Mecanismo de válvula Baker

Después de 1910, el mecanismo de válvulas Baker fue el principal competidor del mecanismo de válvulas Walschaerts para locomotoras de vapor en los Estados Unidos. Estrictamente hablando, no era un mecanismo de válvulas , sino un mecanismo de expansión variable adaptado al diseño de Walschaerts que reemplazaba el eslabón de expansión y el bloque de matriz deslizante. El diseño de Baker usaba más cojinetes de pivote o juntas de pasador , pero evitaba el deslizamiento de la matriz inherente al eslabón de expansión, con el objetivo de reducir el desgaste y la necesidad de servicio; también podía facilitar un recorrido más largo de la válvula.

A principios del siglo XX se hicieron muchos esfuerzos para crear un nuevo mecanismo de válvulas que sustituyera al mecanismo de válvulas Walschaerts, que por entonces era el estándar. En Estados Unidos, se utilizaron los modelos Young , Southern , Caprotti y Franklin en algunas clases, pero solo el modelo Baker obtuvo una aceptación más que limitada.

El diseño se originó en AD Baker Company, de Swanton, Ohio , un fabricante de motores de tracción a vapor . La idea surgió de un empleado llamado Gifford, pero fue desarrollada por la compañía Baker y las primeras patentes se emitieron en 1903 ^{[1] [2]} y se emitieron patentes al menos hasta noviembre de 1912. ^[3]

El mecanismo de válvulas de locomotora Baker fue producido por la Pilliod Co. de Swanton, Ohio. Se produjeron versiones posteriores hasta el final del servicio de vapor. Fue particularmente popular en el Norfolk and Western Railway , y casi todas las locomotoras N&W posteriores lo usaron. Otros usuarios extensivos incluyeron Chesapeake and Ohio Railway , Nickel Plate Road , New York Central Railroad y Baltimore and Ohio Railroad . Siempre hubo debate sobre las ventajas del mecanismo de válvulas Baker, y la principal crítica fue la cantidad de juntas de pasador y la posible pérdida de movimiento. Si bien fue popular en los ferrocarriles del este, los estados occidentales tendieron a continuar con el modelo Walschaerts. En Gran Bretaña, el mecanismo de válvulas Baker fue popular entre los ingenieros de modelos, pero en la práctica de tamaño real, la longitud del yugo y el ancho del conjunto pueden haber sido difíciles de acomodar dentro del gálibo de carga restringido.

Otras locomotoras que utilizaron el sistema de válvulas Baker fueron las clases J , Ja , Jb , algunas Ka y 620 de los ferrocarriles de Australia del Sur de Nueva Zelanda .

El mecanismo de válvulas Baker reemplaza el eslabón de expansión del mecanismo Walschaerts por un conjunto de palancas y eslabones que produce el mismo efecto de permitir una variación continua del recorrido de la válvula. El resto del mecanismo es el mismo, de modo que la manivela de retorno y la palanca combinada tienen la misma forma, aunque las proporciones suelen modificarse. La Pilliod Co. vendió el mecanismo como un conjunto único que se montó en el bastidor en la ubicación que normalmente ocupa el eslabón de expansión Walschaerts.

El mecanismo Baker constaba de las siguientes partes:

• Bastidor que reemplazaba el soporte del eslabón de expansión. Se presentaba en dos formas básicas, según estuviera unido al bastidor de la locomotora por ambos extremos o solo por la parte delantera. En ambos casos tenía dos pivotes: uno hacia delante y en la parte superior del bastidor, y otro hacia abajo y en la parte trasera .
• Un yugo de inversión en forma de U que se inclinaba hacia adelante y hacia atrás para controlar la inversión y el corte. Los extremos de los brazos del yugo giraban sobre el soporte del bastidor trasero y también había otro pivote montado cerca de la base del brazo. El yugo estaba conectado en la parte superior a la barra de alcance que conducía al inversor.
• Un par de eslabones oscilantes que colgaban del pivote superior del yugo.
• Un eslabón principal que giraba en el centro desde el extremo inferior de los eslabones oscilantes y cuyo extremo inferior estaba conectado a la varilla excéntrica (que a su vez se conecta a la manivela de retorno del conductor, como en el engranaje Walschaert). Este eslabón tenía una forma característica de "J".
• Una manivela acodada cuyo pivote central era el soporte superior delantero del bastidor, y cuyos extremos estaban unidos a la parte superior del enlace principal y a la barra radial (la conexión al brazo combinado y de allí a la válvula).

Las piezas se dispusieron de manera que, cuando el yugo estaba centrado, la conexión del eslabón principal a la palanca acodada estaba en línea con los dos pivotes del yugo. En este punto, el movimiento de ida y vuelta del extremo inferior del eslabón principal dejaba la parte superior relativamente inmóvil mientras el eslabón principal oscilaba de ida y vuelta sobre los eslabones oscilantes.

En el movimiento hacia adelante, el yugo se empujaba hacia adelante, de modo que su pivote superior se encontraba frente a la conexión entre la biela y la palanca acodada. Al mover el brazo excéntrico hacia adelante y hacia atrás, se bajaba y se elevaba la parte superior de la palanca acodada. Este movimiento se traducía por la palanca acodada en un movimiento hacia adelante y hacia atrás de la barra radial. El ángulo del yugo controlaba el movimiento relativo y, por lo tanto, el corte; al inclinar el yugo hacia atrás, se invertía el movimiento de la barra radial.

• Folleto de piezas de repuesto de Pilliod Co. que muestra el engranaje montado en una locomotora y los distintos modelos disponibles
• Winchester, Clarence, ed. (1936), "Engranajes de válvulas de locomotoras", Maravillas ferroviarias del mundo, págs. 1271-1276Incluye una descripción e ilustraciones del mecanismo de válvulas Baker.