soporte izquierdo 202A y brazo de soporte derecho 202B, respectivamente .
Un segundo extremo 228 de cada resorte de torsión es asegurado dentro de un conector de resorte de torsión 2 3 0 . El conector de resorte de torsión 2 3 0 incluye aberturas izquierda y derecha 2 3 2 a través de las cuales se insertan correspondientes segundos extremos 2 2 8 del resorte de torsión izquierdo 216A y resorte de torsión derecho 216B. Cada segundo extremo 228 incluye un segundo orificio 234 a través del cual se inserta un segundo pasador 236. En forma similar, el conector de resorte de torsión 2 3 0 también incluye aberturas 235 correspondientes para aceptar segundos pasadores 236. En un estado instalado, cada segundo pasador 236 impide el movimiento longitudinal así como la rotación del segundo extremo 228 del resorte de
torsión izquierdo 216A y resorte de torsión derecho 216B con respecto al conector de resorte de torsión 230.
El brazo de soporte izquierdo 202A y brazo de soporte derecho 202B incluyen cada uno un elemento de brazo 238 que se extiende hacia afuera desde el elemento de montaje 204. Cada elemento de brazo 238 incluye una porción con rebordes 240 formada monolíticamente con el elemento de montaje 204. En forma similar a los elementos de montaje 204, cada elemento de brazo 238 está deprimido en su parte central para permitir el montaje de brazos de soporte a la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58. Cada elemento de brazo 238 tiene una cara superior 242 y una cara inferior 244. Un orificio 246 se proporciona en el extremo distal de cada elemento de brazo 238 de tal manera que el orificio 246 se extienda a través del elemento de brazo 238 entre la cara superior 242 y la cara inferior 244. Las figuras 6-11 ilustran el mecanismo de soporte de acoplador 200 en un estado ensamblado acoplado a la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58.
Con referencia a las figuras 2-4, el mecanismo de soporte de acoplador 200 es mostrado instalado en el acoplador 10. El mecanismo de soporte de acoplador 200 es conectado a la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58 al insertar el resorte de torsión izquierdo 216A y resorte dé torsión derecho 216B a través de aberturas 208 y 210 respectivas provistas en el brazo de soporte izquierdo 202A, brazo de soporte derecho 202B y parte inferior 58A. La parte inferior 58A es acoplada a la parte superior del segundo conector de acoplamiento 58 por una pluralidad de pernos 248, o elementos de sujeción s imi lares .
Una ménsula de soporte 250 está acoplada al ensamble de ancla de deslizamiento 112 por uno o más sujetadores 252. La ménsula de soporte 250 incluye un orificio de paso para soportar un pasador o perno 256 que acopla una varilla de tensión 258 para controlar el desplazamiento vertical del mecanismo de soporte de acoplador 200 a un nivel especificado con respecto al suelo. La varilla de tensión 258 incluye una parte superior 258A y una parte inferior
258B acopladas en forma roscada una a la otra. La longitud de la varilla de tensión 258 es ajustable al hacer girar la parte superior 258A con respecto a la parte inferior 258B. La parte superior 258A incluye un orificio 260 a través del cual se inserta el perno 256 y se asegura por una tuerca 257 para acoplar la varilla de tensión 258 a la ménsula de soporte 250. La parte inferior 258B de la varilla de tensión 258 tiene un extremo roscado 262 para acoplar una tuerca 264. Una ménsula de soporte 250 y una varilla de tensión 258 correspondiente son provistas en cada lado lateral del ensamble de ancla de deslizamiento 112. Cada ménsula de soporte 250 y varilla de tensión 258 correspondiente se orientan deseablemente en una disposición simétrica con respecto al ensamble de ancla de deslizamiento 112.
