CABEZAL ACOPLADOR CON PLACA FRONTAL DESMONTABLE PARA
VEHÍCULOS DE FERROCARRIL ASÍ COMO MÉTODO ASOCIADO PARA SU
ENSAMBLE " DESCRIPCIÓN La presente invención se refiere a un cabezal acoplador para vehículos que pueden ser acoplados entre si, el cual tiene un alojamiento para el cabezal acoplador y una placa de cara frontal que cierra el alojamiento del cabezal acoplador. En la literatura técnica . y de patentes existen numerosas descripciones de alojamientos de cabezal acoplador para vehículos acoplables. El documento DE 43 12 405 Al, por ejemplo describe un acoplamiento amortiguador central para vehículos de ferrocarril que adicionalmente comprende un dispositivo de protección. La publicación impresa DE 82 10 877 además nos hace conocer un calentador eléctrico para acoplamientos amortiguadores cervErales^ Los cal"etrtradO"r"s~se~-±n"stral"at?—e --los— acoplamientos amortiguadores centrales con el fin de asegurar la operación' sin problemas- durante el invierno. En particular, los calentadores integrados deben asegurar que la placa de cara frontal permanezca libre de nieve y hielo para asegurar una función confiable del acoplamiento. La publicación impresa US 6,008,472 también describe la inclusión de "elementos de' calentamiento en la placa frontal de los alojamientos de cabezales de acoplamiento usando el ejemplo del acoplamiento amortiguador central con el diseño Scharfenberg. Con respecto a la presente invención, se conocen tres acoplamientos primarios de Scharfenberg, los cuales se indican aquí ejemplificativamente, aunque no exclusivamente; una acoplador de linea principal identificado como el tipo 10. El cabezal de acoplamiento de línea principal está caracterizado por un amplio rango de ensamblaje tanto vertical como horizontalmente, dirigida por una saliente guía y una extensión lateral. Esta característica asegura la aplicación universal. El cabezal de acoplamiento de línea principal tipo 10 se usa virtualmente en todos los ferrocarriles nacionales europeos y en todo el mundo, por ejemplo en Asia, Australia y Sudáfrica. Los materiales y los diseños seleccionados para los elementos del cabezal y de bloqueo, sometidos a pruebas de tipos, tienen una configuración óptima para cumplir con los requisitos UIC (Union Internationale des Chemis de fer = Unión Internacional de Ferrocarriles) en lo que respecta a las fuerzas de tracción y compresión. Si' se requiere, la placa frontal puede estar provista con un calentador para asegurar la operación libre de problemas durante el invierno. También se conocen 'íos'"" acopladores "" "dé "'metro' " "qué" "Vienen "'ün amplio rango ' de aplicaciones de trenes ligeros a trenes de carga. Común a todas las construcciones con acoplamiento amortiguador central y un alojamiento de cabezal acoplamiento conocidas hasta ahora, sin embargo es que todo están diseñadas y manufacturadas como un cuerpo único. Por ejemplo la publicación impresa DE 11 24 535 B describe un alojamiento para acoplamientos amortiguadores centrales automáticos rígidos que comprenden una placa frontal que tiene una proyección en forma de pirámide y un receso correspondiente en la superficie del amortiguador, una pieza extrema para conectar el acoplamiento a una barra de acoplamiento,, y el cuerpo de alojamiento real colocado entre la placa frontal y la pieza extrema, hecha de componentes formados individualmente en la construcción tipo celda. Por lo tanto se ha provisto que la placa frontal así como la pieza extrema sean producidas por medio de forjado o colada y se fijen entre sí por medio de elementos de conexión. Sin embargo, esta construcción de la técnica anterior requiere que el acoplamiento y el alojamiento de la cabeza acopladora estén diseñados y manufacturados completamente en una sola pieza. Aunque la Ynvención se describe usando el ejemplo de los cabezales acopladores para vehículos de ferrocarril, en este punto se observa expresamente que la invención de hecho se refiere a cabezales acopladores en general. Por ejemplo esto "también incluiría c bezales acopladores para acoplamientos de vehículos o para sistemas de transporte por levitación magnética. Reflejando esto, la presente descripción así usa la expresión "cabeza acopladora para vehículos acoplables". Los conceptos modulares para cabezales acopladores no son conocidos a la fecha. Cada elemento de acoplamiento tiene una cara frontal que está conectado fijamente, esto es no puede desmontarse del resto del alojamiento del cabezal acoplador, por ejemplo al soldar la placa frontal sobre, o formándola integralmente con, el resto del alojamiento del cabezal acoplador. En las etapas iniciales de. los alojamientos del cabezal acoplador, el alojamiento se forma de las mitades estructurales del alojamiento superior y inferior. El proceso subsecuentemente pasa a la manufactura del alojamiento del cabezal acoplador en. una sola pieza, soldándose la placa subsecuentemente en el alojamiento del encabezado del acoplador. Debido a que la soldadura involucrada y la expansión