MECANISMO PARA FACILITAR ELEVAR Y BAJAR LA SECCIÓN DE EXTREMO ARTICULADO DE UNA PLATAFORMA
Antecedentes de la Invención La invención se refiere generalmente a furgones o carros de ferrocarril, y mas particularmente a furgones para transporte de vehículos automotores. Por muchos años, los furgones auto-estantes han sido usados para transporte por ferrocarril de vehículos automotores. Un furgón auto-estante de tres niveles típicamente incluye secciones de extremo articuladas en la plataforma media ("B") para permitir que cada extremo de la plataforma pivotee entre una posición inferior para sostener vehiculos automotores y una posición superior para incrementar el espacio libre a fin de permitir carga y descarga de vehículos en la plataforma inferior ("A") . La sección de extremo articulada es mantenida en posición mediante pasadores en lados opuestos, y se alza y baja manualmente. Para elevar o bajar la plataforma, un trabajador primero libera un pasador en un lado, luego libera un pasador en el otro lado, luego alza o baja la plataforma a su nueva posición. Por muchos años, mecanismos de ayuda de resorte han sido empleados para proveer fuerzas ascendentes sobre las secciones de extremo para reducir el peso que debe ser manejado por un trabajador que eleva o baja el extremo de plataforma. Estos mecanismos típicamente incluyen un par de resortes espirales cargados en tensión, uno a cada lado de la plataforma. Los mecanismos de resorte proveen suficiente levantamiento tal que cuando el extremo de plataforma está en su posición inferior, se polarice hacia arriba. Sin embargo, en su posición superior, el levantamiento es reducido, y el extremo de plataforma tenderá a caer hacia una posición media, neutra, cuando se libera de su posición superior. De manera similar, la fuerza de resorte anterior es suficiente para alzar la plataforma a una posición neutra cuando se libera de su posición inferior. Cuando un pasador es destrabado en un lado de la plataforma, ese lado se mueve una distancia suficiente hacia una posición neutra para permitir que el pasador sea liberado sin que el pasador regrese a la posición trabada. En los últimos años, se han desarrollado furgones de tres niveles que tienen plataformas inferiores ( "A" ) mas profundamente rebajadas que las de los furgones de tres niveles anteriores antes discutidas. Como resultado, secciones de extremo articuladas, mas pesadas, mas largas, teniendo mayor desplazamiento vertical, han sido provistas sobre sus plataformas "B" para proveer espacio libre. Aunque los mecanismos de ayuda de resorte del estado de la técnica antes descritos han sido comercialmente exitosos y han probado ser satisfactorios en operación, sería difícil o imposible que un trabajador maneje las secciones de extremo articuladas mas largas, mas pesadas, sin mayor levantamiento que el provisto por los mecanismos de ayuda de resorte del estado de la técnica. Al aportar un mecanismo satisfactorio para ayudar a elevar y bajar las porciones de plataforma articuladas mas grandes, deben enfocarse diversas consideraciones. Debido a los requerimientos para ventilación de los furgones que llevan vehículos automotores, el interior del furgón, en cierta medida, está expuesto a extremos de temperatura y otras condiciones climáticas severas y al ingreso de partículas en el aire. El mecanismo debe ser capaz de operar satisfactoriamente mientras soporta tal exposición por períodos de varios años de uso comercial. Además, el mecanismo debe ser capaz de soportar cargas dinámicas que varían continuamente, asociadas con el desplazamiento del furgón mientras el furgón está en movimiento. A mayor abundamiento, el mecanismo debe ser relativamente sencillo de operar debido al hecho que, en el curso de su vida de servicio, es factible que el mecanismo sea operado por muchos diferentes trabajadores que tienen grados variables de destreza y capacitación. En un punto relacionado, el mecanismo debe ser capaz de soportar uso indebido sin atascarse o falla de otra manera. Asimismo, el mecanismo no debe incrementar indebidamente el costo o el peso del furgón, y no debe restringir indebidamente los espacios interiores libres.