La parte inferior 258B de cada varilla de tensión 258 acopla un brazo de soporte correspondiente del mecanismo de soporte de acoplador 200. Un orificio 246 en cada elemento de brazo 238 del brazo de soporte izquierdo 202A y brazo de soporte derecho 202B es dimensionado de tal manera que la parte inferior 258B de cada varilla de
tensión 258 pueda pasar libremente a cada orificio 246 sin interferir con la pared lateral del orificio 246. Un cojinete esférico 266 es provisto sobre una cara superior 242 del elemento de brazo 238 de cada brazo de soporte 202. La parte inferior 258B de cada varilla de tensión 258 pasa a través de cada cojinete esférico 266 y es asegurada a cada brazo de soporte 202 al acoplar en forma enroscable la tuerca 264 al extremo roscado 262 de la parte inferior 258B de cada varilla de tensión 258. Cojinetes esféricos 266 son provistos para asegurar una conexión constante entre cada varilla de tensión 258 y la cara inferior 244 de cada elemento de brazo 238 durante el movimiento de pivote de cada brazo de soporte. Al ajustar la longitud de cada varilla de tensión 258, la orientación del brazo de soporte 202 correspondiente cambia con respecto a la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58. El acortamiento de cada varilla de tensión 258 causa que el elemento de brazo 238 del brazo de soporte 202 correspondiente pivote hacia arriba con respecto al suelo. A la inversa, el alargamiento de cada varilla de tensión 258 causa que el elemento de
brazo 238 del brazo de soporte 202 correspondiente pivote en una dirección descendente con respecto al suelo. Debido a que el primero y segundo extremos 220 y 228, respectivamente, de cada resorte de torsión 216 son fijados con respecto al elemento de montaje 204 de cada brazo de soporte 202 y conector de resorte de torsión 230, el movimiento de pivote de los elementos de brazo 238 de cada brazo de soporte causa que cada resorte de torsión se tuerza en respuesta.
Con referencia a las figuras 12-14, el mecanismo de soporte de acoplador 200 se muestra en varios estados de carga. La figura 12 ilustra al mecanismo de soporte de acoplador 200 en un primer estado descargado. En esta configuración, el resorte de torsión izquierdo 216A y el resorte de torsión derecho 216B están en sus estados descargados de tal manera que el primer extremo 220 y el segundo extremo 228 de cada resorte de torsión no se hagan girar uno con respecto al otro. Como se muestra en la figura 12, cada brazo de soporte 202 es orientado en una dirección ligeramente descendente .
En una segunda configuración, ilustrada en la figura 13, el mecanismo de soporte de acoplador 200 es mostrado en un segundo estado preestablecido cuando se instala en una cabeza acopladora de un vehículo ferroviario (no mostrado) . En esta configuración, cada brazo de soporte 202 es girado en una dirección ascendente de tal manera que los elementos de brazo 238 sean sus tancialmente paralelos al suelo. Debido a que cada brazo 202 es girado con respecto a la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58, el primer extremo 220 y segundo extremo 228 del resorte de torsión izquierdo 216A y resorte de torsión derecho 216B son girados uno con respecto al otro. Este movimiento causa que cada resorte de torsión 216 sea cargado mientras soporta la carga impuesta por la cabeza acopladora.
En una tercera configuración, ilustrada en la figura 14, el mecanismo de soporte de acoplador 200 es mostrado en un tercer estado cargado, en el que el mecanismo de soporte de acoplador 200 es sujeto a una carga más alta que en un estado preestablecido mostrado en la. figura 13, y, de esta
manera, los brazos de soporte 202 son casi paralelos al suelo. En la configuración mostrada en la figura 14, cada brazo de soporte 202 es girado en una dirección ascendente de tal manera que los elementos de brazo 238 sean desviados hacia la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58. En forma similar a la configuración preestablecida mostrada en la figura 13, debido a que cada brazo es girado con respecto a la parte inferior 58A del segundo conector de acoplamiento 58, el primer extremo 220 y segundo extremo 228 del resorte de torsión izquierdo 216A y resorte de torsión derecho 216B son girados uno con respecto al otro. Este movimiento causa que cada resorte de torsión 216 sea cargado mientras soporta la carga impuesta por la cabeza acopladora. En esta configuración, cada resorte de torsión es cargado hasta un grado más alto en comparación con la configuración preestablecida. La desviación vertical de cada brazo de soporte 202 depende de la rigidez del resorte de torsión 216, la cual es una función de las propiedades materiales de cada resorte de
torsión 216, así como la longitud y diámetro de cada resorte de torsión 216.