asociada con la misma, hasta ahora no ha sido posible incluir perforaciones, muescas y recesos antes de soldar. En vez de esto todo el cabezal acoplador tiene que ser , terminado por maquinado detalladamente después de haber sido soldados entre sí. En particular los orificios y las muescas perforadas solo podrían ser adicionados subsecuentemente. A la fecha, esto ha " sido" """el r"é"sulta'd?'"'de "altos có'sVos" de "maquinado. Otro' factor es la diversidad de variantes de productos lo que conduce a altos costos adicionales en lo que se refiere a la manufactura y al alojamiento. Además hasta este punto había sido inevitable el tener que ajustar los componentes del acoplamiento situados dentro del alojamiento en un procedimiento subsecuente que es laborioso e intrincado, elevando más los costos. En base a los problemas antes indicados en términos de la multiplicidad de variantes, la falta de modularidad, la necesidad de maquinado y los problemas asociados con el ensamble, la presente invención se propone la tarea dé desarrollar adicionalmente el diseño de alojamientos para cabezales de acoplamiento para vehículos que viajan sobre rieles que presentan placas frontales conocidas por la técnica anterior para permitir la configuración modular y las placas frontales que puedan ser montadas a varios alojamientos de acoplamiento traseros diferentes. La tarea se resuelve de acuerdo con la invención por medio del alojamiento del cabezal acoplador, esto es la parte posterior del cabezal del acoplador, que está conectado de manera desmontable a una placa frontal que está fijada contra el alojamiento del cabezal del acoplador. Este tipo de diseño a un cabezal acoplador ofrece varias ventajas sobre los cabezales acopladores convencionales soldados entre sí. "La' conexión" "desmont ble entre el alojamiento del cabezal acoplador y la placa frontal permite una optimización general de las propiedades del cabezal acoplador y su proceso de manufactura. Refleja un concepto modular en -el cual diferentes cabezales acopladores pueden montarse a su vez en diferentes placas frontales. Ya no es necesario para diseñar y fabricar todo el . cabezal acoplador como una unidad completa. La placa frontal puede ser retirada para su mantenimiento o reparación dentro del alojamiento del cabezal acoplador de tal forma que los técnicos de servicio pueden tener acceso fácilmente al desmontaje del cilindro y otros componentes de toda la unidad de bloqueo del acoplador completo . Otras modalidades ventajosas y desarrollos adicionales de la invención se dan en las reivindicaciones independientes. Se prefiere que el alojamiento del cabezal acoplador no presente ninguna característica de diseño en relación solo a un tipo de cabezales acopladores. Esas características de diseño relacionadas a tipos específicos de cabezales acopladores que están dispuestas cerca, en o sobre la placa frontal. Así se logra la construcción modular del cabezal acoplador y todo el dispositivo de cierre acoplador que esté previamente montado en un alojamiento del cabezal "acoplador "antes""" de" "Fij r"" la ""placa "" frontal"" y' cerrar "el alojamiento del cabezal acoplador. La frase "características de diseño relacionadas a un tipo de cabezal acoplador" se refiere a todas las características dependientes de la construcción fundamental comunes a un tipo de cabezal acoplador y que caracterizan la función del tipo de cabezal acoplador. Un ejemplo de una de esas características de diseño relacionadas al tipo de cabezal acoplador es la especificación del rango de conjuntado, el tamaño y/o la forma del embudo o cono, ya que esas características son características del dispositivo de cierre para el cabezal acoplador. El elemento de compensación está colocado ventajosamente entre el alojamiento del cabezal acoplador y la placa frontal. Seleccionar entre diferentes resistencias permite que este elemento compensador ajuste . entre otras cosas las tolerancias de manufactura y holgura en el acoplamiento. El elemento de compensación puede servir adicionalmente para separar diferentes materiales del alojamiento del cabezal acoplador y la placa frontal. Además el elemento compensador está configurado preferentemente dé tal forma que corresponda a la geometría transversal de la cara frontal del alojamiento del cabezal acoplador, similar a un sello. Sin embargo el elemento compensador no está limitado exclusivamente a la geometría transversal de la" "cara '^frontal' del alojamiento del" cabezal acoplador. Puede sobresalir sobre el borde de a cara frontal del alojamiento del cabezal acoplador a ambos lados; esto es tanto hacia adentro o hacia fuera. El elemento compensador también permite la realización de varias funciones como será descrito un poco más adelante. En lugar del elemento compensador realizado, por ejemplo en la forma de una placa grande, un número de elementos separadores también pueden ser usados por ejemplo, una pluralidad de cuñas que son más pequeños que el elemento compensador y están