Los amortiguadores y acopladores de cadena (también conocidos como "amortiguadores y tornillos", "tornillo", "enlace de tornillo" y "acopladores ingleses") 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 antiguos ferrocarriles coloniales supervivientes, como en América del Sur 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]
En la versión moderna de los enganches, 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. cada cabezal. Esto limita la holgura y reduce los choques de maniobra en trenes en movimiento. Por el contrario, los vehículos equipados con el acoplador semiautomático Janney Tipo E pueden experimentar sacudidas significativas durante el acoplamiento y las maniobras. El material rodante muy temprano tenía "amortiguadores ficticios", que eran simples extensiones rígidas del marco, pero se mejoraron con el uso de resortes mecánicos, luego hidráulicos, cerrados para amortiguar posibles sacudidas. Cada cadena incorpora un gancho y un tensor.
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El tipo estándar de acoplamiento en los ferrocarriles que siguen la tradición británica es el acoplamiento de tope y cadena utilizado en la locomotora pionera de la clase Planet del ferrocarril de Liverpool y Manchester de 1830. Esos acoplamientos siguieron la práctica anterior de plataforma o vía de vagón , pero se hicieron más regulares.
Los amortiguadores y el acoplamiento de cadena siguen siendo el estándar en los países europeos, excepto en la antigua Unión Soviética, donde se utiliza el acoplador automático SA-3 . El acoplamiento lo realiza un trabajador que debe trepar entre los vagones, enrolla el tensor hasta la posición suelta y luego cuelga la cadena del gancho. Después de eso, la manija del tensor se guarda en el gancho de ralentí para evitar daños a sí mismo, al vehículo o a los tubos de freno. Sólo se permite colgar una cadena durante las maniobras. Los tubos de freno desconectados deben guardarse en conectores falsos para permitir el correcto funcionamiento de los frenos. (La imagen muestra dos coches acoplados, con un solo tubo de freno).
Los ganchos y la cadena mantienen unidos los carros, mientras que los topes evitan que los carros golpeen entre sí para que no se produzcan daños. Los topes pueden ser " tontos " o accionados por resorte. Esto significa que no hay fuerzas de rodaje en el acoplador. El otro beneficio en comparación con los acopladores automáticos es que su menor holgura provoca fuerzas menores en las curvas, por lo que hay menos probabilidad de que se rompa un acoplador en una curva que con los acopladores automáticos. La desventaja es la menor masa de carga que se puede transportar con ganchos y cadenas, siendo el máximo de 4.000 t (3.937 toneladas largas; 4.409 toneladas cortas).
El material rodante antiguo solía estar equipado con un par de cadenas auxiliares como respaldo en caso de que fallara el acoplamiento principal. Esto tenía sentido antes de la instalación de sistemas de frenado continuos a prueba de fallos .
En los ferrocarriles donde el material rodante siempre apuntaba en la misma dirección, la cadena podría montarse sólo en un extremo, como pequeña medida de ahorro de costes y peso.
En los ferrocarriles alemanes y escandinavos, el tope izquierdo es más plano que el derecho, ligeramente más redondeado, lo que proporciona un mejor contacto entre los tope que lo que sería el caso si ambos topes fueran ligeramente redondeados.
Una práctica peculiarmente británica era el tren de mercancías "acoplado libremente", operado por la tripulación de la locomotora y un "guardia" en la parte trasera del tren, el sucesor del freno de épocas anteriores. Ese tipo de tren utilizaba acoplamientos de cadena de tres eslabones para la tracción y topes laterales para aceptar las fuerzas de empuje pero, dado que dichos trenes no estaban equipados con un sistema de frenado automático a través del tren, no había tuberías para conectar entre los vehículos. El último vehículo del tren era una furgoneta de guardia pesadamente lastrada, cuyos frenos se controlaban mediante un volante accionado por el guardia. La holgura entre vehículos era muy conveniente al arrancar trenes pesados con una locomotora de potencia relativamente baja en llano o en pendiente ascendente.
A la orden del conductor, el guardia aplicaba el freno lo más fuerte posible. Luego, el conductor daba marcha atrás suavemente para cerrar los vagones sobre sus topes. A continuación, la locomotora avanzaba, recogiendo la carga vagón por vagón, facilitando así el ascenso por la pendiente. Los vagones de esa época no tenían cojinetes de rodillos y los cojinetes lubricados con grasa ejercían una resistencia considerable, especialmente en un día frío, por lo que arrancar vagón por vagón reducía considerablemente la fuerza de tracción requerida por la locomotora.