Aunque las figuras 12-14 ilustran modalidades en las cuales ambos brazos de soporte son pivotados al mismo grado en una manera simétrica, el brazo de soporte izquierdo 202A puede ser pivotado independientemente del brazo de soporte derecho 202B y viceversa. Este ajuste permite el movimiento lateral del mecanismo de soporte de acoplador 200 alrededor del eje longitudinal. Al mover el brazo de soporte izquierdo 202A independientemente del brazo de soporte derecho 202B, el brazo de torsión izquierdo 216A es cargado hasta un grado diferente en comparación con el resorte de torsión derecho 216B. Esto permite que el mecanismo de soporte de acoplador 200 soporte cargas que no sean distribuidas uniformemente en la cabeza de acoplador. Además, al mover independientemente el brazo de soporte izquierdo 202A con respecto al brazo de soporte derecho 202B, la alineación del acoplador 10 de un vagón puede ajustarse con precisión con respecto al acoplador 10 de un vagón adyacente. Más aún, el movimiento de
pivote independiente del brazo de soporte izquierdo 202A con respecto al brazo de soporte derecho 202B permite al acoplador 10 moverse en al menos los planos longitudinal y lateral de los vagones durante el acoplamiento y/o movimiento de los vagones.
Un beneficio del acoplador 10 que incorpore el mecanismo de soporte de acoplador 200 sobre el mecanismo de soporte vertical 138 descrito previamente, es que el mecanismo de soporte de acoplador 200 hace posible el movimiento del acoplador 10 en más de un plano que podría no necesariamente ser paralelo al suelo, mientras que el mecanismo de soporte vertical 138 sólo permite el ajuste en un plano que es paralelo al suelo. El mecanismo de soporte de acoplador 200 permite el ajuste preciso de la alineación del acoplador 10 de un vehículo con un acoplador 10 correspondiente de un vehículo adyacente. Otro beneficio es que el uso de resortes de torsión 216 permite una instalación más compacta y de peso liviano que hace posible espacio adicional para equipo auxiliar, mientras que en el mecanismo de soporte vertical 138, los resortes 144 ocupan sus tancialment e más espacio
debajo del acoplador 10. Así, el mecanismo de soporte de acoplador 200 puede usarse para reemplazar al mecanismo de soporte vertical 138 de la técnica anterior para de esta manera proporcionar ajuste adicional a la alineación del acoplador 10 así como para proporcionar espacio adicional adyacente al acoplador 10 para la instalación de otro equipo. Puede ser deseable en ciertas aplicaciones eliminar el uso de un tubo de deformación 50 y reducir la longitud total del acoplador 10. Sin embargo, el acoplador 10 que incluye un tubo de deformación 50, como el descrito en la descripción anterior, proporciona características de absorción de energía incrementadas.
Aunque modalidades de un acoplador 10 para vehículos ferroviarios y similares y métodos de ensamble y operación del mismo fueron proporcionadas en la descripción anterior, los expertos en la técnica pueden hacer modificaciones y alteraciones a estas modalidades sin alejarse del alcance y espíritu de la invención. En consecuencia, la anterior descripción intenta ser ilustrativa más que
restrictiva. La invención descrita anteriormente aquí se define por las reivindicaciones anexas y todos los cambios a la invención que estén dentro del significado y el alcance de equivalencia de las reivindicaciones deberán ser abarcados dentro de su alcance .
Claims (20)
1. Un acoplador para un vagón ferroviario, caracterizado porque comprende: un ancla de acoplador; un mecanismo acoplador conectado al ancla de acoplador; y un mecanismo de soporte de acoplador que soporta el mecanismo acoplador, el mecanismo de soporte de acoplador comprende: una pluralidad de brazos de soporte conectados al ancla de acoplador para soportar un acoplador de vagón ferroviario; y una pluralidad de resortes de torsión que corresponden a la pluralidad de brazos de soporte, en donde la pluralidad de resortes de torsión están conectados operativamente a la pluralidad de brazos de soporte de tal manera que el movimiento pivotal de cualquiera de la pluralidad de soporte cause un movimiento rotacional de los resortes de torsión correspondientes.
2. El acoplador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de brazos de soporte puede moverse pivotalmente independiente de los brazos de soporte restantes para permitir el movimiento del ancla de acoplador en al menos dos planos de movimiento.
3. El acoplador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una pluralidad de varillas de tensión que corresponden a la pluralidad de brazos de soporte, en donde la pluralidad de varillas de tensión se conecta operativamente a los brazos de soporte para controlar el movimiento pivotal de los brazos de soporte.
4. El acoplador de conformidad con la reivindicación 3, caracte izado porque un primer extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión se conecta al ancla de acoplador y un segundo extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión se conecta al brazo de soporte correspondiente.