colocados por ejemplo con un contacto substancialmente a pequeña escala y aún hasta puntual sobre los elementos conectores entre el alojamiento del cabezal acoplador y la placa frontal como será descrito aún. Adicionalmente es ventajoso el proveer que el elemento . compensador sea hecho de plástico, aunque también pueden considerarse otros materiales tales como por ejemplo, metales o materiales multicomponentes . El elemento compensador o la pluralidad de elementos separadores además de su función relacionada a la compensación de las tolerancias de manufactura, pueden entonces respectivamente proporcionar también una separación entre materiales posiblemente diferentes de la placa frontal y el encabezado del cabezal acoplador. El uso de diferentes materiales para el elemento de compensación también permite diferentes ""'propiedades ""dé' pr"esi"o-ñ""y ""de ""transmisión "ele'-sonido entre la placa frontal y el alojamiento del cabezal. Esto así proporciona un efecto amortiguador ajustable adicional cando la placa frontal y el alojamiento del cabezal acoplador están acoplados. Este efecto amortiguador además proporciona menor ruido durante el proceso de acoplamiento. En el caso de un automóvil de pasajeros esto significa una reducción adicional en el nivel de ruido durante el acoplamiento y durante el movimiento, junto con una menor molestia por ruido para los pasajeros. Sin embargo es claro que puede considerarse hasta un laminado metálico convencional como elemento compensador. Con el fin de evitar las desventajas asociadas con los diseños anteriores de alojamientos del cabezal acoplados consistente de armazones superior .e inferior y adicionalmente optimizar el proceso de manufactura, preferentemente se provee que..el alojamiento del cabezal, acoplador consiste de una pieza. Es factible a este respecto sería por ejemplo que el alojamiento de cabezal acoplador este configurado como alojamiento soldado. Obviamente otros tipos de alojamientos de cabezal acoplador formados integralmente también son posibles. En los términos del material para el alojamiento del cabezal acoplador, pueden usarse las siguientes alternativas ventajosas pueden usarse de acuerdo con la invención. Por un lado puede proveerse que el alojamiento del cabezaí acoplador "sea hecho "cié material" reforzado con fibras de vidrio, en particular material de fibras de carbono reforzadas con fibras de vidrio o cualquier otro compuesto similar.- El uso de tal material ofrece un número de ventajas positivas a través de metal convencional tal como por ejemplo resistencia muy alta al clima y a la corrosión, la capacidad de aislante eléctrico y las bajas propiedades de transmisión de sonido,, que actúa para reducir adicionalmente el ruido durante el acoplamiento y el movimiento. La reducción del peso general, un factor principal para los acoplamientos es otra ventaja que resulta del uso de los materiales reforzados con fibras de vidrio, en particular materiales de fibras de carbono reforzados con fibras de vidrio. Por otro lado, un alojamiento de cabezal acoplador hecho de metal, por ejemplo material vaciado con precisión, es- otra alternativa viable. Ya. que _el .mismo es producido por medio de métodos convencionales de manufactura no es necesario cambiar el proceso de manufactura del alojamiento del cabezal acoplador cuando se realiza la presente invenció . Una modalidad de la invención adicionalmente provee la manufactura de "la placa frontal hecha del material vaciado por precisión. Esto tiene la ventaja substancial de poder realizar varias perforaciones, muescas y recesos en la placa frontal en un proceso de manufactura, omitiendo así las etapas dé" "maquinado" adiciónales. Claro "es "que la "placa frontal puede manufacturarse de una forma diferente, por ejemplo a partir de material vaciado regular o por medio de forjado y vaciado de cualquier otro material adecuado. También es posible el manufacturar la placa frontal a partir de material no metálico. En su lado posterior, la placa frontal tiene recesos configurados como muescas para recibir elementos de calentamiento. Esos elementos de calentamiento aseguran que la placa frontal y así el cabezal acoplador puede calentarse mientras se opera durante las condiciones inclementes del invierno para proveer la descongelación de la nieve y el hielo. Esos elementos de calentamiento hasta la fecha tenían que ser montados en muescas u orificios perforados que subsecuentemente" han sido torneados. Las muescas entonces serían reselladas con soldadura dura. El diseño del cabezal acoplador propuesto por la invención también elimina la necesidad de este procesamiento laborioso de la unidad. Las ventajas principales de las estructuras modulares, y en particular el elemento compensador antes descrito realizado por la invención serán evidentes cuando se hace uso adicional dé los elementos de calentamiento, dado que los elementos de calentamientos montados en la parte trasera se sostienen simplemente y se cubren en sus muescas.
