MX2015002680A - Travesaño para un carro de vagon ferroviario. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un carro de vagón ferroviario que incorpora un travesaño novedoso (30) unido por debajo del asiento del resorte (24), que tiene ajustes elastoméricos (40) y una abertura central (46) para recibir el refuerzo de carro (28).

Description

TRAVESANO PARAUNCARRO DEVAGÓNFERROVIARIO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un carro de vagón ferroviario incorporando un travesaño novedoso, que proporciona al carro con una tasa de resorte suave verticalmente en comparación con un carro con un diseño de tablón o travesaño de resorte convencional, pero con una rigidez deseada lateralmente y longitudinalmente, con una mejora correspondiente en el rendimiento del carro.

ANTECEDENTESDELAINVENCIÓN El carro de vagón ferroviario convencional en uso en América del norte desde hace varias décadas ha sido el carro de tres piezas, compuesto por un par de marcos laterales paralelos conectados por un refuerzo montado transversalmente. El refuerzo es soportado en los marcos laterales por conjuntos de resortes. Las ruedas del carro son recibidos en adaptadores de cojinete colocados en mandíbulas de pedestal principales y que se arrastran en el marco lateral, para que los ejes de las ruedas sean paralelos. El vagón está montado en la placa central del refuerzo, que permite al carro pivotar en relación con el vagón. Los conjuntos de resortes permiten los marcos laterales para moverse algo con respecto al refuerzo, sobre los ejes longitudinales, transversales y verticales.

Se ha deseado largamente mejorar el rendimiento del carro de tres piezas. La resistencia a cargas laterales y longitudinales y el rendimiento del carro se puede caracterizar en términos de uno o más de los siguientes fenómenos bien conocidos.

"Paralelogramo" se produce cuando un marco lateral avanza longitudinalmente con respecto al otro, tal que los conjuntos de ruedas a bordo y no abordo permanecen paralelos entre sí pero no son perpendiculares a los rieles, como puede ocurrir cuando un carro de vagón ferroviario encuentra un giro.

"Caza" describe un movimiento oscilante lateral de las ruedas que causa la autovía para moverse de lado a lado. La caza puede ser peligrosa cuando las oscilaciones alcanzan una frecuencia resonante. La caza es más probable que ocurra cuando hay una falta de alineación correcta en el carro como se hace o desarrolla en el tiempo a través de diversas condiciones de operación. La caza también es más probable que ocurra cuando el vagón de riel se opera a velocidades más altas. La velocidad en que la caza se observa se produce se conoce como el "umbral de caza".

Se han probado varios enfoques para mejorar la estabilidad lateral del carro estándar de tres piezas para evitar el paralelogramo y la caza, mientras que al mismo tiempo se asegura que el carro se capaz de deformarse apropiadamente para acomodar las diferentes distancias recorridas por las ruedas en el interior y fuera de una vuelta, respectivamente. Convencionalmente, se colocó un "tablón de resorte" en los marcos laterales por debajo de los resortes para evitar el paralelogramo del carro. El tablón de resorte se mantuvo en su lugar por el peso de los vagones de flete sobrepuestos en el refuerzo a través de los conjuntos de resorte. Los tablones de resorte se llegaron a utilizar con menos frecuencia después que los cojinetes de rodillos reemplazan los cojinetes de uso amplio. Sin embargo, algunos diseños de camiones continuaron utilizando variaciones del concepto del tablón de resorte, como se describe a continuación.

La patente de Estados Unidos No. 3,461,814 a Weber hace referencia a varios hitos en la historia de ios tablones de resorte y describe una mejora al respecto al referirse como un carro de "de control de rodillo". En el carro de control de rodillo, un tablón de resorte se coloca en los asientos de resortes laterales y se proporciona con una abertura para la recepción de una oreja que sobresale hacia abajo del refuerzo. El acoplamiento del refuerzo con el tablón de resorte vía la oreja en este punto bajo asegura que las fuerzas laterales sean transferidas a los marcos laterales en un punto más bajo en el carro, cerca de los rieles, que según el titular de la patente, mejora el rendimiento del rodillo del vagón. La posición del tablón de resorte por debajo de los resortes en el asiento del resorte del marco lateral es típica del tablón de resorte de la téenica previa.

