COJINETE LATERAL DE CONTACTO CONSTANTE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un diseño de cojinete lateral mejorado para montarse en una traviesa de carretilla de vagón de ferrocarril que permite un recorrido largo, reducción de peso sustancial, características mejoradas de movimiento de galope y curvas, y varias características de facilidad de instalación. En un tren de mercancías de ferrocarril típico, tal como aquel mostrado en la Figura 1, los vagones 12, 14 de ferrocarril se conectan extremo a extremo por acopladores 16, 18. Los acopladores 16, 18 se reciben cada uno en largueros 20, 22 de enganche de cada vagón respectivo junto con ensambles de amortiguamiento hidráulico o dispositivo de enganche (no mostrado) . Los largueros 20, 22 de enganche se proporcionan en los extremos del larguero central del vagón de ferrocarril e incluyen placas centrales que descansan en cazoletas de la placa central de carretillas 26, 28 de vagón de ferrocarril. Como mejor se muestra en la Figura 2, cada carretilla 26 de vagón típica incluye un par de bastidores 30, 32 laterales soportados en juegos 34, 265 de ruedas. La traviesa 38 oscilante se extiende entre y se soporta sobre muelles 40 montados en bastidores laterales. Se proporciona una placa 24 central de la traviesa oscilante que tiene una
abertura 42 central. La cazoleta 24 de la placa central de la traviesa oscilante recibe y soporta una placa central circular del larguero 20 de enganche. Piezas terminales 60 de cojinete lateral se proporcionan lateralmente en cada lado de la placa 24 central en la traviesa 38 oscilante. Bastidores 30, 32 laterales comprenden un miembro 44 superior, miembro 46 de compresión, miembro 48 de tensión, columna 50, chaveta 52, pedestal 54, techo 56 de pedestal, cojinete 58 y adaptador 62 de cojinete. Cojinetes laterales de contacto constante se utilizan comúnmente en carretillas de vagón de ferrocarril. Normalmente se localizan en la traviesa oscilante de la carretilla, tal como en las piezas 60 terminales de cojinete lateral, pero pueden localizarse en cualquier lado. Algunos diseños previos han utilizado un muelle helicoidal sencillo montado entre una base y una tapa. Otros utilizan muelles helicoidales múltiples o elementos elastoméricos . Disposiciones de cojinete lateral conocidas ejemplares incluyen la Patente Norteamericana No. 3,748,001 para Neumann et al y Patente Norteamericana No. 4,130,066 para Mulcahy. Disposiciones de cojinete lateral típicas se diseñan para controlar el movimiento de galope del vagón de ferrocarril. Es decir, conforme las ruedas semi-cónicas de la carretilla de vagón se montan a lo largo de una vía ferroviaria, un movimiento de eje de oscilación se induce en
la carretilla de vagón de ferrocarril. Conforme oscila la carretilla, parte del cojinete lateral se hace deslizar a través del lado interior de la placa de desgaste sujetada con pernos en la traviesa oscilante de la caja de vagón de ferrocarril. La fricción resultante produce un momento de torsión opuesto que actúa para evitar este movimiento de oscilación. Otro propósito de los cojinetes laterales de carretilla de vagón de ferrocarril es controlar o limitar el movimiento de rodadura de la caja de vagón. La mayoría de los diseños de cojinete lateral previos limitados al recorrido de los cojinetes en aproximadamente 7.93 mm (5/16"). El recorrido máximo de los cojinetes laterales se especifica por los estándares de la Asociación de Líneas Ferroviarias Americanas (AAR) . Estándares previos, tales como M-948-77, limitaron el recorrido a 7.93 mm (5/16") para muchas aplicaciones . Nuevos estándares han involucrado requerir cojinetes laterales que tengan propiedades mejoradas de movimiento de galope, curva y otras para incrementar adicionalmente la seguridad y el diseño de vagones de ferrocarril. El estándar más reciente de AAR es el M-976 que ahora permite cojinetes laterales de recorrido más largo y tiene varios requerimientos nuevos, tales como nuevas especificaciones para precargas de cojinete. La precarga se define como la fuerza aplicada por el elemento de muelle
