ES2308079T3 - Cabezal de acoplamiento con placa frontal desmontable para vehiculos sobre carriles asi como procedimiento de montaje correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Cabezal (1) de acoplamiento para vehículos sobre carriles con una carcasa (2) de cabezal de acoplamiento y con una placa frontal (4) que cierra la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento en el lado frontal, estando unidas entre sí de forma desmontable la placa frontal (4) y la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento, caracterizado porque la placa frontal (4) presenta ranuras (10, 12, 14) en el lado trasero (8) para el alojamiento de elementos calefactores (9, 11, 13, 15).
Description
Cabezal de acoplamiento con placa frontal
desmontable para vehículos sobre carriles así como procedimiento de
montaje correspondiente.
La presente invención se refiere a un cabezal de
acoplamiento para vehículos sobre carriles con una carcasa de
cabezal de acoplamiento y con una placa frontal que cierra la
carcasa de cabezal de acoplamiento en el lado frontal. La presente
invención se refiere además a un procedimiento de montaje para este
tipo de cabezal de acoplamiento.
Las carcasas de cabezal de acoplamiento para
vehículos sobre carriles se han descrito en reiteradas ocasiones en
la literatura técnica y de patentes. El documento DE4312405A1
describe, por ejemplo, un acoplamiento de tope central para
vehículos sobre carriles que presenta adicionalmente un dispositivo
de protección.
Asimismo, el documento DE8210877 da a conocer un
calefactor eléctrico para acoplamientos de tope central. Los
calefactores se instalan en acoplamientos de tope central a fin de
garantizar también un funcionamiento correcto durante el servicio
en invierno. Los calefactores integrados deben garantizar
especialmente que las placas frontales permanezcan libres de hielo
y nieve para asegurar un funcionamiento fiable del proceso de
acoplamiento. El documento US6008472 describe también la instalación
de elementos calefactores en la placa frontal de carcasas de
cabezal de acoplamiento por medio del ejemplo de un acoplamiento de
tope central de Scharfenberg.
En relación con la presente invención se conocen
a modo de ejemplo, pero no exclusivamente, tres acoplamientos
esenciales de tipo Scharfenberg: un acoplamiento de ferrocarril de
ancho normal denominado tipo 10. Este cabezal de acoplamiento para
ferrocarril de ancho normal se caracteriza por una zona grande de
agarre en anchura y altura. Esto resulta posible debido al uso de
un enganche y un brazo. Esta característica garantiza un uso
universal.
El cabezal de acoplamiento para ferrocarril de
ancho normal de tipo 10 se usa en casi todos los ferrocarriles
nacionales de Europa, así como a nivel mundial, por ejemplo, en
Asia, Australia y Sudáfrica. La selección del material y la
configuración del cabezal y de los elementos de cierre están
realizadas de forma óptima para la transmisión de las fuerzas de
tracción y presión exigidas en las normas de la UIC (Unión
Internacional de Ferrocarriles) y comprobadas mediante ensayos de
tipos. En caso necesario, la placa frontal se puede equipar con un
calefactor para un servicio correcto durante el invierno. Se conocen
también los acoplamientos para metro de tipo 35 y 330 que se pueden
usar en el ferrocarril urbano y en trenes de metro.
Sin embargo, todas las construcciones
mencionadas hasta ahora de acoplamientos de tope central y carcasas
de cabezal de acoplamiento tienen en común que están construidas y
fabricadas en cada caso como un conjunto. El documento DE1124535B
describe, por ejemplo, una carcasa para acoplamientos automáticos y
rígidos de tope central que se compone de una placa frontal con un
saliente en forma de pirámide y una hendidura correspondiente en la
superficie de tope, una pieza extrema para unir la carcasa con una
barra de acoplamiento y un cuerpo real de carcasa, situado entre la
placa frontal y la pieza extrema y creado a partir de elementos
moldeados individuales con una construcción modular. En este caso
está previsto que tanto la placa frontal como la pieza extrema
estén fabricadas a partir de una pieza forjada o fundida, así como
unidas mediante piezas de unión. Sin embargo, esta construcción
conocida del estado de la técnica condiciona que el acoplamiento y
la carcasa de cabezal de acoplamiento estén construidos y
fabricados como un conjunto.