La patente de Estados Unidos No. 3,670,660, también a Weber, describe un carro "de movimiento basculante", que es una modificación del vagón de control del rodillo, en donde un asiento del eje de balancín se interpone entre el tablón de resorte y el marco lateral, junto con adaptadores de cojinete de rodillo "balanceo transaccional", que permite a los marcos laterales que se muevan al unísono para dar cabida a las fuerzas laterales. Como con el carro de control de rodillo antes mencionado, el carro de movimiento de oscilación se caracteriza por la posición del tablón de resorte sobre los asientos de resorte de los marcos laterales.

En un desarrollo ulterior del carro de movimiento oscilante, descrito en la patente de Estados Unidos No. 5,027,716, también a Weber, el titular de la patente señaló ciertos inconvenientes del carro de movimiento de oscilación, específicamente en el acoplamiento del asiento del eje de balancín y el travesano, que tienden a reducir la rigidez del carro en el tiempo. En el diseño representado en la patente716, los resortes están sentados directamente en el asiento del eje de balancín y el tablón de resorte se sustituye por un par de varillas de soporte transversal recibida en los soportes de anclaje con almohadillas elastoméricas, tal que los asientos del eje de balancín son interconectados por las varillas de soporte para proporcionar rigidez lateral del carro.

También conocidos en la técnica son los llamados camiones "orientables", que permiten un grado de rotación de cada rueda sobre el eje vertical para que la rueda pueda tomar una posición hacia fuera-del-cuadrado con respecto a un eje longitudinal del carro, permitiendo que un carro negocie un giro. La invención descrita aquí puede usarse con camiones orientables y no-orientables. La patente de Estados Unidos No. 4,003,316 a Monselle, por ejemplo, representa un tipo de carro orientable con un montaje de travesaño/tablón, con almohadillas elastoméricas proporcionadas en el marco lateral de la abertura entre el montaje de travesaño/tablón y el marco lateral de la igualación de la rueda de carga. Combinando el tablón y el travesaño al modo de la patente '316 añade complejidad al diseño del carro y complica el mantenimiento de las piezas del vagón. El mecanismo de dirección también es complicado y costoso.

La patente de Estados Unidos No. 4,131,069, a List, también revela un carro orientable y generalmente es más típico de diseños de camiones orientables. En las modalidades descritas, las ruedas de un carro se unen por un brazo que controla y mantiene la relación entre las ruedas. El brazo además está conectado a un cuerpo del vagón del ferrocarril para que el movimiento entre la carrocería y las ruedas se mantenga en una relación fija. En este caso los brazos de direccionamiento, en lugar de un tablón de resorte o el travesaño, proporciona la rigidez lateral, que según el titular de la patente, es necesaria para evitar la caza.

La patente de Estados Unidos No. 4,483,253, también a List, describe un retro-ajuste de los diseños existentes de camiones (es decir, para los camiones no-orientable) que se dice por el titular de la patente para proporcionar algunas de las ventajas del carro orientable a menor costo. La patente 253 revela el uso de un tablón de resorte conectando los marcos laterales de un carro para proporcionar estabilidad lateral en combinación con almohadillas elastoméricas proporcionadas en las quijadas de pedestal para proporcionar cierta flexibilidad entre los ejes y los marcos laterales de un carro. Esta combinación se presenta como una modificación a los entonces existentes diseños de camiones, que es alegado por el titular de la patente para proporcionar un carro no orientable con una mejor capacidad de negociación de turno. El tablón de resorte se encuentra en la manera convencional bajo los resortes o rígidamente conectado a cada marco lateral.

La Patente de E.U.A. No. 4,938,152, también en la lista, está en la misma familia de patentes como las patentes de E.U.A. Nos. 4,131,069 y 4,483,253 y también contiene descripción adicional. La patente ?52 contempla diseños de camiones, incluyendo una "placa de corte", o el travesaño, que conecta rígidamente los marcos laterales y almohadillas elastoméricas en las mordazas del pedestal del carro. Varios modos para sujetar la placa de corte a los marcos laterales se describen, así que no es necesario fijar la placa de corte bajo los resortes. Sin embargo, en todos los casos, es necesaria la conexión entre la placa de corte y los marcos laterales para ser completamente rígida y la placa de corte se encuentra debajo del soporte, que crea otro problema potencial de separación.

