Los topes y acopladores de cadena (o acoplamientos ), también conocidos como "topes y tornillo", "tornillo" y "eslabón de tornillo", son el acoplamiento ferroviario estándar de facto de la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) utilizado en la UE y el Reino Unido, y en algunos ferrocarriles de otras partes del mundo, como en Sudamérica y la India, en material rodante más antiguo. Los topes y acopladores de cadena son un conjunto de varios dispositivos: topes, [1] ganchos y eslabones o tornillos tensores . [2]
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En la versión moderna de los acopladores, los vehículos ferroviarios se acoplan conectando manualmente el eslabón final de una cadena que incorpora un tornillo tensor en el gancho de remolque del otro vagón, juntando y comprimiendo ligeramente los pares de topes , uno izquierdo y otro derecho en cada cabezal. Eso limita la holgura y reduce los golpes de maniobra en los trenes en movimiento. Por el contrario, los vehículos equipados con el acoplador semiautomático Janney Tipo E pueden experimentar sacudidas significativas durante el acoplamiento y la maniobra. El material rodante muy temprano tenía "topes falsos", que eran simples extensiones rígidas del bastidor, pero se mejoraron con el uso de almohadillas de goma detrás de la cara del tope [3] y más tarde con resortes mecánicos cerrados, primero hidráulicos, para amortiguar las posibles sacudidas. Cada cadena incorpora un gancho y un tensor.
Una práctica típicamente británica era el tren de mercancías "con acoplamiento suelto", operado por la tripulación de la locomotora y un "guarda" en la parte trasera del tren, sucesor del guardafrenos de épocas anteriores. Ese tipo de tren utilizaba acoplamientos de cadena de tres eslabones para la tracción y topes laterales para absorber las fuerzas de empuje, pero, como esos trenes no estaban equipados con un sistema de frenado automático, no había tuberías para conectar los vehículos. El último vehículo del tren era un furgón de guarda con mucho lastre y cuyos frenos se controlaban mediante un volante operado por el guarda.
La holgura entre los vehículos acoplados de esta manera era muy conveniente para arrancar trenes pesados con una locomotora de potencia relativamente baja en un terreno llano o en una pendiente ascendente. A la orden del maquinista, el guardia aplicaba el freno con toda la fuerza posible. A continuación, el maquinista daba marcha atrás con suavidad para cerrar los vagones sobre sus topes. A continuación, la locomotora avanzaba, recogiendo el vagón de carga vagón a vagón, lo que facilitaba el arranque en la pendiente. Los vagones de esa época no tenían cojinetes de rodillos y los cojinetes lisos lubricados con grasa ejercían una resistencia considerable al movimiento, especialmente en un día frío, por lo que arrancar vagón a vagón de esta manera permitía que la locomotora se pusiera en marcha con poca resistencia inicial.
La desventaja de esta comodidad era que el guarda podía salir mal parado cuando el tren cambiaba de velocidad debido a que los huecos entre los vagones se abrían o cerraban. En el peor de los casos, los tirones podían romper un acoplamiento o provocar un descarrilamiento. Un guarda experto observaba o escuchaba su tren y aplicaba o soltaba el freno para mantener los últimos acoplamientos razonablemente tensos, actuando como amortiguador. El mismo efecto se producía cuando la ruta cambiaba de pendiente. Al pasar por una colina, la parte trasera del tren alcanzaba a los vagones retenidos por la locomotora, pero el guarda podía minimizarlo. Ese método de funcionamiento del tren era la razón por la que el guarda, al igual que el conductor, debía demostrar su conocimiento de la ruta antes de ponerse a cargo de un tren pesado. Los trenes con acoplamientos sueltos viajaban a baja velocidad y se eliminaron gradualmente en la década de 1970. [4]
Una mejora del tren acoplado de forma suelta es el acoplamiento "Instanter", en el que el eslabón central de una cadena de tres eslabones tiene una forma triangular especial, de modo que cuando está "tumbado" proporciona suficiente holgura para hacer posible el acoplamiento, pero cuando el eslabón central se gira 90 grados, la longitud de la cadena se acorta de manera efectiva, reduciendo la cantidad de holgura sin la necesidad de enrollar un tornillo. La proximidad del acoplamiento permite el uso de tuberías entre vehículos para los frenos del tren. Los acoplamientos de tres eslabones e Instanter se pueden operar completamente desde el costado de los vagones, utilizando una pértiga de maniobras, que tiene un gancho en el extremo, y es más seguro cuando se realizan maniobras. De manera similar, el acoplador ajustable por tornillo se puede conectar mediante una pértiga de maniobras una vez que se ha desatornillado. Los acoplamientos de tres eslabones comunes han sido reemplazados por acopladores instantáneos, de tornillo o de ojo de buey en los trenes de mercancías del Reino Unido en la actualidad.
En algunas líneas de vía estrecha de Europa y en el metro de París se utiliza una versión simplificada del enganche suelto, que consiste en un único tope central con una cadena debajo. A veces hay dos cadenas, una a cada lado del enganche. La cadena suele contener un eslabón ajustable por tornillo para permitir un enganche cerrado. Estas variantes también se utilizan en otros lugares. En curvas cerradas, es menos probable que un único tope central esté sujeto a bloqueos de tope. El ferrocarril de Eritrea también utiliza un tope central y un enganche de cadena.
En las curvas cerradas , los topes pueden bloquearse al deslizarse uno sobre el otro. Aunque el diseño cuidadoso de la vía hace que esto sea una ocurrencia rara, una serie de descarrilamientos en la estación central de Stuttgart en 2012 fueron causados por vagones bloqueados por topes. El bloqueo de los topes puede ocurrir en cambios muy bruscos en el material rodante con los topes más antiguos y redondeados. Los topes más nuevos son rectangulares y son más anchos que altos. Los topes y los acopladores de cadena permiten que las curvas tengan un radio de alrededor de 150 m (492 pies), pero no se permiten curvas cerradas en S. Si no fuera por los acopladores, se podrían permitir curvas mucho más cerradas , siempre que el tren no sea demasiado largo. [5]
La anchura entre los topes tiende a aumentar a medida que aumenta el ancho de vía y a disminuir a medida que disminuye, lo que significa que si se cambian los vagones de un ancho a otro, los topes pueden dejar de coincidir. Esto se debe a que los topes son originalmente extensiones de los bastidores, que están espaciados de acuerdo con el ancho de vía. Además, la altura de los topes suele ser menor en los ferrocarriles de vía estrecha , lo que corresponde a la altura generalmente menor del material rodante. Por lo tanto, los ferrocarriles de vía estrecha a menudo utilizan enganches centrales sin topes.
Sin embargo, en el caso de los ferrocarriles de ancho ancho ibérico , la altura y el espaciamiento de los topes son los mismos que para los ferrocarriles de ancho estándar en Europa, incluida Gran Bretaña , con el fin de permitir el paso de material rodante mediante el uso del intercambio de bogies .
Los topes y acopladores de cadena tienden a tener los dos topes espaciados de acuerdo con el ancho de vía, pero especialmente en Europa esto se modifica al valor de ancho de vía estándar para permitir el interfuncionamiento mediante intercambio de bogies.
Dimensiones que muestran la variación del espaciado según el calibre:
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