SISTEMA DE SUJETADORES DE ASEGURAMIENTO PARA VAGONES FERROVIARIOS
ANTECEDENTES
CAMPO TECNICO
Las modalidades expuestas se refieren a un sistema de sujetadores de aseguramiento para vagones ferroviarios y, más específicamente, a un sistema de sujetadores para asegurar bloques de apoyo y similares a un vagón de plataforma.
TECNICA RELACIONADA
Se usan los bloques de apoyo y otras estructuras para proveer resistencia al movimiento de cargas colocadas sobre vagones ferroviarios de plataforma. Se han usado varios tipos de ménsulas, algunas de ellas ranuradas, para asegurar tales bloques de apoyo o estructuras a la superficie del vagón ferroviario. Convencionalmente, estás ménsulas requieren múltiples puntos de fijación al vagón ferroviario. Para remover las ménsulas, se debe remover en primer lugar el bloque de apoyo o estructura. Por consiguiente, la remoción o reubicación de los bloques de apoyo desde la superficie del vagón ferroviario o a largo de la misma puede ser un procedimiento que requiera
mucho tiempo. Puede resultar también caro reemplazar ménsulas usadas convencionalmente, las cuales son más costosas de fabricar.
BREVE DESCRIPCION
A manera de introducción, las modalidades descritas a continuación incluyen un sujetador de aseguramiento para asegurar bloques de apoyo y otras estructuras al vagón ferroviario de plataforma. En un primer aspecto, un sujetador para asegurar un bloque de apoyo a un vagón ferroviario incluye una primera y una segunda ménsulas aseguradoras, en las cuales cada ménsula aseguradora tiene una saliente de esfuerzo cortante acoplada a cada ménsula aseguradora para que se ajuste dentro de una abertura de una cubierta del vagón ferroviario, una saliente bloqueadora acoplada a cada saliente de esfuerzo cortante para que se extienda en dirección sustancialmente paralela a la cubierta del vagón ferroviario y debajo de la misma, y un afianzador con el cual asegurar la primera y la segunda ménsulas aseguradoras al bloque de apoyo. En un segundo aspecto, un sistema de sujetadores para asegurar un bloque de apoyo a un vagón ferroviario incluye una pluralidad de sujetadores, cada uno teniendo una primera y una segunda ménsulas aseguradoras y un afianzador con el cual asegurar la primera y la segunda ménsulas aseguradoras al bloque de apoyo, una primera y una segunda salientes de esfuerzo cortante acopladas a las respectivas primera y segunda
ménsulas aseguradoras para que se ajusten dentro de las aberturas de una cubierta del vagón ferroviario, y una primera y una segunda salientes bloqueadoras acopladas a las respectivas primera y segunda salientes de esfuerzo cortante para que se extiendan horizontalmente debajo de la cubierta del vagón ferroviario. La primera y la segunda salientes bloqueadoras de la pluralidad de sujetadores se insertan a través de una correspondiente pluralidad de aberturas definidas en la cubierta del vagón ferroviario. El sistema de sujetadores puede incluir además un perno, en que cada perno pasa a través de una abertura definida a través de cada una de la primera y la segunda ménsulas aseguradoras, y una tuerca atornillada sobre cada extremo del perno para asegurar la primera y la segunda ménsulas aseguradoras al bloque de apoyo. En un tercer aspecto, un sujetador para asegurar un bloque de apoyo a un vagón ferroviario incluye una primera pieza de metal moldeada que define en un extremo de la misma una ménsula aseguradora que tiene una abertura definida a través de la misma, en medio de la cual está una saliente de esfuerzo cortante para que se ajuste dentro de una abertura de una cubierta del vagón ferroviario, y en el otro extremo de la misma una saliente bloqueadora para que se extienda en dirección sustancialmente paralela a la cubierta del vagón ferroviario y debajo de la misma. Un primer afianzador que pasa a través de la abertura y por lo menos en parte de la trayectoria a través del bloque de apoyo para asegurar la ménsula aseguradora al bloque de apoyo. El sujetador puede incluir además un perno