Las abrazaderas diagonales se han probado como una alternativa al travesaño convencional para proporcionar resistencia a paralelogramo mientras al mismo tiempo proporciona flexibilidad para ajustar las fuerzas encontradas en una curva. La patente de E.U.A. Nos. 5,461,986 y 4,570,544 ambas describen diseños de abrazaderas diagonales. En ambos casos, los miembros diagonales utilizan soportes para unir al marco lateral. Los soportes son necesarios para inclinar las abrazaderas debajo del refuerzo. Una desventaja de abrazaderas diagonales es que se cruzan en el medio y por lo tanto deben estar ubicadas debajo del refuerzo que crea un problema con respecto a la separación. Alternativamente, se proporciona unos medios para unir las abrazaderas al refuerzo donde se cruzan las abrazaderas. En algunos casos, a través de los agujeros han sido proporcionados en el refuerzo para acomodar las abrazaderas, que pueden debilitar el refuerzo.

En vista de lo anterior, un objetivo de la invención es proporcionar rigidez a un carro de tres piezas sin impactar el espacio vertical entre el carro y la pista. Este espacio es fijado por las normas AAR, en cualquier caso, y no puede ser menor a 2 ¾ pulgadas (6.985 cm) con resortes sólidos y con condición de desgaste máximo.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un travesaño que proporciona rigidez al carro mientras proporciona suficiente flexibilidad torsional para que el carro cumpla con los requisitos de igualación de carga de rueda AAR.

Aún otro objetivo de la invención es proporcionar un travesaño que no interfiere con la operación de los resortes, el freno u otro equipo asociado con el carro.

En aún otro aspecto, la invención se dirige a un carro mejorado, que incluye el travesaño como se describe en este documento, e incluye también una interconexión de juego de ruedas adaptadores de cojinete, que proporciona una relación controlada detasas de resortes lateral versus longitudinal entre los marcos laterales y el adaptador de cojinete, como se describe en la solicitud de E.U.A. No. 13/600,693, presentada el 31 de agosto de 2013.

Estos y otros objetivos de la invención se logran de acuerdo con la invención de la siguiente manera.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la invención es un carro de vagón ferroviario que incorpora un diseño novedoso de travesaño. El carro de vagón ferroviario incluye un par de marcos laterales, cada uno que tiene una mordaza de pedestal principal y una mordaza de pedestal posterior. Los marcos laterales están en una relación opuesta y paralela, y las respectivas mordazas de pedestal principal y posterior de los marcos laterales están alineadas para montar transversalmente el conjunto de ruedas montado en las mordazas del pedestal también son paralelas, como se practica en la téenica previa. En este estado, donde los ejes y los marcos laterales son paralelos, el carro se conoce como "cuadrado".

De acuerdo con la invención, el asiento de resorte se sitúa en el marco lateral entre las mordazas del pedestal, y un reborde de asiento de resorte es en voladizo lateralmente dentro de la pared lateral de cada marco lateral en los asientos de resorte correspondientes. Un refuerzo dispuesto transversalmente entre el primero y segundo marcos laterales se recibe en los marcos laterales donde se encuentran los asientos del resorte. Un travesaño se une al primero y segundo marcos laterales tal que la superficie superior del travesaño se une por debajo del reborde de asiento de resorte. El travesaño tiene una sección central recorte que recibe una porción menor del refuerzo.

Un miembro elastomérico se proporciona al poner en contacto con el travesaño para que la carga lateral y longitudinal aplicada al travesaño sea transferida al marco lateral a través del miembro elastomérico.