5. El acoplador de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión es ajustable de tal manera que cada uno de los resortes de torsión correspondientes sea cargado cuando la varilla de tensión sea acortada y descargado cuando la varilla de tensión sea alargada .
6. El acoplador de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión es ajustable al hacer girar un extremo superior de la varilla de tensión con respecto al extremo inferior de la varilla de tensión.
7. El acoplador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de brazos de soporte incluye un elemento de montaje de brazo de soporte que tiene una porción central deprimida y una abertura que se extiende a través del elemento de montaje de brazo de soporte.
8. El acoplador de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de brazos de soporte incluye además un elemento de brazo que se extiende desde el elemento de montaje, en donde la varilla de tensión correspondiente está conectada operativamente al elemento de brazo.
9. El acoplador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un primer extremo de cada uno de la pluralidad de resortes de torsión se conecta al abrazo de soporte correspondiente, y en donde un segundo extremo de cada uno de la pluralidad de resortes de torsión se conecta a un conector de resorte de torsión.
10. Un acoplador de vagón ferroviario para acoplar vagones ferroviarios , el acoplador de vagón ferroviario se caracteriza porque comprende: un ancla de acoplador conectada a una carrocería de vagón ferroviario; un mecanismo acoplador conectado al ancla de acoplador por un tubo de deformación; y un mecanismo de soporte de acoplador que soporta al mecanismo acoplador, que comprende: una pluralidad de brazos de soporte conectados al ancla de acoplador para soportar un acoplador de vagón ferroviario; y una pluralidad de resortes de torsión que corresponden a la pluralidad de brazos de soporte, en donde la pluralidad de resortes de torsión se conecta operativamente a la pluralidad de brazos de soporte de tal manera que el movimiento pivotal de cualquiera de la pluralidad de brazos de soporte cause un movimiento rotacional de los resortes de torsión correspondientes.
11. El acoplador de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de brazos de soporte se puede mover pivotalmente independientemente de los brazos de soporte restantes para permitir el movimiento del ancla de acoplador en al menos dos planos del movimiento.
12. El acoplador de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además una pluralidad de varillas de tensión que corresponden a la pluralidad de brazos de soporte, en donde la pluralidad de varillas de tensión se conectan operativamente a los brazos de soporte para controlar el movimiento pivotal de los brazos de soporte.
13. El acoplador de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque un primer extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión se conecta al ancla de acoplador y un segundo extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión se conecta al brazo de soporte correspondiente.
14. El acoplador de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión es ajustable de tal manera que cada uno de los resortes de torsión correspondientes sea cargado cuando la varilla de tensión sea acortada y descargado cuando la varilla de tensión sea alargada.
15. El acoplador de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la longitud de cada una de la pluralidad de varillas de tensión es ajustable al hacer girar un extremo superior de la varilla de tensión con respecto al extremo inferior de la varilla de tensión .
16. El acoplador de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de brazos de soporte incluye un elemento de montaje de brazo de soporte que tiene una porción central deprimida y una abertura que se extiende a través del elemento de montaje del brazo de soporte.
17. El acoplador de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque cada una de la pluralidad de brazos de soporte incluye además un elemento de brazo que se extiende desde el elemento de montaje, en donde la varilla de tensión correspondiente es conectada operativamente al elemento de brazo.
18. Un mecanismo de soporte de acoplador para un acoplador de vagón ferroviario, el mecanismo de soporte de acoplador se caracteriza porque comprende : una pluralidad de brazos de soporte conectados al ancla de acoplador para soportar un acoplador de vagón ferroviario; y una pluralidad de resortes de torsión que corresponden a la pluralidad de brazos de soporte, en donde la pluralidad de resortes de torsión se conecta operativamente a la pluralidad de brazos de soporte de tal manera que el movimiento pivotal de cualquiera de la pluralidad de brazos de soporte cause un movimiento giratorio de los resortes de torsión correspondientes.
19. El mecanismo de soporte de acoplador de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque comprende además una pluralidad de varillas de tensión que corresponden a la pluralidad de brazos de soporte, en donde la pluralidad de varillas de tensión se conectan operativamente a los brazos de soporte para controlar el movimiento pivotal de los brazos de soporte.
20. El mecanismo de soporte de acoplador de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque un primer extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión se conecta al ancla de acoplador, y un segundo extremo de cada una de la pluralidad de varillas de tensión se conecta al brazo de soporte correspondiente.
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