Hasta el momento no se conocen conceptos
modulares para cabezales de acoplamiento. Cada elemento de carcasa
tiene una placa frontal unida fijamente con el resto de la carcasa
de cabezal de acoplamiento. En el desarrollo inicial de las
carcasas de cabezal de acoplamiento, las carcasas estaban formadas
por una mitad superior y una mitad inferior de carcasa. Después se
pasó a fabricar la carcasa de cabezal de acoplamiento como una sola
pieza. Más adelante se soldó la placa frontal en la carcasa de
cabezal de acoplamiento. Condicionado por la soldadura y por las
dilataciones térmicas asociadas a ésta, no resulta posible hasta
ahora realizar todos los taladros, ranuras y entalladuras antes de
la soldadura. Más bien, había que mecanizar posteriormente en
detalle todo el cabezal de acoplamiento después de la unión por
soldadura. Especialmente los taladros y las ranuras se tenían que
realizar con posterioridad. Las consecuencias de esto hasta la fecha
son los altos costos de mecanizado. Se origina, además, una gran
cantidad de variantes que genera también altos costos de fabricación
y almacenamiento. Hasta el momento es necesario que los elementos
del acoplamiento situados en la carcasa se monten posteriormente de
un modo complicado, trabajoso y, por consiguiente, costoso.
Partiendo de los problemas analizados arriba
respecto a la cantidad de variantes, la falta de modularidad, la
necesidad de mecanizado posterior y los problemas de montaje, la
presente invención tiene el objetivo de perfeccionar las carcasas
de cabezal de acoplamiento, conocidas del estado de la técnica, para
vehículos sobre carriles con placas frontales de modo que sea
posible una construcción modular, así como que se puedan montar
placas frontales en distintas carcasas traseras de acoplamiento.
Este objetivo se consigue según la invención
mediante las características de la reivindicación 1.
Este tipo de construcción de un cabezal de
acoplamiento ofrece una serie de ventajas respecto a los cabezales
convencionales de acoplamiento unidos por soldadura. Mediante la
unión desmontable entre la carcasa de cabezal de acoplamiento y la
placa frontal se optimizan en general las propiedades del cabezal de
acoplamiento y su proceso de fabricación. Se puede hablar de un
concepto modular, en el que carcasas diferentes de cabezal de
acoplamiento se pueden montar en placas frontales también
diferentes. Ya no se necesita un diseño unificado ni una
fabricación unificada de todo el cabezal de acoplamiento. Asimismo,
la placa frontal se puede desmontar para realizar trabajos de
mantenimiento o reparación dentro de la carcasa de cabezal de
acoplamiento, de modo que el personal técnico puede acceder
fácilmente a los cilindros de desacoplamiento y a los demás
elementos de todo el cierre de acoplamiento.
Para el alojamiento de elementos calefactores,
el lado trasero de la placa frontal presenta entalladuras en forma
de ranuras. Estos elementos calefactores garantizan que la placa
frontal y, por tanto, el cabezal de acoplamiento se puedan calentar
durante el duro servicio de invierno, permitiendo así, por ejemplo,
la descongelación de la nieve o del hielo. Estos elementos
calefactores se tienen que montar hasta ahora en ranuras o taladros
realizados posteriormente mediante fresado en el lado delantero de
la placa frontal. Estas ranuras se volvían a cerrar después con
soldadura fuerte. Este proceso costoso individual en la fabricación
desaparece también debido a la construcción del cabezal de
acoplamiento propuesto según la invención.
De las reivindicaciones secundarias se derivan
otras variantes y formas de realización ventajosas de la
invención.