Una posible alternativa a los mecanismos del estado de la técnica es la de emplear uno o mas mecanismos de malacate operados por manivela a mano. Ver, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos No. 5,743,192, concedida a Saxton y colaboradores. Sin embargo, se cree que el tiempo requerido para operar la manivela a mano de tales mecanismos de malacate es una desventaja significativa. Otra posible alternativa es la de echar mano de herramientas de potencia manuales para estar en interfaz con mecanismos de malacate. Sin embargo, este enfoque tendría desventajas considerables al requerir de herramientas de potencia especializadas y fuentes de energía para las herramientas disponibles en el furgón o en lugares de carga y descarga, con la consecuencia de la no disponibilidad o falla mecánica de las herramientas o fuentes de energía en un sitio particular siendo retrasos potencialmente costosos en las operaciones de carga y descarga. Para evitar este problema, es deseable que un mecanismo para asistir a levantar y bajar secciones de extremo de plataforma articuladas sea operable sin requerir de ningún equipo salvo el provisto en el furgón, y sin requerir de una fuente de energía externa . Es un objetivo general de la invención el de proveer un sistema mejorado para ayudar a un solo trabajador a levantar o bajas de manera eficiente y segura una porción de plataforma articulada de un furgón de tres niveles.
Compendio de la Invención La invención provee un mecanismo ^novedoso para ayudar a levantar y bajar una sección de extremo de plataforma articulada, pesada, grande, tal que un solo trabajador pueda levantar o bajar la sección de extremo de plataforma rápida y eficientemente. Se aplica a la sección de extremo de plataforma fuerza de levantamiento mediante un mecanismo de contrapeso. En la forma de realización preferida, el mecanismo de contrapeso opera en conjunción con un mecanismo de ayuda de resorte probado, convencional, del tipo que se ha usado en el pasado en furgones de tres niveles. El mecanismo de contrapeso de preferencia incluye un contrapeso que es deslizable a lo largo de un riel vertical en un lugar que es fácilmente accesible para inspección visual y mantenimiento. Almohadillas de desgaste no metálicas son de preferencia empleadas en conjunción con un lubricante de película seca para controlar la fricción entre el contrapeso y el riel. El mecanismo de preferencia provee una ventaja mecánica de modo que la fuerza de levantamiento aplicada por el mecanismo de contrapeso exceda el peso del contrapeso. Una cadena de rodillo, un cable de acero, o similares, se emplean de preferencia para conectar el peso a la sección de extremo de plataforma. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista esquemática en alzado lateral de un furgón que incluye un mecanismo para facilitar levantar y bajar una sección de plataforma articulada de acuerdo con una primera forma de realización de la invención. La figura 2 es una vista mas detallada del mecanismo. La figura 3 es un alzado lateral amplificado de una porción superior del mecanismo. La figura 4 es un alzado lateral de un mecanismo de acuerdo con una segunda forma de realización de la invención. La figura 5 es una vista en secciones tomada sustancialmente a lo largo de la línea 5-5 de la figura 4. La figura 6 es una vista en alzado posterior, amplificada, de un contrapeso. La figura 7 es una vista en planta del mismo. La figura 8 es un alzado lateral amplificado de una porción superior del mecanismo de la figura 4. La figura 9 es una vista oblicua del mecanismo de la figura 4. La figura 10 es un alzado de extremo de la sección de plataforma articulada. La figura 11 es una vista amplificada, en detalle, de una porción de la figura 10. La figura 12 es una vista oblicua amplificada del mecanismo de liberación de plataforma mostrado en la figura 10. Descripción Detallada de Formas dß Realización Preferidas La invención es de preferencia incorporada en un sistema mecánico para facilitar el pivoteo de una porción de extremo movible 20 de una plataforma de furgón entre posiciones superior e inferior. Una primera forma de realización de la invención es ilustrada en las figuras 1-3. En la figura 1, la porción movible es mostrada en su posición superior en líneas quebradas, y en su posición inferior en líneas sólidas. El sistema de preferencia incluye mecanismos de ayuda de resorte 22 en conjunción con los mecanismos de contrapeso 24 a cada lado de la plataforma. Como se muestra en las figuras 10-12, el extremo de plataforma es de preferencia equipado con un mecanismo de traba o cierre que comprende un par de pasadores cargados por resorte 26 movibles entre posiciones trabadas, sujetando la sección de extremo de plataforma en su posición superior o inferior, y posiciones no trabadas que permiten que la sección de extremo de plataforma sea levantada o bajada. Cada uno de los pasadores 26 está equipado con medios para permitir a un trabajador jalar el pasador de posición trabada a no trabada. Cada uno de los