y una tuerca asegurada sobre cada extremo del perno, y por lo menos una arandela posicionada entre una de las tuercas y la ménsula aseguradora. El sujetador puede incluir además una segunda pieza de metal moldeada y un segundo afianzador, en que la primera y la segunda piezas de metal moldeadas junto con el primero y el segundo afianzadores se aseguran respectivamente en lados opuestos y cualesquiera extremos del bloque de apoyo. Otros sistemas, métodos, características y ventajas serán, o se harán, evidentes para un experto en la técnica con un examen de las siguientes figuras y la descripción detallada. Se pretende que todos aquellos sistemas, métodos, características y ventajas adicionales estén incluidos dentro de está descripción, estén dentro del alcance de la invención y estén protegidos por las siguientes reivindicaciones.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Se puede entender mejor el sistema con referencia a los dibujos y la descripción que siguen. Los componentes en las figuras no están necesariamente a escala, poniéndose énfasis en cambio en la ilustración de los principios de la invención. Además, en las figuras, los números de igual referencia designan partes correspondientes a través de todas las vistas. La figura 1 es una vista en perspectiva de una sección de una modalidad de un vagón ferroviario que tiene asegurado sobre el mismo
bloques de apoyo con sujetadores de aseguramiento como se expone en la presente. La figura 2 es una vista en perspectiva de una sección de un sujetador de aseguramiento dentro de un corte de una cubierta de vagón ferroviario, desplegado para asegurar un bloque de apoyo a la cubierta de vagón ferroviario. Las figuras 3 y 4 son, respectivamente, vistas en planta posterior y lateral de una modalidad de una ménsula aseguradora de un sujetador de aseguramiento como el que se expone en la presente. La figura 5 es una vista en sección transversal de un bloque de apoyo que muestra un par de ménsulas aseguradoras estando posicionadas a través de una cubierta de vagón ferroviario y contra el bloque de apoyo. La figura 6 es una vista en perspectiva inferior que muestra una ménsula aseguradora de un sujetador de aseguramiento desde la parte inferior de una cubierta de vagón ferroviario, incluyendo una placa de soporte.
DESCRIPCION DETALLADA
En algunos casos, no se muestran o describen con detalle estructuras, materiales u operaciones bien conocidos. Además, se pueden combinar las características, estructuras o características descritas de cualquier manera adecuada en una o más modalidades. Se entenderá también fácilmente que los componentes de las modalidades que se
describen e ilustran en general en las figuras de la presente se podrían arreglar y diseñar en una extensa variedad de diferentes configuraciones. La figura 1 es una vista en perspectiva de una modalidad de un vagón ferroviario 100 que tiene asegurados sobre el mismo bloques de apoyo 106 con una pluralidad de sujetadores de aseguramiento 110, cada uno incluyendo dos ménsulas aseguradoras 112 opuestas. Como se muestra, se puede asegurar un bloque de apoyo 106 a una cubierta 114 del vagón ferroviario 104 con dos pares de ménsulas aseguradoras 112, un par en cada extremo del bloque de apoyo 106. Adicionalmente, en una modalidad alternativa (no mostrada), se puede usar una sola ménsula aseguradora 12 en cualquier extremo del bloque de apoyo 106. El vagón ferroviario 104 puede ser un vagón de plataforma de múltiples propósitos o transformable, y puede aceptar múltiples bloques de apoyo 106, según se requiera para asegurar diferentes tipos de cargas. Como se explicará con más detalle con referencia a las figuras 5 y 6, los sujetadores de aseguramiento 110 son fácilmente removibles mediante la remoción de un perno (u otro afianzador) 120 de las ménsulas aseguradoras 12, con las cuales están asegurados a los bloques de apoyo 106. Una vez que se ha removido el perno 120, se pueden extraer los sujetadores de aseguramiento 110 de los agujeros (o aberturas) 116 formados a través de la cubierta 1 4. Esto facilita la remoción o el reposicionamiento rápidos de los bloques de apoyo 106.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un lado del sujetador de aseguramiento 110 dentro de un corte de la cubierta de vagón ferroviario 114, desplegado para asegurar un bloque de apoyo 106 a la cubierta 114. Se debe entender que, en esta modalidad, el otro lado del sujetador de aseguramiento 110 es sustancialmente simétrico al exhibido en la figura 2. El sujetador de aseguramiento 110 incluye una ménsula aseguradora 112, una saliente de esfuerzo cortante 128 y una saliente bloqueadora 132. La ménsula aseguradora 112, la saliente de esfuerzo cortante 128 y la saliente bloqueadora 132 pueden estar moldeadas como una sola pieza con soldaduras de refuerzo en posiciones de transición o pueden estar moldeadas o fabricadas por separado y acopladas una con otra por soldadura. Cuando están moldeadas una con otra como una sola pieza, puede ser por fundición o