Está previsto preferentemente que la carcasa de
cabezal de acoplamiento no presente ninguna característica
constructiva relativa sólo a un tipo de vehículo sobre carriles. Las
características constructivas relativas al tipo de vehículo sobre
carriles y, por tanto, también las características constructivas
relativas al cabezal de acoplamiento se colocan contra, en o sobre
la placa frontal. La construcción modular del cabezal de
acoplamiento, lograda de este modo y compuesta de carcasa de
cabezal de acoplamiento y placa frontal, posibilita adicionalmente
el montaje previo del cilindro de desacoplamiento y de todo el
cierre de acoplamiento en la carcasa de cabezal de acoplamiento
antes de colocarse la placa frontal y de cerrarse la carcasa de
cabezal de acoplamiento.
Entre la carcasa de cabezal de acoplamiento y la
placa frontal está posicionado ventajosamente un elemento
compensador. Este elemento compensador puede realizar la
compensación mediante una selección de distintos espesores, entre
otros, tolerancias de fabricación y una holgura de acoplamiento.
Además, el elemento compensador sirve para separar distintos
materiales de la carcasa de cabezal de acoplamiento y de la placa
frontal.
Asimismo, el elemento compensador está moldeado
con preferencia de modo que está en correspondencia esencialmente
con la geometría de la sección transversal de la placa frontal de la
carcasa de cabezal de acoplamiento, de forma similar a una junta.
Sin embargo, el elemento compensador no se limita sólo a la
geometría de la sección transversal de la placa frontal de la
carcasa de cabezal de acoplamiento. Éste puede sobresalir por ambos
lados, o sea, tanto hacia el interior como hacia el exterior, del
borde del lado frontal de la carcasa de cabezal de acoplamiento.
Esto posibilita la realización de otra serie de funciones que se
describen más adelante.
En vez del elemento compensador se puede usar
también una cantidad de elementos distanciadores que se disponen,
por ejemplo, ocupando esencialmente una pequeña superficie o incluso
de un modo puntual, en los elementos de unión mencionados a
continuación, entre la carcasa de cabezal de acoplamiento y la placa
frontal.
De un modo ventajoso se ha previsto
adicionalmente que el elemento compensador esté hecho de plástico,
siendo posibles también naturalmente otros materiales, por ejemplo,
metal o materiales multicomponentes. El elemento compensador o la
cantidad de elementos distanciadores pueden garantizar, más allá de
la función de compensación de tolerancias de fabricación, también
una separación entre distintos materiales posibles de la placa
frontal y la carcasa de cabezal de acoplamiento. El uso de
distintos materiales en el elemento compensador permite también
diferentes propiedades de transmisión de presión y de sonidos de la
placa frontal a la carcasa de cabezal de acoplamiento. Esto crea un
efecto de amortiguación ajustable adicionalmente durante el
acoplamiento entre la placa frontal y la carcasa de cabezal de
acoplamiento. Este efecto de amortiguación garantiza además una
disminución del ruido durante el proceso de acoplamiento. En el caso
de vagones para viajeros, esto representa otra reducción del nivel
de ruido durante el acoplamiento y la marcha, así como una
reducción, asociada a esto, de la contaminación acústica de los
pasajeros. Naturalmente es posible también un elemento compensador
hecho a partir de una chapa convencional.
Para evitar las desventajas de la carcasa de
cabezal de acoplamiento de construcción más antigua, formada por
una mitad inferior y una mitad superior, así como reducir los costos
de fabricación está previsto preferentemente que la carcasa de
cabezal de acoplamiento se componga de una sola pieza.
En relación con el material de la carcasa de
cabezal de acoplamiento se disponen según la invención de las
siguientes alternativas ventajosas. Por una parte, puede estar
previsto que la carcasa de cabezal de acoplamiento se fabrique a
partir de un material reforzado con fibra de vidrio, especialmente
material de fibra de carbono reforzado con fibra de vidrio o
materiales compuestos similares. El uso de estos materiales ofrece,
respecto al metal convencional, una serie de ventajas, por ejemplo,
resistencia muy alta contra la intemperie y la corrosión, capacidad
de aislamiento eléctrico y propiedades positivas de poca transmisión
acústica que en general contribuyen a seguir reduciendo el ruido
durante un proceso de acoplamiento y durante la marcha.