mecanismos de ayuda de resorte 22 de preferencia comprende un resorte espiral cargado en tensión. Los mecanismos de resorte pueden ser similares o idénticos a aquéllos que han sido usados en furgones de tres niveles en el pasado, y pueden colocarse de modo que sus cambios en longitud durante el levantamiento y el descenso de la plataforma sean similares o idénticos a los de los mecanismos previos. Los mecanismos de resorte 22 aportan una fuerza de levantamiento variable que es maximizada cuando la porción de plataforma movible está en su posición inferior. En conjunción con los contrapesos, de preferencia aportan suficiente levantamiento para polarizar la porción de plataforma movible hacia arriba cuando está en su posición inferior. Si la fuerza ascendente es demasiado grande, será difícil para un trabajador bajar la plataforma a su posición inferior, y también será difícil liberar los pasadores de traba 26 cuando la plataforma está en su posición inferior, debido a la fricción entre los pasadores y las superficies 28 contra las cuales se traban. En la forma de realización preferida de la invención, los mecanismos de contrapeso 24 aportan levantamiento sustancialmente uniforme, independiente de la posición de la porción de extremo de plataforma, en todo su rango de movimiento. Esto facilitar proveer levantamiento suficiente cerca de la parte superior del rango de movimiento de la porción de plataforma movible mientras se asegura que el levantamiento cerca de la parte inferior del rango de movimiento no sea tan grande como hacer indebidamente difícil que un solo trabajador jale la porción de plataforma a su posición inferior, o jale los pasadores para liberar la plataforma de su posición inferior. La porción de plataforma movible puede ser levantada o bajada simplemente empujando o jalándola después de liberar los pasadores de traba. El mecanismo de contrapeso 24 de preferencia está dispuesto en un lugar accesible para facilitar su inspección y mantenimiento. En la forma de realización ilustrada, el mecanismo de contrapeso 24 incluye un contrapeso que se desplaza dentro de un riel rebajado 30. En la forma de realización de las figuras 1-3, el contrapeso comprende un par de pesos grandes 82 con un apilamiento de placas 76 entre ellos, todos teniendo aberturas centrales alineadas para recibir un soporte vertical 78. Un resorte espiral 80 cargado en compresión puede ser provisto en la parte inferior del apilamiento para acojinar el impacto del peso al detenerse en la parte inferior de su carrera. La sección de plataforma movible 20 puede ser mas pesada en un lado que en el otro debido a, por ejemplo, un riel de ahogamiento que se extiende a lo largo de un lado. Para acomodar esta situación, los contrapesos en lados opuestos pueden ser de pesos diferentes. El peso de un contrapeso particular puede ser ajustado añadiendo o removiendo placas. El riel 30 restringe el contrapeso 36 contra movimiento horizontal, pero no reduce el espacio horizontal libre mínimo para los vehículos automotores en el interior del furgón. Para este fin, el riel 30 está dispuesto en un rebajo adyacente a un poste estructural 38, y se dimensiona de modo que no se proyecte hacia adentro sustancialmente mas allá del poste. El riel ilustrado comprende un par de canales en forma de C 70 unidos por una placa de esfuerzo cortante 72 (figura 5) y travesanos 74. La placa de esfuerzo cortante 72 es parte de la pared lateral del furgón. Una cubierta removible puede ser provista para alojar parte o todo el riel. La cubierta puede hacerse de vidrio plástico u otro material transparente para permitir inspección visual del mecanismo de contrapeso. El mecanismo de contrapeso incluye un mecanismo conector 32 que comprende al menos un miembro flexible alargado 34 que conecta el contrapeso a la porción de extremo articulada 20 de la plataforma, y de preferencia provee una ventaja mecánica de modo que el mecanismo de contrapeso aplique una fuerza ascendente a la porción de extremo articulada en exceso del peso del contrapeso. Esto permite que el mecanismo de contrapeso aporte suficiente levantamiento sin añadir peso excesivo al furgón. En adición, se provee apalancamiento uniendo el mecanismo de contrapeso a la sección de plataforma movible 20 entre los mecanismos de resorte y el extremo libre 60 de la sección de plataforma 20. De esta manera, la forma de realización preferida aprovecha la altura del furgón proveyendo una carrera larga para el contrapeso, que se extiende desde debajo de la plataforma B a un lugar cerca de la parte superior de la pared lateral del furgón, sobre la plataforma C. Cada contrapeso de preferencia tiene un peso de entre 200 y 400 lbs, y en la forma de realización preferida tiene un peso de 200-300 lbs. En la forma de realización preferida, los mecanismos conectores 32 proveen una ventaja mecánica 3:1 de modo que el contrapeso 36 aplique una fuerza ascendente de 600-900 lbs a la sección de extremo de plataforma movible, con un par de contrapesos aportando una fuerza total ascendente de 