cuando el cojinete lateral de contacto constante se establece a la altura prescrita. Existe una necesidad de cojinetes laterales mejorados para vagones de ferrocarril que puedan cumplir o exceder estos nuevos estándares de AAR, tal como M-976 o la Regla 88 del Manual Oficial de AAR. También existe una necesidad de cojinetes laterales con mejores características de desgaste para incrementar la vida de servicio, como una prueba de desgaste que se ha agregado al Estándar AAR M-948. Además, existe una necesidad de cojinetes laterales que pueden diseñarse para una aplicación particular al incorporar características de diseño que eviten la capacidad de intercambio de componentes incorrectos para esa aplicación. También existe una necesidad de un cojinete lateral que mantenga la fuerza de precarga dentro del 10% de la nueva condición durante mucho tiempo. De preferencia, esta condición debe ser un mínimo de 10 años o 1, 609.344 km (un millón de millas). También existe una necesidad de proporciones de flexión rediseñadas para mejorar las características de manejo de la carretilla y el vagón de ferrocarril. También existe una necesidad de un conjunto estandarizado de muelles que pueda reducir las partes de
inventario de varios tamaños habituales de muelles. Las ventajas anteriores y otras se logran por diversas modalidades de la invención. En modalidades ejemplares, el recorrido largo puede lograrse en una disposición de cojinete lateral para carretillas de vagón de ferrocarril, por una combinación de características que incluyen la reducción de las alturas de la base, y/o tapa, y/o la reducción de la altura sólida del muelle, para acomodar el recorrido de 15.67 mm (5/8") o más; antes de que el muelle se comprima completamente (sólido) y antes de que la base y la tapa toquen fondo. En modalidades ejemplares, la reducción de peso sustancial se logra al reducir los lados y espesores de la base y tapa en áreas no necesarias para rigidez estructural. En modalidades ejemplares, se logran capacidades de inspección mejoradas por la adición de una ranura de inspección en la base y al incrementar un recorte lateral correspondiente en la tapa para proporcionar una ventana de visuali zación de tamaño considerable que permite la inspección del muelle y otros componentes internos del cojinete lateral durante su uso. Esta característica también es capaz de lograr ventajas de ahorro de peso sobre diseños previos . En modalidades ejemplares, se incorporan varias características de diseño en la base y/o tapa para evitar la
capacidad de intercambio con componentes inadecuados. Esto puede incluir características que permiten la unión de sólo componentes de base y tapa correlacionados. Tal unión puede incluir además características que evitan la orientación inadecuada de la base con relación a la tapa. Tales características de prevención de capacidad de intercambio además pueden incluir características que evitan el uso de muelles inadecuados con base y tapa universales. También, los muelles pueden enrollarse en la dirección opuesta del muelle adyacente para evitar que un muelle interfiera con el recorrido de este muelle adyacente. En modalidades ejemplares, la vida de fatiga mejorada, más larga se logra al incrementar la dureza de los componentes de Grado C a Grado E, o al utilizar componentes de hierro fundido. En modalidades ejemplares, la operación mejorada del cojinete lateral, que incluye las características mejoradas de control y movimiento de galope, se logra por el control cuidadoso de los huelgos longitudinales entre la tapa y la base. Se ha encontrado que esto es importante para evitar movimiento excesivo entre la tapa y la base, así como reducir las fuerzas de impacto asociadas, tensiones y desgaste . En modalidades ejemplares, características mejoradas del cojinete lateral y la vida de servicio se