Por la otra parte, puede estar previsto el uso
de una carcasa de cabezal de acoplamiento de metal, fabricada, por
ejemplo, a partir de un material fundido de precisión. En este caso
se usan procedimientos convencionales de fabricación y no es
necesario reajustar el procedimiento de fabricación de la carcasa de
cabezal de acoplamiento al aplicarse la presente invención.
Además, en una variante de la invención está
previsto fabricar la placa frontal a partir de material fundido de
precisión. Esto tiene la ventaja esencial de que todos los taladros,
ranuras y entalladuras se pueden realizar en la placa frontal en un
solo proceso de fabricación. De este modo ya no es necesario un
mecanizado posterior trabajoso y costoso de la placa frontal.
Las grandes ventajas de la construcción modular
obtenida con la invención y en especial con el elemento compensador
descrito más arriba se evidencian al usarse adicionalmente elementos
calefactores en el hecho de que los elementos calefactores montados
en el lado trasero se fijan en sus ranuras y se cubren mediante el
elemento compensador.
Para unir la carcasa de cabezal de acoplamiento
con la placa frontal está previsto preferentemente que la placa
frontal se pueda montar mediante tornillos en la carcasa de cabezal
de acoplamiento. En este caso, el elemento compensador se sitúa
entre la carcasa de cabezal de acoplamiento y la placa frontal. En
la práctica se puede usar cualquier tipo de elementos de unión para
montar la placa frontal en la carcasa de acoplamiento. Los
tornillos de cabeza cilíndrica o los tornillos de cabeza avellanada
constituyen una forma posible de realización. Los tornillos pueden
engranar en roscas prefabricadas de la carcasa de cabezal de
acoplamiento o estar realizados como pernos. Este perno pasaría a
través de la placa frontal y de un orificio en forma de un ojete en
la carcasa de cabezal de acoplamiento para fijarse con una tuerca
por el lado trasero.
El objetivo, en el que se basa la presente
invención, se consigue además según la invención mediante un
procedimiento para el montaje de un cabezal de acoplamiento con los
siguientes pasos de procedimiento. Primero se insertan los
elementos calefactores en las ranuras de la placa frontal. Después
se inserta el elemento compensador en la placa frontal o se apoya
contra la placa frontal. El cilindro de desacoplamiento y todo el
cierre de acoplamiento ya se montó previamente en la carcasa de
acoplamiento. La placa frontal premontada así y la carcasa de
cabezal de acoplamiento premontada así se ensamblan mediante los
tornillos y se fijan entre sí. Ya no es necesaria la soldadura en
este tipo de montaje del cabezal de acoplamiento. Se eliminan
períodos más largos de enfriamiento y la necesidad de un mecanizado
posterior del cabezal de acoplamiento. El cabezal de acoplamiento
se puede disponer así de un modo claramente más económico.
Para el técnico resulta evidente que no es
imprescindible un montaje previo del cilindro de desacoplamiento y
del cierre de acoplamiento antes de ensamblarse ambos componentes
principales del cabezal de acoplamiento, compuesto de la carcasa de
cabezal de acoplamiento y la placa frontal. Asimismo, es posible
montar el cilindro de desacoplamiento y el cierre de acoplamiento
después del ensamblaje, como se realiza generalmente en la
actualidad en el caso de los cabezales de acoplamiento. Sin embargo,
el montaje previo del cilindro de desacoplamiento y del cierre de
acoplamiento, según prevé también la invención, ofrece ventajas
considerables en relación con el flujo de trabajo, la accesibilidad
de los componentes durante el montaje y la reducción, asociada a
esto, del tiempo y los costos al montarse el cabezal de
acoplamiento.
A continuación se explica detalladamente un
ejemplo de realización del dispositivo según la invención por medio
de un dibujo.
Muestran:
Fig. 1 un cabezal de acoplamiento para vehículos
sobre carriles compuesto esencialmente de dos elementos, o sea, la
carcasa 2 de cabezal de acoplamiento y la placa frontal 4, y
Fig. 2 una vista trasera del cabezal 1 de
acoplamiento, en el que se puede ver especialmente la posición de
las ranuras 10, 12, 14 de los elementos calefactores 9, 11, 13,
15.