1,200-1,800 lbs. En la forma de realización de las figuras 1-3, el mecanismo conector 32 comprende una cadena de rodillo que tiene un primer extremo 40 fijo al soporte vertical 78 extendiéndose a través del contrapeso, y un segundo extremo 42 fijo a la porción de plataforma movible. La cadena de rodillo se extiende hacia arriba desde el contrapeso y sobre la parte superior de un diente de engranaje superior 44 montado giratoriamente en un soporte fijo montado en la pared lateral del furgón, luego hacia abajo alrededor de la parte inferior de un diente de engranaje inferior 46 montado giratoriamente en la porción de plataforma movible, luego hacia arriba y sobre la parte superior de un diente de engranaje intermedio 48 montado en la pared lateral, luego hacia abajo a la porción de plataforma movible 20. El soporte vertical 78 puede comprender un perno o vastago alargado teniendo una cabeza agrandada en su extremo inferior. El resorte espiral 80 puede actuar contra la cabeza o contra una roldana sostenida por la cabeza. El extremo superior del soporte vertical 78 está conectado a la cadena. En la forma de realización ilustrada en las figuras 4-9, el mecanismo conector comprende un primer carrete 50 que tiene un primer cable 52 envuelto a su alrededor, sosteniendo un contrapeso 36 dispuesto en un riel rebajado 30, y un segundo carrete 54 que tiene un segundo cable 56 envuelto a su alrededor conectado con la porción de extremo articulada 20. Los carretes 50 y 54 están fijos a una flecha común. Para proveer una ventaja mecánica de modo que el mecanismo de contrapeso aplique una fuerza ascendente a la porción de extremo articulada en exceso del peso del contrapeso, el primer carrete tiene un diámetro mayor que el del segundo carrete. En ambas formas de realización, para proveer una vinculación deslizante confiable, no obligatorio, de baja fricción, entre el contrapeso 36 y su riel 30, almohadillas de desgaste no metálicas o tiras de desgaste 58 son de preferencia aplicadas ya sea al riel o al contrapeso. En las formas de realización ilustradas, almohadillas de desgaste 58 no metálicas, de baja fricción, hechas de un polímero tal como HDPE o PTFE, U otro material adecuado, son provistas en los extremos y en un lado del contrapeso adyacente a sus esquinas para vincular el riel, y sobre la cara posterior del contrapeso para vincular la placa de esfuerzo cortante 72 (figura 5) . Puede emplearse un lubricante convencional de película seca para reducir la fricción entre las almohadillas de desgaste 58 y el riel 30. En ambas formas de realización, para impedir que el peso se salga por la parte inferior del riel 30 en caso de una falla del miembro flexible alargado 34, se provee de preferencia un tope de seguridad 84 (figura 9) debajo del riel. En una forma de realización, el extremo libre 60 de la porción de extremo articulada se desplaza alrededor de 33 pulgadas entre su posición inferior y su posición superior. Como se muestra en los dibujos, la plataforma está equipada con pasadores o vastagos de traba para trabar la plataforma en posición superior o inferior. Los pasadores de traba son polarizados hacia afuera hacia sus posiciones trabadas. En el arreglo ilustrado en las figuras 10-12, un mecanismo de destraba es provisto para permitir destraba simultánea de los pasadores de traba a ambos lados de la plataforma. El mecanismo de destraba comprende una manija en forma de T, capaz de girar 64, montada en el lado inferior de la porción de extremo articulada 20 de la plataforma B en su extremo libre 60, conectada a los pasadores 26 por medio de miembros conectores alargados 66 tales como cables, cadenas o similares. La manija en forma de T 64 tiene una placa de unión 68 ahí configurada para ejercer tensión sobre los miembros conectores 66 para jalar los pasadores 26 a sus posiciones destrabadas cuando se gire la manija. Con este mecanismo de destraba, un trabajador puede simplemente girar la manija 64 para destrabar la plataforma, luego levantar o bajar la manija para mover la plataforma a su posición deseada en una sola operación continua. En otras formas de realización, mas que incluir un mecanismo de destraba simultánea, los pasadores pueden ser provistos con manijas de palanca individuales 62 (figura 1) similares o idénticos a los de las plataformas del estado de la técnica, y/o con mecanismos del tipo divulgado en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 09/577 ,752 , "Railway Car Deck Locking Mechanism" , cedida a Thrall Car Manufacturing Company y presentada el 23 de mayo de 2000, cuya divulgación es incorporada en la presente por referencia. De lo anterior, se apreciará que la invención aporta un mecanismo mejorado para ayudar en el ajuste de una sección de extremo de plataforma de furgón movible. La invención no está limitada a las formas de realización descritas anteriormente. Aspectos adicionales de la invención son mostrados en los dibujos acompañantes . La invención es descrita adicionalmente y señalada de manera particular en las siguientes reivindicaciones.