logran por la colocación estratégica de superficies de desgaste endurecidas. En modalidades ejemplares, las características mejoradas de seguimiento, movimiento de curvas y nivelación de carga se logran sin afectar adversamente las características de movimiento de galope al cambiar la constante de flexión para estar dentro de un margen predeterminado, de preferencia entre 1,133.981 a 1,814.37 kg/2.54 cm (2,500 a 4,000 libras/pulgadas). En modalidades ejemplares, se proporciona un conjunto estandarizado de tres diferentes muelles que puede mezclarse y correlacionarse en varias combinaciones para lograr diferentes valores de precarga para su uso en una pluralidad de aplicaciones, mientras reduce la necesidad de muelles especiales, diseñados a la medida para cada aplicación. En modalidades ejemplares, una mejor disposición de superficie de contacto, con una placa de desgaste de caja de vagón se logra al copar las esquinas de la tapa y al incrementar la llanura de la superficie de contacto superior de la tapa para mejorar las características de desgaste, tal como biselado reducido. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describirá con referencia a los siguientes dibujos, en donde: la Figura 1 es una elevación esquemática de los
extremos acoplados de dos vagones de ferrocarril típicos; la Figura 2 es una vista en perspectiva de una carretilla de vagón de ferrocarril típica para su uso con la presente invención; la Figura 3 es una vista en perspectiva en despiece de un cojinete lateral de contacto constante ejemplar de acuerdo con la invención; la Figura 4 es una vista en corte transversal de un cojinete lateral de contacto constante ejemplar de acuerdo con la invención; la Figura 4A es una vista detallada parcial de muelles helicoidales y la base de flexión de una modalidad de la presente invención; la Figura 4B es una vista en corte transversal de un cojinete lateral de contacto constante ejemplar de acuerdo con la presente invención; la Figura 5 es una vista en perspectiva de una base de flexión de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 6 es una vista en perspectiva de una primera base de cojinete lateral de contacto constante ejemplar de acuerdo con la invención; la Figura 7 es una vista en corte transversal de la primera base de cojinete lateral ejemplar; la Figura 8 es una vista superior de la primera
base de cojinete lateral ejemplar; la Figura 9 es una vista en perspectiva de la tapa de cojinete lateral ejemplar de acuerdo con la invención, y la Figura 10 es una vista en corte transversal de la tapa de cojinete lateral ejemplar sin una inserción, y la Figura 11 es una vista superior de la tapa de cojinete lateral ejemplar. Una primera modalidad de un cojinete lateral de acuerdo con la invención se describirá con referencia a las Figuras 3-11. El ensamble 100 de cojinete lateral tiene un eje longitudinal mayor coincidente con el eje longitudinal de un vagón del ferrocarril. Es decir, cuando el cojinete lateral se monta en la traviesa 38 oscilante de la carretilla de ferrocarril, el eje mayor del cojinete lateral es perpendicular al eje longitudinal de la traviesa oscilante. El ensamble 100 de cojinete lateral incluye como componentes principales, una base 110, una tapa 120, y uno o más elementos 130 de impulsión elásticos, tal como un muelle o elemento elastomérico, y la base 131 de flexión. En la modalidad ejemplar mostrada, se proporcionan dos muelles, muelle 130A exterior, y muelle 130B interior que sirven como el elemento de impulsión, de los cuales cada uno puede tener una constante de flexión diferente para proporcionar una proporción de carga combinada general. La base 110 se fija en la traviesa 38 oscilante por
medios adecuados. Como se muestra, la base 110 se sujeta con pernos en la traviesa 38 oscilante por medio de pernos de montaje (no mostrados) que pasan a través de los orificios 146 de montaje proporcionados en las pestañas 112 base. Como mejor se muestra en las Figuras 3 y 4, y 6-8, la base 110 tiene una pared 116 cilindrica generalmente abierta que se extiende ascendentemente de la base 110. La pared 116 puede, en ciertas modalidades, incluir dos aberturas 114. La abertura 114 sirve como una abertura para la cabeza de una llave utilizada para apretar los pernos que pasan a través de los orificios 146 para pernos. La abertura 114 también sirve para reducir el peso de la base 110. Para incrementar la longitud de recorrido del cojinete lateral, las paredes 116 se reducen en altura total por 7.93 mm (5/16") de diseños previos, tal como aquellos utilizados en la Patente Norteamericana No. 3,748,001. Esto ayuda a lograr el recorrido más grande del muelle, antes de que la tapa 120 y la base 110 se unan y eviten recorrido adicional. En una modalidad ejemplar, la base 110 tiene una altura total de aproximadamente 10.638 cm (4.188 pulgadas) (+/-0.772 mm (0.030)) con paredes 116 que extienden aproximadamente a 9.21 cm (3.626 pulgadas) sobre la pestaña 112. Con referencia a las Figuras 3 y 4 y 9-11, la tapa 120 es de forma de copa e incluye una sección 119 superior
