Amortiguador (transporte ferroviario)

En los albores del ferrocarril, los topes eran rígidos y sin amortiguación, hechos de bloques de madera con una tapa metálica en el extremo. Por ejemplo, la primera locomotora alemana de éxito comercial, la Adler , construida en 1835, tenía topes de madera.

En la década de 1830 se introdujeron los primeros topes con resorte en el ferrocarril de Liverpool y Manchester, y a mediados del siglo XIX se instalaron topes con resorte en todos los vagones y coches. ^{[ 2 ]}

Las placas de tope inglesas originales eran iguales en ambos lados, por lo que existía una tendencia ocasional a que se deslizaran entre sí y quedaran atascadas. Las placas de tope de los ferrocarriles alemanes son planas en un lado y convexas en el otro para reducir esta tendencia a deslizarse. ^{[ 1 ]}

El amortiguador de varilla fue el primer tipo alemán de amortiguador con resorte. Los primeros consistían en una varilla de acero que sostenía la placa amortiguadora en un extremo. La varilla ejercía presión hacia atrás sobre un resorte helicoidal ( muelle de bobina ), que estaba soportado por un robusto manguito cilíndrico de chapa metálica. La compresión del resorte absorbía el impacto. Los primeros amortiguadores con resorte fueron inventados por John Baillie en 1846. ^{[ 3 ]}

Los topes de varilla solo se encuentran actualmente en vehículos de museo en Europa. Todavía son comunes en Argentina.

Dado que las barras de tope, relativamente delgadas, solían doblarse durante el funcionamiento y provocar graves daños en caso de accidente, los ferrocarriles estatales alemanes desarrollaron el tope de émbolo. La placa de tope se asienta sobre un tubo de acero de mayor diámetro, lo que le confiere mayor resistencia a la flexión.

El sistema de resortes en voluta que se utilizaba inicialmente para los topes de émbolo tenía la desventaja de que la energía aplicada a la compresión se liberaba por completo, lo que provocaba que los vagones se separaran nuevamente tras el impacto. Esto requería que los trenes se frenaran de manera uniforme y, sobre todo, no solo en ciertos puntos, para evitar oscilaciones , que, entre otras cosas, podían provocar la rotura de los acoplamientos . Se logró una mejora mediante el uso de resortes anulares , ya que estos convierten la mayor parte de la energía aplicada en calor por fricción .

En los acoplamientos con tope central, las funciones de los topes se transfieren generalmente a los elementos de acoplamiento, que están diseñados para ser igualmente estables y se montan con elementos elásticos interpuestos dentro del bastidor del vehículo en lugar de sobre una viga de tope. Se utilizan con frecuencia en ferrocarriles de vía estrecha y funiculares.

Los topes instalados en las locomotoras y el material rodante modernos incorporan amortiguadores oleoneumáticos .

En muchos casos, el amortiguador del lado izquierdo en la dirección de desplazamiento se diseñó con una placa plana, y el del lado derecho con una placa curva, de modo que una placa plana y una placa curva siempre se encuentran, evitando así la presión en los bordes.

Según la normativa UIC de 1961, todos los vehículos en Europa debían estar equipados con placas de tope curvas en ambos lados, pero mucho más planas. El radio de curvatura del tope es de 1500 mm (4 pies 11 pulgadas) para los vagones de pasajeros y de 2750 mm (9 pies 0 pulgadas) para los vagones de carga construidos a partir de 1994. Las placas de tope redondas con un diámetro de 340, 370, 450 o 500 mm (13, 15, 18 o 20 pulgadas) son comunes en los vagones de carga. Las placas rectangulares se utilizan generalmente para los vagones de pasajeros y las locomotoras, con el borde más cercano al centro longitudinal del vehículo biselado en los vagones de pasajeros debido al espacio requerido por los pasillos de los vagones. También existen placas de tope de otras formas y anchos, con una altura entre el borde horizontal superior e inferior de entre 340 y 360 mm (13 y 14 pulgadas) . Según la norma EN 15551, las anchuras estandarizadas para los topes de vagones de mercancías son de 450 o 550 mm (18 o 22 pulgadas) , y para España de 550 o 650 mm (26 pulgadas), con una altura de 340 mm. Para los coches de pasajeros, las anchuras de las placas de tope oscilan entre 600 y 720 mm (24 y 28 pulgadas) , según la geometría del vehículo. Los topes con cabezales no circulares no pueden girarse en ningún caso.                    

El espacio libre restante entre los vehículos se denomina Espacio de Berna ( Berner Raum ).

Una característica distintiva del transporte británico son los topes extraíbles en vagones de pasajeros y locomotoras con acoplamientos centrales articulados tipo Janney. Si se conectan vehículos similares mediante estos acoplamientos centrales, los topes se retraen y quedan inoperativos. Para acoplar vehículos equipados únicamente con acoplamientos de tornillo, los topes se extraen y se bloquean en esta posición mediante piezas de bloqueo.