'"" " Los""pernos se" usan ' pre'féréntemente "para montar la placa frontal al alojamiento del cabezal acoplador cuando se conecta el alojamiento del cabezal acoplador a la capa frontal. El elemento compensador se sitúa aquí entre el alojamiento del cabezal acoplador y la placa frontal. Virtualmente cualquier tipo de elemento conector puede ser usado con el fin de montar la placa frontal al alojamiento acoplador. Los pernos del cabezal cilindrico o tornillos avellanados representan una modalidad posible. Los pernos en este caso pueden acoplarse con cuerdas prefabricadas e el alojamiento del cabezal acoplador o pueden realizarse, como pernos cortos. Esos pernos cortos entonces se proyectarán a través de la placa frontal y un orificio configurado como un ojo en el alojamiento del cabezal acoplador con el fin de ser fijado en el lado posterior con una tuerca. La' tarea objeto., de . la presente invención se resuelve además por edo de un método para ensamblar un cabezal acoplador de acuerdo con la invención que incluye las siguientes etapas del procedimiento. Si se proveen e^mentos de calentamiento en el cabezal acoplador, los mismos son primero insertados en las muescas de la placa frontal. El elemento compensador es entonces insertado o colocado contra la placa frontal según se requiera. El alojamiento de acoplamiento ya contiene el cilindro de desacoplamiento previamente montado y el "dispositivo de cierre acoplador completo. La placa" "frontal" "previamente" "ensamblada" así. y" así el alojamiento del cabezal de acoplador previamente ensamblado entonces se unen y se fijan entre si con los pernos. El ensamblado del cabezal acoplador de esta manera elimina la necesidad de soldar y elimina los largos tiempos de enfriamiento y la necesidad de maquinar el cabezal acoplador. En consecuencia, las fuentes potenciales de defectos en el proceso de manufactura pueden eliminarse de tal forma que el cabezal acoplador puede ser producido con una mayor calidad de manufactura. Es obvio para alguien experto en la técnica que no es necesariamente imperativo el previamente montar el cilindro de desacoplamiento y el dispositivo de cierre acoplador antes de unir entre sí los dos componentes principales del cabezal acoplador, esto es el alojamiento de cabezal acoplador y. -la placa frontal. Serie posible realizar el montaje del cilindro de desacoplamiento y ei subsecuente ensamble del dispositivo de cierre acoplador, como es la práctica general hoy en día_ con los cabezales acopladores. Sin embargo, de acuerdo con la invención, el montaje previo del cilindro de desacoplamiento y el dispositivo de cierre acoplador provee ventajas substanciales en términos de flujo de proceso, la accesibilidad de los componentes durante el ensamble y el mantenimiento del cabezal acoplador.