En modalidades, los agujeros con salida son proporcionados en el travesaño para que el travesaño puede ser atornillado debajo el reborde del asiento del resorte, y el material elastomérico se proporciona en la forma de un miembro tubular insertado en el agujero con salida y ponerse en contacto con las paredes laterales del agujero final, para que la fuerza aplicada al travesaño sea transferida al marco lateral mediante un tornillo u otro miembro de unión, amortiguado por el material elastomérico en el agujero con salida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista isométrica de un carro de tres piezas que incorporan un travesaño novedoso de acuerdo con una modalidad de la invención.

La figura 2 es una vista lateral del carro con el travesaño removido.

La figura 3 es una vista isométrica de un travesaño de acuerdo con una modalidad de la invención.

La figura 4 es un detalle en sección transversal de una porción del travesaño que muestra un agujero con salida con un buje elastomérico insertado en él.

La figura 5 es una vista detallada del marco lateral y la combinación del travesaño con partes del carro removidas para mostrar la unión del travesaño debajo del reborde de asiento de resorte.

La figura 6 es una vista en planta superior del marco lateral con partes del carro removidas, que muestran la unión del travesaño al marco lateral.

La figura 7 es una gráfica que representa el resultado de una simulación por computadora que modela la aceleración lateral RMS de una carrocería de un vagón ferroviario como una función de la velocidad del carro, para un carro de acuerdo con la invención y un carro de acuerdo con la téenica previa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las direcciones y orientaciones aquí se proporcionan con referencia a la orientación normal de un vagón ferroviario en uso. Así, a menos que el contexto claramente requiera de lo contrario, el eje o dirección "longitudinal" es paralela a los rieles y en la dirección del movimiento del vagón ferroviario en la pista en cualquier dirección. El eje o dirección "transversal" o "lateral" está en un plano horizontal y perpendicular al eje longitudinal y el riel. El término "interior" significa hacia el centro del vagón, y puede significar interior en una dirección longitudinal o una dirección lateral o ambos. Asimismo, "exterior" significa lejos del centro del vagón. "Vertical" es la dirección arriba y abajo y "horizontal" es un plano paralelo a los rieles, que incluyen los ejes transversales y longitudinales. Un carro se considera que es "cuadrado" cuando sus ruedas están alineadas en vías paralelas y los ejes son paralelos entre sí y perpendiculares a los marcos laterales. El lado "principal" del carro significa el primer lado de un carro en un vagón ferroviario para encontrar un giro; y el lado "final" es opuesto al lado principal.

Cuando un carro de vagón ferroviario de acuerdo con la invención incluye una pluralidad de elementos sustancialmente idénticos, tal como dos marcos laterales, dos conjuntos de ruedas, cuatro ruedas, etc., se entiende que una descripción de un elemento aquí sirve para describir a todos ellos.

En la modalidad representada en la figura 1, el carro de vagón ferroviario 10 comprende el primero y segundo marcos laterales 12, 14, cada uno que tiene mordazas de pedestal principales y finales 16, 18. En una orientación cuadrada, el primero y segundo marcos laterales son paralelos, y las mordazas de pedestal principales y finales están alineadas para recibir transversalmente el conjunto de ruedas montadas 20, 22, para que los ejes 32, 36 sean paralelos. El asiento del resorte 24 se encuentra en una abertura 43 en los marcos laterales. La abertura centrada precisamente 43 en el marco lateral con respecto a las mordazas del pedestal se espera que mejoren el rendimiento de carro en general, cuando se considera en combinación con otras mejoras descritas.

Una característica importante de la invención es la unión del travesaño al estado real existente en una porción inferior dei marco lateral. Visto en planta como se muestra en la figura 6, el asiento de resorte es más amplio que el resto del marco lateral, que forma un reborde. Esta porción del asiento del resorte, referido aquí como el reborde de asiento del resorte 38, se extiende interior desde el marco lateral en una relación en voladizo hasta el marco lateral 12.