La desventaja de esa comodidad era que el guardia podía sufrir graves impactos cuando el tren cambiaba de velocidad debido a la apertura o cierre de los espacios entre vagones. En el peor de los casos, las sacudidas podrían romper un acoplamiento o provocar un descarrilamiento. Un guardia experto observaría o escucharía su tren y aplicaría o soltaría el freno para mantener los últimos acoplamientos razonablemente tensos, actuando como un amortiguador. El mismo efecto se produjo cuando la ruta cambió de pendiente. Al subir una colina, la parte trasera del tren alcanzaba a los vagones retenidos por la locomotora, pero el guardia podía minimizar eso. Este método de funcionamiento del tren era el motivo por el que el guardia, al igual que el conductor, debía demostrar su conocimiento de la ruta antes de hacerse cargo de un tren pesado. Los trenes de acoplamiento flexible viajaban a bajas velocidades y fueron eliminados en la década de 1970. [3]
Una mejora con respecto al tren de acoplamiento flojo es el acoplamiento "Instantáneo", en el que el eslabón central de una cadena de tres eslabones tiene una forma especialmente triangular, de modo que cuando está "boca abajo" proporciona suficiente holgura para hacer posible el acoplamiento, pero cuando el El eslabón central se gira 90 grados, la longitud de la cadena se acorta efectivamente, reduciendo la holgura sin necesidad de enrollar un tornillo. La cercanía del acoplamiento permite el uso de tuberías entre vehículos para los frenos del tren. Los acoplamientos de tres brazos y los Instanter se pueden accionar completamente desde el lateral de los vagones, utilizando una pértiga de maniobra, que tiene un gancho en el extremo, y es más segura cuando se realizan maniobras. De manera similar, el acoplador ajustable por tornillo se puede conectar mediante una pértiga de maniobra una vez desatornillado. Los acoplamientos ordinarios de tres eslabones 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 en Europa , y en el Metro de París , se utiliza una versión simplificada del acoplador suelto, que consiste en un único tope central con una cadena debajo. A veces hay dos cadenas, una a cada lado del acoplador. La cadena generalmente contiene un eslabón ajustable con tornillo para permitir un acoplamiento estrecho. Estas variantes también se utilizan en otros lugares. En curvas cerradas, es menos probable que un amortiguador central único esté sujeto a bloqueo del amortiguador. El ferrocarril de Eritrea también utiliza un amortiguador central y un acoplador de cadena.
Los acopladores de tope y cadena no son adecuados en líneas con curvas muy pronunciadas, porque hay un problema de bloqueo del tope si se supera el límite. Debido a esto, y debido a la exitosa promoción por parte de Carl Pihl del acoplador noruego de un solo tope que diseñó para superar el problema, el acoplamiento convencional de tope y cadena rara vez se emplea en sistemas de vía estrecha, siendo excepciones notables las redes ferroviarias. de Senegal / Mali , Túnez y Costa de Marfil / Burkina Faso en África, y Queensland y Tasmania en Australia. Los ferrocarriles de vía estrecha suelen estar aislados de otros ferrocarriles, por lo que la estandarización no es tan importante.
En curvas cerradas en sentido contrario , los topes pueden bloquearse al deslizarse uno sobre el otro. Aunque el cuidadoso diseño de las vías hace que esto sea poco común, en 2012 una serie de descarrilamientos en la estación central de Stuttgart fueron causados por vagones bloqueados. El bloqueo del buffer podría ocurrir en cambios muy bruscos en el material rodante con los topes redondeados más antiguos. Los amortiguadores más nuevos son rectangulares y más anchos que altos. Los topes y acopladores de cadena permiten que las curvas tengan un radio de alrededor de 150 m (492 pies), pero no se permiten curvas en S cerradas. Si no fuera por los enganches, se podrían permitir curvas mucho más pronunciadas , siempre que el tren no sea demasiado largo. [4]
El ancho entre los topes tiende a aumentar a medida que aumenta el ancho de vía y a disminuir a medida que disminuye el ancho de vía, lo que significa que si los vagones se cambian de un ancho a otro, es posible que los topes ya no coincidan. Esto se debe a que los topes son originalmente extensiones de los marcos, que están espaciados según el ancho de la vía. Además, en los ferrocarriles de vía estrecha, la altura de los topes suele ser menor , lo que corresponde a la altura generalmente menor del material rodante. Por lo tanto, los ferrocarriles de vía estrecha suelen utilizar acopladores centrales sin topes.
Sin embargo, en el caso de los ferrocarriles ibéricos de ancho ancho , la altura y el espaciado 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 del material rodante mediante el uso de intercambio de bogies .
Los topes y los acopladores de cadena tienden a tener los dos topes espaciados según el ancho, pero especialmente en Europa esto se modifica al valor del ancho estándar para permitir el funcionamiento intermedio mediante el intercambio de bogies.
Dimensiones que muestran la variación del espaciado por calibre:
Medios relacionados con Buffers y acoplamiento de cadenas en Wikimedia Commons