generalmente circular que extiende descendentemente las paredes 121 laterales generales cilindricas, que entran a la pared 116 abierta de la base 110 en la forma telescópica. Como se muestra en la Figura 4B, las paredes 121 laterales de la tapa pueden incluir un reborde 124 proyectado en la pared 121 lateral que puede tener una forma de U o V que corresponde en ubicación con la abertura 114 en una superficie interior de la pared 116 de la base para restringir o prohibir la rotación de la tapa 120 en la base 110. La pared 121 lateral que se extiende descendentemente de la tapa 120 se extiende hacia la pared 116 de la base 110 de tal manera que incluso cuando los muelles 130 están a su altura libre o en una condición no comprimida, aun se proporciona una cantidad de superposición entre la pared 121 lateral y la pared 116 cilindrica. La tapa 120 además se proporciona con una superficie 128 de contacto superior, bordes 123 de retención inferior, y superficie 127 de soporte de muelle rebajada inferior. De preferencia, todos los bordes 129 periféricos son copados o redondos con un área 129A de transición delimitada o plana que se extiende desde la superficie 128 de contacto superior hasta el borde 129. Esto sirve para varios propósitos. Reduce el peso de la tapa. Además, al copar las esquinas existe una mejor superficie de contacto que empalma contra una placa de desgaste de la caja de vagón (no mostrada
pero localizada en el lado interior de una caja de vagón inmediatamente arriba de la tapa 120 en uso) . En particular, al tener esquinas copadas, se ha encontrado que menos ensanchamiento ocurre en la placa de desgaste de la caja de vagón cuando la tapa se desliza y gira en acoplamiento de fricción con la placa de desgaste de la caja de vagón durante el uso. Para ayudar adicionalmente en una mejor superficie de contacto, la superficie 128 de contacto superior se forma sustancialmente plana, de preferencia en una forma cóncava de 0.254 mm (0.010") o forma convexa de 0.762 mm (0.030") para mejorar adicionalmente las características de desgaste. En particular, esta desviación reduce la posibilidad de que el borde "se una" contra la placa de desgaste y es más fácil de fabricar . Para ayudar a proporcionar el recorrido largo de los muelles, la tapa 120 se acorta similar a aquella de la base 110. En una modalidad ejemplar, la tapa 120 se acorta en altura por 7.93 mm (5/16") sobre diseños previos para permitir un recorrido adicional de los muelles 130 antes de que la tapa 120 y la base 110 se unan y evitar el recorrido adicional. La tapa 120 de preferencia tiene una altura total de tapa de 9.843 cm (3.875 pulgadas), con la pared 121 lateral extendiéndose hasta aproximadamente 8.573 cm (3.375 pulgadas) bajo la superficie 127 de soporte inferior. Esto permite a la tapa insertarse más allá sobre la base 110 antes
de que el borde de retención inferior haga contacto con la superficie interior de la base 110. Como se menciona, la tapa 120 de cojinete lateral inventivo y la base 110 pueden utilizarse con uno o más miembros de impulsión, tal como muelles 130. Para lograr el recorrido largo de por lo menos 15.87 mm (5/8"), de preferencia es para reducir la altura sólida del muelle de aquélla utilizada en diseños previos. Esto es debido a que diseños de muelles previos se habían hecho sólidos antes de que 15.87 mm (5/8") de recorrido se lograra. Es decir, los muelles helicoidales individuales se habían comprimido entre sí de tal manera que no era posible una compresión adicional. Aunque dos muelles por cojinete lateral se describen en las modalidades, la invención no se limita a esto y menos, o