Como se muestra en la figura 5, el reborde de asiento del resorte 38 lateralmente en voladizo dentro de una pared lateral del marco lateral proporciona un borde 31 en la parte inferior del asiento del resorte para la unión del travesaño 30. En modalidades, los agujeros con salida se proporcionan en el travesaño para atornillar el travesaño al marco lateral, para que la superficie superior del travesaño haga contacto con la superficie inferior de los rebordes del asiento de resorte de los marcos laterales. De acuerdo con las modalidades de la invención, las partes superiores de los tornillos quedan al ras con el piso del asiento del resorte para no interferir con la longitud libre el resorte o recorrido del resorte. Alternativamente, el travesaño se suelda u otros medios de sujeción se utilizan para que el piso del asiento del resorte esté libre de interferencias.

La figura 3 es una vista isométrica del travesaño de acuerdo con una modalidad de la invención, en la cual los orificios con salida 32 son proporcionados en la periferia del travesaño. Los orificios con salida están reforzados preferentemente para que el grosor de un área 51 alrededor de los orificios con salida sea mayor que en otras áreas del cuerpo del travesaño. Así, en la modalidad representada en la figura 3, el grosor de un área 51 circundante a los orificios con salida puede ser de aproximadamente 2.0 a 4.0 veces más grueso que en un área adyacente. Asimismo, el grosor de las pestañas 42 y 44 que definen la forma exterior y la sección de corte central 46 del travesaño puede ser de aproximadamente 2.0 a 4.0 veces mayor que el grosor del área entre las pestañas. Una adecuada combinación de rigidez y flexibilidad torsional se obtiene de acuerdo con una modalidad de la invención donde las pestañas 42 y 44 tienen un grosor en un intervalo de aproximadamente 1.00 a 2.50 pulgadas (2.54 a 6.35 cm) en general, preferentemente aproximadamente 2.00 pulgadas (5.08 cm), y las áreas reforzadas 51 alrededor de los orificios con salida tienen un grosor en un rango de aproximadamente 1.00 a 2.50 pulgadas (2.54 a 6.35 cm), preferentemente aproximadamente 2.00 pulgadas (5.08 cm) y donde el cuerpo principal del travesaño 30 tiene un grosor total en un rango de aproximadamente 0.25 a 1.00 pulgadas (0.635 a 2.54 cm), preferiblemente aproximadamente 0.50 pulgadas (1.27 cm). Aunque la modalidad representada incluye pestañas alrededor de la periferia del travesaño y alrededor de la sección de corte central 46, se contemplan otras configuraciones de pestaña que producen una combinación comparable de rigidez y flexibilidad torsional. El travesaño preferentemente está hecho de acero, pero otros metales y materiales pueden utilizarse sin apartarse del alcance de la invención.

Las fuerzas laterales y longitudinales se transfieren entre el travesaño y los marcos laterales mediante un material elastomérico. En una modalidad, el material elastomérico se proporciona en los agujeros con salida del travesaño. Como se observa en la vista en sección transversal de la figura 4, el buje 40 en el agujero con salida del buje tiene una capa exterior de material elastomérico 45 que se pone en contacto con las paredes laterales verticales del orificio con salida, mientras que un tubo de metal central 47 del buje permite el tornillo de unión (no mostrado) para deslizar fácilmente en el agujero con salida. Preferentemente, el material elastomérico es un material de caucho convencional, que incluye, sin limitación, isopreno, neopreno, butadieno, caucho de estireno-butadieno y lo similar. La selección del material elastomérico específico se puede dejar a uno de habilidad ordinaria en la téenica. Los materiales se seleccionan tal que la tasa del resorte longitudinal y lateral alcanzada con los bujes de acuerdo con la invención es entre 30,000 y 100,000 Ib/in (5254 y 17513 N/mm), preferiblemente de 44,000 Ib/in (7706 N/mm). La tasa del resorte vertical es menor de 10,000 Ib/in (1751 N/mm) preferiblemente 7,000 Ib/in (1226 N/mm). Es preferible que la relación de tasa del resorte longitudinal a la tasa del resorte vertical sea de 6.0 o superior. La configuración de los materiales elastoméricos también está determinada en gran medida por la necesidad de obtener la tasa del resorte deseada y la relación de rigidez lateral a vertical. En modalidades de la invención, el material elastomérico está en la forma de un buje con un diámetro exterior (que es también el diámetro del agujero con salida) en un intervalo de aproximadamente 1.5 a 3.5 pulgadas (3.81 a 8.89 cm), preferiblemente aproximadamente de 2.25 pulgadas (5.715 cm), y el material elastomérico tiene un grosor anular en el punto más amplio en un rango de aproximadamente 0.25 pulgadas (0.635 cm) a aproximadamente 0.60 pulgadas (1.524 cm).