forja. Adicionalmente, se ha representado la ménsula aseguradora 112 en la presente como generalmente rectangular, pero puede estar formada de formas geométricas variables, tales como triangular, cuadrada u otras formas oblongas. El perno 120 pasa a través de una abertura (142 en la figura 3) formada cerca de la parte superior de cada ménsula aseguradora 112, a través de una arandela 136 y finalmente a través de una tuerca 138 para cerciorarse de que cada ménsula aseguradora 112 permanezca afianzada al bloque de apoyo 106. La abertura 142 puede estar atornillada de manera que se atornille el perno 120 a través de la misma. Nótese que están contempladas otras formas de aseguramiento de la ménsula aseguradora 112
al bloque de apoyo 106, con tal que provean suficiente resistencia para resistir fuerzas de presión que se pueden ejercer contra un bloque de apoyo 106 para cargas contempladas para su transporte sobre el vagón ferroviario 100. Por ejemplo, un experto en la técnica apreciará que se puede usar también más de un perno 120, u otros medios afianzadores, en modalidades alternativas. Por ejemplo, se pueden usar varias formas de pernos (tales como un perno de Huck, de bloqueo o de agarre) o remaches, de tal manera que no se requiera una tuerca 138 y/o arandela 136 separada. Asimismo, se puede atornillar un tornillo a través de cada abertura 142 de cada ménsula aseguradora 112 y hacia dentro del bloque de apoyo 106. En una modalidad alternativa (no mostrada), un sujetador de aseguramiento 110 puede incluir solamente una sola ménsula aseguradora 112. En tal modalidad, se posicionan preferiblemente dos sujetadores de aseguramiento 110 sobre extremos opuestos, y sobre lados opuestos, de un bloque de apoyo 106 para asegurar el bloque de apoyo 106 a la cubierta 114. Se puede emplear incluso el perno 120 con la arandela 136 y la tuerca 138, atornillando una rosca 138 adicional (y opcionalmente una arandela 136 adicional) sobre el perno sobre el lado del bloque de apoyo 106 opuesto de la ménsula aseguradora 112. Se pueden usar opcionalmente otros afianzadores, como los discutidos anteriormente, al grado de que la combinación de los sujetadores de aseguramiento 10 que tienen una sola ménsula aseguradora 1 12 provean suficiente fuerza de resistencia a cargas contempladas del vagón ferroviario 100. Tales cargas pueden requerir menos de 454 kilogramos de
fuerza de resistencia o aumentar variablemente hasta requerir muchos miles de kilogramos de fuerza de resistencia. La ménsula aseguradora 112 puede ser curva con una porción sustancialmente en forma de L 140 en un extremo de la misma que se acople a la saliente de esfuerzo cortante 128. La porción en forma de L 140 ayuda a proveer una resistencia más alta a la fuerza cortante (hasta de 18,144 kilogramos) en la saliente de esfuerzo cortante 132 debida a presiones ejercidas sobre los bloques de apoyo 106 de cargas pesadas y/o cambios rápidos de la velocidad o la dirección del tren. La saliente de esfuerzo cortante 112 así formada y ubicada dentro de la cubierta 114 de un vagón ferroviario 100 resistirá fuerzas laterales, mientras que la saliente bloqueadora 132 acoplada a la misma resistirá fuerzas longitudinales, tales como las producidas desde el vagón ferroviario 100 brincando sobre un riel o descendiendo repentinamente sobre un plano inclinado. La saliente del esfuerzo cortante 112 puede estar formada con tres superficies sustancialmente planas a cierto ángulo una con otra. Por ejemplo, una superficie intermedia 128a puede estar formada adyacentemente a la primera y la segunda superficies laterales 128b y 128c. Como se muestra en la figura 2, el ángulo entre la superficie intermedia 128a y las 2 superficies laterales 218b y 128c pueden ser aproximadamente de 45 grados. Para un ajuste apretado y mayor resistencia cortante, la saliente de esfuerzo cortante 128 puede estar moldeada para ajustarse exactamente dentro de los agujeros 116 en la cubierta 114, pero no tan apretadamente que