incluso más, muelles podrían utilizarse. De hecho, el número y tamaño de muelles pueden diseñarse a la medida para una aplicación particular. Por ejemplo, vagones más ligeros utilizarán una proporción de muelle más flexible y pueden utilizar muelles más flexibles o menos muelles. Similarmente, vagones articulados con varias unidades pueden utilizar muelles más ligeros o menos debido a que tales vagones utilizan cuatro cojinetes laterales en lugar de dos por carretilla. Como tal, la capacidad de transporte de carga de cada uno debe reducirse. También, se ha encontrado que un mejor rendimiento puede lograrse a través del uso de
constantes de flexión sustancialmente más rígidas que las que se utilizan previamente. Se ha encontrado que esto proporciona un sistema de suspensión con un tiempo de reacción más lento, que se ha encontrado logra el seguimiento y movimiento de curvas mejorados, sin afectar adversamente el movimiento de galope. Se ha encontrado que esto resulta en una sensibilidad reducida en variaciones de altura establecidas o tolerancias de componentes para lograr una precarga más consistente sobre el sistema de carretilla. Esto tiende a igualar la carga y permite que un vagón de ferrocarril permanezca más nivelado, con menos inclinación o balanceo tanto estadística como dinámicamente. Para obtener una vida de fatiga más larga, el material utilizado para la base 110 y la tapa 120 puede ser acero de Grado E o hierro fundido. Para ayudar en la vida de servicio más larga, superficies de desgaste endurecidas se proporcionan en las superficies interiores de la pared 116 base . Adicionalmente, en una modalidad preferida ejemplar, para evitar movimientos excesivos y desgaste acelerado, huelgos longitudinales reducidos entre la tapa 120 y la base 110 se proporcionan al reducir las tolerancias de valores previos. Esto puede lograrse, por ejemplo, al controlar más estrechamente el proceso de vaciado u otra formación de las paredes 116 laterales de la tapa 120 y la
base 110. En una modalidad preferida, la base 100 tiene una distancia longitudinal de 17.78 cm (7.000" (+0.127 mm (0.005) /-O .361 mm (0.015)) entre superficies internas de la pared 116 lateral y las superficies externas de la pared 121 lateral de la tapa 120 tiene una distancia longitudinal de 17.859 cm (7.031") (+0.0 cm ( 0.000 ) /-O .568 mm (0.020). Esto resulta en un espacio longitudinal combinado estrechamente controlado que tiene un mínimo de 0.152 mm (0.006") y un máximo de 1.168 mm (0.046") . El mínimo se logra cuando la pared 116 lateral de la base está en la tolerancia máxima de 17.793 cm (7.005") y paredes 121 laterales de la tapa están en la tolerancia mínima de 17.808 cm (7.011") . El máximo se logra cuando la pared 116 lateral de la base está en la tolerancia mínima de 17.741 cm (6.985") y las paredes 121 laterales de la tapa están en la tolerancia máxima de 17.859 cm ( .031") . Debido a la posibilidad de varias combinaciones de muelles, es deseable proporcionar una característica de seguridad que evite la capacidad de intercambio de componentes inadecuados para una aplicación dada. Para lograr esto, modalidades ejemplares proporcionan características de chaveta en tanto la tapa 120 como la base 110 para evitar una mala correlación de componentes. También, la tapa 120 puede proporcionarse con características de bloqueo de muelle que evitan que se utilicen combinaciones inadecuadas de muelles.
Además, la base 110 se observa que tiene una abertura 147 generalmente cilindrica que se localiza centralmente entre la pestaña 112. Como se muestra en la Figura 5, una base 149 de muelle se localiza en la abertura 147 cilindrica. La base 149 de muelle generalmente es circular, con dos soportes 151, 152 de muelle idénticos que se extienden ascendentemente desde una ubicación central cercana. Los soportes 151, 152 de muelle se forman y realzan tomando partido del muelle 130A de soporte interior. La base 149 de muelle normalmente es un componente de acero fabricado. El soporte no permitirá que un muelle inadecuado sea insertado en el ensamble, lo cual puede proporcionar demasiada precarga para el peso de la caja del vagón de ferrocarril .