Otros arreglos pueden proporcionar un miembro elástico que transfiere la fuerza longitudinal y lateral entre el marco lateral y el travesaño. Por ejemplo, en otra modalidad (no se muestra en los dibujos), un segundo reborde se une por debajo del asiento del resorte 38 en el marco lateral 12, que forman un bolsillo para recibir un lado del travesaño. El material de absorción de choque elastomérico se proporciona en el bolsillo que se pone en contacto con una superficie horizontal y/o vertical del travesaño.

El travesaño 30 se construye e instala para no interferir con la separación entre la parte inferior del carro y la pista. Las especificaciones AAR requieren una vagón ferroviario cargado completamente para tener una separación nominal de 4 7/8 pulgadas (12.3825 cm) y una separación mínima en condiciones desgastadas de 2 ¾ pulgadas (6.985 cm) entre la parte superior del riel y la parte inferior del carro. Así, de acuerdo con la invención, el travesaño está diseñado para proporcionar la separación requerida en todas las condiciones. El travesaño está diseñado tal que el refuerzo 28 se recibe en una sección de corte central 46 del travesaño 30, tal que el travesaño 30 no interfiere con el movimiento del refuerzo a través del rango de refuerzo del movimiento de funcionamiento. Describiendo la modalidad particular de la figura 3, el travesaño tiene una dimensión larga en la dirección transversal de aproximadamente 65 pulgadas (165.1 cm), medida desde los centros de los agujeros con salida. Una dimensión corta en la dirección longitudinal del carro, medida en el centro del travesaño, es de aproximadamente 22 pulgadas (55.88 cm), y de aproximadamente 11 pulgadas (27.94 cm) medida entre los centros de los agujeros con salida.

El travesaño está provisto de una sección de corte central 46, definida por una pestaña elevada 44 en la modalidad mostrada, tal que generalmente los bordes paralelos de la sección de corte en los lados principal y final del corte son cónicos por un primer radio suave 49, que cumple en un radio más nítido 53 en lados laterales opuestos de la sección de corte. La anchura de la sección de corte (es decir, la distancia entre los lados paralelos) es preferentemente al menos de aproximadamente 18 pulgadas (45.72 cm) para permitir la separación del refuerzo en carga máxima.

En la modalidad mostrada, la pestaña 42 define la forma exterior del travesaño 30. La forma del travesaño, la forma de la sección de corte central, y las dimensiones relativas de las pestañas se seleccionan para que el travesaño tenga suficiente flexibilidad torsional para cumplir y superar las normas de compensación de carga AAR, mientras proporciona rigidez suficiente al carro para evitar el paralelogramo.

El rendimiento de carro para vagones ferroviarios se rige por la especificación de AAR M-976, que especifica los requisitos para la oscilación, curveo en estado estacionario, resistencia de curva, negociación de espiral y respuesta al giro del cuerpo de coche y cabeceo, balance, oscilación y guiñada y balanceo. La mejora del rendimiento del carro mejor en conexión con estas pruebas se logra cuando un travesaño de acuerdo con la invención u otros medios de restricción del paralelogramo se combina con un adaptador de cojinete modificado como se describe en la solicitud de Estados Unidos mencionada anteriormente No. 13/600,693, presentada en fecha aún presente. El travesaño proporciona una alta rigidez lateralmente y longitudinalmente y una tasa de resorte mas suave verticalmente, como se describió anteriormente. El adaptador de cojinete modificado, por otro lado, proporciona una tasa relativamente alta de resorte en la dirección longitudinal entre el marco lateral y el adaptador de cojinete, y a una tasa de resorte relativamente baja en la dirección lateral. En una modalidad, haciendo referencia a la vista lateral de la figura 2, un adaptador de cojinete se muestra recibido en la mordaza de pedestal, con una superficie curvada hacia cojinetes de rodillo 17 y una superficie plana hacia el techo de la mordaza de pedestal. Los miembros elastoméricos 19 se colocan entre el adaptador de cojinete y las patas de empuje en las paredes laterales principal y final del pedestal, mientras que una interfaz de superficie de baja fricción, tal como Teflon ® (politetrafluoroetileno), se proporciona entre el techo del pedestal y la parte superior del adaptador de cojinete. El travesaño de la invención puede usarse también con un carro convencional, donde la interfaz del adaptador del cojinete y el techo del pedestal es acero en acero. Alternativamente, también puede utilizarse el travesaño de la invención en camiones en que un miembro elastomérico se proporciona en la superficie superior del adaptador de cojinete entre el adaptador de cojinete y el techo del pedestal.