La figura 1 muestra una construcción posible del
cabezal 1 de acoplamiento en construcción modular, formado por dos
componentes esenciales, la placa frontal 4 y la carcasa real 2 de
cabezal de acoplamiento. Entre la carcasa 2 de cabezal de
acoplamiento y la placa frontal 4 está previsto un elemento
compensador 6. Otro componente del dispositivo son los elementos
calefactores 9, 11, 13, 15 que están posicionados entre la carcasa 2
de cabezal de acoplamiento y la placa frontal 4. Mediante elementos
de unión, por ejemplo, tornillos cilíndricos 5 que pasan a través
de taladros 16 en la placa frontal 4, la placa frontal 4 está
montada junto con el elemento compensador 6 en la carcasa de
cabezal de acoplamiento. Los elementos se superponen por arrastre de
forma. Además, en la carcasa 2 de cabezal de acoplamiento ya están
montados elementos 7, 17 de acoplamiento, especialmente el cilindro
de desacoplamiento y el cierre de acoplamiento.
La figura 2 muestra las ranuras 10, 12, 14,
previstas para el alojamiento de los elementos calefactores 9, 11,
13, 15, en la placa frontal 4. La ranura para el elemento calefactor
9 está cubierta en esta representación y, por tanto, no queda
visible. Al ensamblarse la placa frontal 4, el elemento compensador
6 y la carcasa 2 de cabezal de acoplamiento, los elementos
calefactores 9, 11, 13, 15 se fijan y se hermetizan en las ranuras
10, 12, 14, 16 mediante el elemento compensador 6. En este caso, el
elemento compensador 6 puede estar hecho, por ejemplo, de metal o,
por ejemplo, de plástico, ofreciendo el plástico las ventajas de un
efecto de amortiguación y una separación de distintos materiales de
la placa frontal 4 y la carcasa 2 de cabezal de acoplamiento.
\newpage
A continuación se explica brevemente el
procedimiento de montaje según la invención por medio de las figuras
1 y 2.
Primero se insertan los elementos calefactores
9, 11, 13, 15 en las ranuras 10, 12, 14 de la placa frontal 4. A
continuación se apoya el elemento compensador 6 contra la placa
frontal. Alternativamente es posible también insertar el elemento
compensador 6 en una entalladura de la placa frontal 4. Después se
pueden montar los elementos 7, 17 de acoplamiento en la carcasa de
cabezal de acoplamiento abierta aún. Los elementos premontados así
se ensamblan ahora mediante tornillos 5 que se pasan a través de
orificios 16 de la placa frontal 4 y orificios correspondientes en
el elemento compensador 6, al enroscarse los tornillos en roscas
correspondientes de la carcasa 2 de cabezal de acoplamiento. Aquí
no es necesario que los elementos 7, 17 de acoplamiento se monten
en la carcasa de cabezal de acoplamiento antes del ensamblaje. Este
paso del procedimiento se puede realizar también después de
ensamblarse la placa frontal 4 con la carcasa vacía 2 de cabezal de
acoplamiento.
- 1
- Cabezal de acoplamiento
- 2
- Carcasa de cabezal de acoplamiento
- 3
- Lado frontal de la carcasa de cabezal de acoplamiento
- 4
- Placa frontal
- 5
- Tornillos
- 6
- Elemento compensador
- 7
- Elemento de acoplamiento
- 8
- Lado trasero de la placa frontal
- 9
- Elemento calefactor
- 10
- Ranura
- 11
- Elemento calefactor
- 12
- Ranura
- 13
- Elemento calefactor
- 14
- Ranura
- 15
- Elemento calefactor
- 16
- Taladro en la placa frontal
- 17
- Elemento de acoplamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de los documentos citados por el
solicitante se incluyó exclusivamente para informar al lector y no
es parte integrante de la patente europea. Ésta se confeccionó con
el máximo cuidado, pero la Oficina Europea de Patentes no asume,
sin embargo, ningún tipo de responsabilidad por posibles errores u
omisiones.