' " DESCRI"P"ClON"DE"LO'S " DIBUJOS" " - -- - - - A continuación se hará referencia a los dibujos al describir una modalidad del dispositivo de la invención a mayor detalle. 5 La figura 1 muestra un cabezal acoplador para vehículos acoplables hechos' esencialmente de dos partes, específicamente el alojamiento del cabezal acoplador 2 y la placa frontal 4; y La figura 3 es una vista trasera del cabezal 0 acoplador 1, en el cual las posiciones de las muescas 10, 12
14 de los elementos de calentamiento son particularmente visibles. La figura 1 muestra una configuración posible de un cabezal acoplador 1 con una construcción modular, consistente 5 de dos componentes fundamentales de una placa frontal 4 y el alojamiento del. cabezal, acoplador actual 2. Un elemento compensador 6 puede estar provisto entre el encabezado del cabezal acoplador 2 y la placa frontal 4. El elemento compensador 6 sirve para compensar o eliminar cualquier 0 diferencia que pueda haber entre el lado frontal del alojamiento del cabezal acoplador 2 y la placa frontal 4. Como se muestra en la figura 1,' el elemento compensador puede ser una placa compensadora 6. Además es posible hacer el uso adicional o alternativo de elementos separadores (no 5 mostrados en sí), por ejemplo configurados como cuñas. No es necesario "decir "qué-los" elementos' compensadores "y separ dores no son miembros estructurales constitutivos del dispositivo de la invención. Otro componente del dispositivo son los elementos de calentamiento 9, 11, 13, 15, que están colocados entre el alojamiento de cabezal acoplador 2 y la palca frontal 4. Por medio de miembros conectores, pernos de cabeza cilindrica que
5 que se extienden a través de orificios perforados 16 en la placa frontal 4, por ejemplo, la placa frontal 4 está montada en el alojamiento del cabezal acoplador junto con el elemento compensador 6 tal como se usa en la modalidad mostrada. Las partes se ajustan entre sí por cierre de forma. Además los órganos de acoplamiento 7, 17 en particular el cilindro de desacoplamiento y el dispositivo de cierre de acoplamiento, se montan previamente en el alojamiento del cabezal acoplador 2. ... ... . . .. . _ . _ La figura 2 muestra muescas 10, 12, 14 provistas en la placa frontal 4 para recibir elementos de calentamiento 9, 11, 13, 15. La muesca para el elemento de calentamiento 9 está cubierta en esta representación particular y por lo tanto no es visible. Cuando la placa frontal 4, el elemento compensador 6 y un alojamiento del cabezal acoplador 2 se unen, los elementos de calentamiento 9, 11, 13, 15 se fijan y sellan en muescas 10, 12, 14, 16 por medio del elemento compensador 6. El elemento compensador 6 puede ser hecho de 'metal d dé" plástico por ejemplo, el plástico ofrece las ventajas de un efecto amortiguador y una separación entre los diferentes materiales de la placa frontal 4 y el alojamiento del cabezal acoplador 2. A continuación se hará referencia a las figuras 1 y
2 al describir brevemente el método de ensamblaje de acuerdo con la invención. Primero los elementos de calentamiento 9, 11, 13,
15 se insertan en las muescas 10, 12, 14 de la placa frontal 4. El elemento compensador 6 después se coloca contra la placa frontal. Alternativamente también es posible insertar el elemento compensador 6 en un receso de la placa frontal 4.
Los órganos de acoplamiento 7, 17 después se montan en el alojamiento del cabezal acoplador aún abierto. Los componentes previamente ensamblados se esta manera se unen entre sí .por medio, de. pernos 5, _que _se conducen a través de orificios 16 en la placa frontal 4 y los orificios correspondientes del elemento compensador 6, al atornillar los pernos en las cuerdas correspondientes en el alojamiento del cabezal acoplador 2. Por lo tanto no es absolutamente necesario que los órganos de acoplamiento 7, 17 estén montados antes de la unión con el alojamiento del cabezal acoplador. La etapa de procedimiento también puede tener lugar después de unir entre si la palca frontal 4 y el alojamiento del cabezal acoplador 2.
bviamente "es" ""también"""posible él" """ensamblar el cabezal acoplador de acuerdo con la invención sin los elementos de compensación. En este caso, los elementos de calentamiento 9, 11, 13, 15 se insertan en las muescas 10, 12, 14 de la placa frontal 4, con lo cual los órganos se acoplamiento 7, 17 pueden ser montados al enroscarse en el alojamiento del cabezal acoplador aún abierto. Los componentes previamente 4 ensamblados de esta manera se unen entre sí por medio de pernos 5 de la manera previamente descrita, específicamente al atornillar los pernos en las cuerdas correspondientes en el alojamiento del cabezal acoplador 2. Número de la lista de referencia I cabezal acoplador 2 alojamiento del cabezal acoplador -3--- - placa- frontal-del -alojamiento. d_el_ cabezal acoplador
4 placa frontal 5 pernos _6_ elemento _J?mP_ensador_ 7 órgano de acoplamiento 8 lado trasero de la placa frontal 9 elemento de calentamiento 10 muesca II elemento de calentamiento 12 muesca 1.
1'3 elemento "dé "calentami nto 14 muesca 15 elemento de calentamiento 16 orifico perforado en la placa frontal 17 órgano de acoplamiento