La figura 7 representa los resultados de una simulación por computadora que modela las ventajas de rendimiento alcanzadas con un carro que tiene un travesaño como se describe anteriormente en la figura 3, en comparación con un carro de la téenica previa. Las dimensiones externas del travesaño modelado son aproximadamente 65 pulgadas (165.1 cm) por aproximadamente 11 pulgadas (27.94 cm), medidas desde el centro del agujero con salida al centro del agujero con salida, y aproximadamente 22 pulgadas (55.88 cm) en la dirección longitudinal en el centro del travesaño. La sección de corte central 46 fue definida por una pestaña elevada 44 que forma una forma cerrada que tiene lados laterales cónicos y una distancia en una dirección longitudinal de aproximadamente 18 pulgadas (45.72 cm) entre los bordes paralelos a los lados principal y final de la sección de corte. El área alrededor de los orificios con salida son reforzados como se describió anteriormente, teniendo un grosor de 1.88 pulgadas (4.7752 cm) y el grosor del travesaño hacia el centro, entre las pestañas, es e aproximadamente 0.5 pulgadas (1.27 cm). El carro modelado incluye una interfaz de baja fricción entre el adaptador de cojinete y el marco lateral y los miembros elastoméricos colocados longitudinalmente con respecto al adaptador del cojinete.

El eje vertical de la figura 7 representa la aceleración lateral media cuadrática media de raíz de la carrocería del coche justo por encima del punto donde el carro une a la carrocería del coche. Esta aceleración lateral de ida y vuelta representa el comportamiento de oscilación y es conocida por aumentar a altas velocidades. Las especificaciones AAR requieren los niveles especificados que deben cumplir a velocidades hasta e incluyendo 112.62 kilómetros por hora (70 millas por hora), indicados por la línea vertical hacia el centro de la gráfica, etiquetadas como "Ch. XI Speed (max)". Esto se refiere al capítulo XI de AAR MSRP sección C, contemplados en la especificación de AAR M-976. La línea horizontal en el medio de la figura 7 representa el valor límite de M-976 de aceleración lateral. Así, el cuadrante inferior izquierdo de la figura 7 representa los camiones que cumplen los requisitos de prueba de la norma actual.

La línea superior, con puntos de datos representados por triángulos sólidos, representa un modelo de un carro M-976 actual sin un travesaño de acuerdo con la invención. La línea inferior, con puntos de datos representados por cuadrados sólidos, representa los datos modelados en un carro de acuerdo con la invención, incluyendo un travesaño y miembros elastoméricos colocados longitudinalmente en relación con el adaptador de cojinete entre el marco lateral y el adaptador del cojinete. El carro de acuerdo con la invención exhibe significativamente una mayor resistencia a la oscilación y un umbral de oscilación mayor, exhibiendo la aceleración lateral por debajo del valor límite M-976 muy por encima de la velocidad requerida por la norma.