- \bullet DE 4312405 A1 [0002]
- \bullet US 6008472 A [0003]
- \bullet DE 8210877 [0003]
- \bullet DE 1124535 B [0006]
Claims (15)
1. Cabezal (1) de acoplamiento para vehículos
sobre carriles con una carcasa (2) de cabezal de acoplamiento y con
una placa frontal (4) que cierra la carcasa (2) de cabezal de
acoplamiento en el lado frontal, estando unidas entre sí de forma
desmontable la placa frontal (4) y la carcasa (2) de cabezal de
acoplamiento, caracterizado porque la placa frontal (4)
presenta ranuras (10, 12, 14) en el lado trasero (8) para el
alojamiento de elementos calefactores (9, 11, 13, 15).
2. Cabezal de acoplamiento según la
reivindicación 1, estando diseñada la carcasa (2) de cabezal de
acoplamiento de modo que distintas placas frontales (4) diseñadas
para diferentes tipos de vehículos sobre carriles se pueden montar
en la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento y estando previstas en,
sobre o contra la placa frontal (4) características constructivas
relativas al tipo de vehículo sobre carriles.
3. Cabezal de acoplamiento según la
reivindicación 1 ó 2, que presenta además un elemento compensador
(6) entre la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento y la placa
frontal (4).
4. Cabezal de acoplamiento según la
reivindicación 3, presentando el elemento compensador (6)
esencialmente la geometría de la sección transversal del lado
frontal (3) de la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento.
5. Cabezal de acoplamiento según la
reivindicación 1 ó 2, que presenta además una cantidad de elementos
distanciadores entre la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento y la
placa frontal (4).
6. Cabezal de acoplamiento según la
reivindicación 3 ó 5, estando hecho de plástico el elemento
compensador (6) o la cantidad de elementos distanciadores.
7. Cabezal de acoplamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, estando configurada la carcasa (2) de
cabezal de acoplamiento en forma de una sola pieza.
8. Cabezal de acoplamiento según una de las
reivindicaciones precedentes, estando hecha la carcasa (2) de
cabezal de acoplamiento a partir de un material reforzado con fibra
de vidrio, especialmente material de fibra de carbono reforzado con
fibra de vidrio o materiales compuestos similares.
9. Cabezal de acoplamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, estando hecha de metal la carcasa (2) de
cabezal de acoplamiento.
10. Cabezal de acoplamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, estando hecha de material fundido de
precisión la placa frontal (4).
11. Cabezal de acoplamiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que está previsto un elemento
compensador (6) entre la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento y la
placa frontal (4), cubriendo y fijando el elemento compensador (6)
en el estado ensamblado del cabezal (1) de acoplamiento las ranuras
(10, 12, 14) y los elementos calefactores (9, 11, 13, 15)
dispuestos aquí.
12. Cabezal de acoplamiento según una de las
reivindicaciones precedentes, estando unidas entre sí la carcasa
(2) de cabezal de acoplamiento y la placa frontal (4) mediante
elementos (5) de unión, especialmente tornillos.
13. Procedimiento para el montaje de un cabezal
de acoplamiento según una de las reivindicaciones 1 a 12,
caracterizado por los siguientes pasos de procedimiento:
- a)
- los elementos calefactores (9, 11, 13, 15) se insertan en las ranuras/taladro (10, 12, 14) de la placa frontal (4) y
- b)
- la placa frontal (4) premontada así se fija después de manera desmontable con los elementos (5) de unión en la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado por el siguiente paso de procedimiento antes
del paso b):
- a1)
- el elemento compensador (6) o una cantidad de elementos distanciadores se inserta en la placa frontal (4) o se apoya contra la placa frontal (4).
15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó
14, caracterizado por el siguiente paso de procedimiento
antes del paso b):
- a2)
- los elementos (7, 17) de acoplamiento se montan en la carcasa (2) de cabezal de acoplamiento.
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