la saliente de esfuerzo cortante 112 no pueda pivotar dentro de los agujeros 116 (véase la figura 5). Por ejemplo, los agujeros 116 pueden estar formados con un diámetro de aproximadamente 4.45 centímetros, mientras que la saliente de esfuerzo cortante 112 puede estar formada con un diámetro (D1 ) de aproximadamente 4.29 centímetros. Adicionalmente, el grosor (T1 ) de la saliente de esfuerzo cortante 128 puede ser de aproximadamente 1.59 centímetros, mientras que el ancho (W ) de la porción definida por cada una de las dos superficies laterales 28b o 128c puede ser de aproximadamente 0.48 centímetros (véanse las figuras 3 y 4). Las figuras 3 y 4 son, respectivamente, vistas en planta posterior y lateral de una modalidad de un sujetador de aseguramiento 10 como el que se expone en la presente. Una abertura 142 está formada cerca de un extremo distal de la ménsula aseguradora 112 a través de la cual se inserta el perno 120 (u otro mecanismo afianzador). Varias medidas provistas son ejemplares solamente y se contempla la variación del tamaño o los tamaños relativos de la ménsula aseguradora 112, la saliente de esfuerzo cortante 128 y la saliente bloqueadora 132, dentro del alcance y el espíritu de esta exposición. La saliente bloqueadora 132 puede ser de aproximadamente 6.35 centímetros de largo (L2) y aproximadamente 0.95 centímetros de grosor (T2). La ménsula aseguradora 112 puede estar formada de tal manera que la porción superior (aseguradora) sea de aproximadamente 11.43 centímetros de largo (L3), 7.62 centímetros de ancho (W3) y de aproximadamente 0.95
centímetros de grosor (T3). La porción de la ménsula aseguradora 112 que se conecta a la saliente de esfuerzo cortante 128 puede ser de aproximadamente 4.76 centímetros de longitud (L4). Aunque estos tamaños pueden haber sido favorables en el desarrollo de una ménsula aseguradora 10, la variación de los tamaños en varios aspectos está dentro del alcance de esta exposición, como se ha mencionado. La figura 5 es una vista de sección transversal de un bloque de apoyo 106 que muestra un par de ménsulas aseguradoras 112 estando posicionadas a través de una cubierta 114 de vagón ferroviario y contra el bloqueo de apoyo 106. Nótese que las ménsulas aseguradoras 1 2 están desplegadas dentro de la cubierta 114 mediante la inserción de la saliente bloqueadora 132 a través de los agujeros 116, de tal manera que las salientes de esfuerzo cortante 128 queden ubicadas dentro del agujero 114 (mostradas con líneas de rayas). El giro de las ménsulas aseguradoras 112 (mostradas por la flecha de rayas en la figura 5) a una posición vertical contra el bloque de apoyo 106 posiciona las salientes de esfuerzo cortante 132 al nivel de la cubierta 114 dentro de los agujeros 116 y la abertura 142 contra el bloque de apoyo 106. En esta posición, se puede insertar el perno 120 a través de la abertura 142 y el bloque de apoyo 106 y asegurar en su lugar con las tuercas 138. La figura 6 es una vista en perspectiva inferior que muestra una ménsula aseguradora 112 de un sujetador de aseguramiento 110 desde la parte inferior de una cubierta 114 del vagón ferroviario, incluyendo una placa
de soporte 144. Nótese que una vez insertada en el agujero 106, la saliente bloqueadora 132 queda sustancialmente paralela a la parte inferior de la cubierta 114. También, la saliente de esfuerzo cortante 128 está posicionada dentro del grosor de la cubierta 1 4, y la saliente bloqueadora 132 evita que el sujetador de aseguramiento 110 ascienda a través de la cubierta 1 4, mientras que se afianza la ménsula aseguradora 112 a un bloque de apoyo 106 u otra estructura. Nótese también que la estructura 144 está mostrada como una extensión de la cubierta 14 a una estructura 144 fijada a la cubierta como parte del vagón ferroviario 100. La estructura 144 puede ser un codal de piso que se extienda sobre la longitud del vagón ferroviario 100, diseñado para dar a la cubierta 114 soporte adicional, dependiendo de las cargas esperadas. La estructura 144 puede ser también una placa diseñada para engrosar efectivamente la cubierta 114 estratégicamente en donde los agujeros están formados para proveer soporte y resistencia adicionales en ubicación de la saliente del esfuerzo cortante 128, y de manera que las salientes de esfuerzo cortante 128 queden completamente dentro de la cubierta 114. Adicionalmente, un codal de piso puede duplicarse como una placa de soporte en la estructura 144 empleada. Los términos y las descripciones usados en la presente se exponen a manera de ilustración solamente y no están destinados como limitaciones. Los expertos en la técnica reconocerán que se puede hacer muchas variaciones a los detalles de las modalidades descritas anteriormente sin apartarse de los principios básicos de la invención. El alcance de la
invención debe estar determinado por lo tanto solamente por las siguientes reivindicaciones (y sus equivalentes), en las cuales se han de entender todos los términos en su sentido razonable más amplio, a no ser que se indique de otra manera.