Uno de habilidad ordinaria en la técnica reconocerá que otros modelos pueden usarse para obtener información sobre otros criterios de rendimiento, y que tales criterios de rendimiento pueden ser impactados por otros componentes del carro. Los camiones que cumplen la norma M-976 pueden tener diferentes componentes, Además, el modelado por computadora no es un sustituto para la prueba en pista real en condiciones del mundo real, y las especificaciones AAR requieren los resultados de dicha prueba para recopilarse sobre miles de millas antes de aprobar un carro. Sin embargo, el modelado descrito anteriormente comúnmente se utiliza e invoca como un indicador direccional del desempeño del carro. Mientras que muchos factores afectan al rendimiento del carro en el modelo de computadora, el comportamiento de oscilación mejorado del carro puede atribuirse principalmente al diseño innovador del travesaño. La referencia aquí a una norma AAR se refiere a la norma en vigor en la fecha de presentación de esta solicitud.

La descripción anterior de las modalidades preferidas no es considerada como limitante de la invención, que se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un carro de vagón ferroviario, que comprende: primer y segundo marcos laterales cada uno que tiene una mordaza de pedestal principal y una mordaza de pedestal final, dichos primero y segundo marcos laterales que están en relación opuesta y paralelos, y respectivas mordazas de pedestal principales y finales están alineadas para recibir montadas transversalmente los conjuntos de ruedas principales y finales, respectivamente; primeros y segundos asientos de resorte situados entre las mordazas de pedestal principales y finales, y primeros y segundos rebordes de asiento de resorte lateralmente en voladizo dentro de una pared lateral de cada marco lateral en los asientos de resorte correspondientes; un refuerzo dispuesto transversalmente entre los primero y segundo marcos laterales, dicho refuerzo que es soportado en resortes recibidos en los asientos de resorte; un travesaño unido a los primero y segundo marcos laterales y que tienen una sección de corte central que recibe una porción menor del refuerzo a través de la sección de corte del travesaño, en donde el travesaño se une al marco lateral debajo de cada reborde de asiento de resorte respectivo; y un material de absorción de choque elastomérico que transfiere fuerza lateral y longitudinal entre el travesaño y el marco lateral.

2.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el travesaño se proporciona con pestañas elevadas que refuerzan el travesaño.

3.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el travesaño está provisto con una pestaña elevada que define una forma cerrada alrededor de la sección de corte central.

4.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el travesaño tiene una dimensión larga en la dirección transversal del carro y una dimensión corta en la dirección longitudinal del carro, y la sección de corte central es por lo menos aproximadamente 18 pulgadas (45.72 cm) en su punto más amplio en la dirección longitudinal para acomodar el travesaño.

5.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el travesaño comprende agujeros con salida próximos a la periferia del travesaño, y un buje elastomérico en cada orificio con salida, y además comprende tornillos que pasan por cada buje y atornillados a las superficies inferiores de los rebordes de asiento de resorte respectivo.

6.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el travesano tiene cuatro esquinas y un orificio con salida en cada esquina, y en donde los bujes insertados en cada orificio con salida comprenden un tubo metálico central, que permite el paso de un tornillo entre estos.

7.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un área reforzada alrededor de cada orificio con salida del travesaño que es de 2.0 a 4.0 veces más grueso que un área adyacente del travesaño.

8.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque una pestaña elevada que define la sección de corte central tiene un grosor en un rango de aproximadamente 1.0 pulgadas (2.54 cm) a aproximadamente 2.5 pulgadas (6.35 cm), y el grosor del travesaño en un área entre las pestañas es en un rango de aproximadamente 0.25 pulgadas (0.635 cm) a aproximadamente 1.0 pulgadas (2.54 cm), y las pestañas son de aproximadamente 2.0 a aproximadamente 4.0 veces más gruesa que el área del travesaño entre las pestañas.

9.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un adaptador de cojinete recibido en cada mordaza de pedestal, dicho adaptador de cojinete se acopla con orejas de empuje en lados principales y finales de la mordaza de pedestal, y que tienen miembros elastoméricos colocados entre el adaptador del cojinete y las orejas de empuje aplicando la fuerza del resorte para controlar el movimiento longitudinal y lateral entre el marco lateral y el adaptador del cojinete.

10.- El carro de vagón ferroviario de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un adaptador de cojinete recibido en cada mordaza de pedestal, y una almohadilla elastomérica entre el techo de la mordaza del pedestal y una superficie superior del adaptador de cojinete.