BR112013031605B1

BR112013031605B1 - sistema de fixação de trilho

Info

Publication number: BR112013031605B1
Application number: BR112013031605-5A
Authority: BR
Inventors: Stefan Lienhard; Daniel Walter; Erik Danneberg; Roland Buda
Original assignee: Schwihag Ag
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2021-02-09
Also published as: EP2718498B1; RS54793B1; HUE027747T2; EP2718498A1; DK2718498T3; CA2838423C; SI2718498T1; ZA201308374B; AU2012266790A1; CA2838423A1; MA35248B1; CN103748285B; BR112013031605A2; MX339653B; US20140103132A1; AU2012266790B2; WO2012167947A1; PT2718498T; RU2013158333A; US9290888B2

Abstract

SISTEMA DE FIXAÇÃO DE TRILHO. Um sistema de fixação de trilho para a fixação por união friccional-elástica de um trilho (2) sobre um dormente (1) de uma linha férrea, que compreende pelo menos uma placa de guia angular (5), a ser fixada no dormente (1) com pelo menos um parafuso (4), e pelo menos um dispositivo de aperto (3), caracterizado pelo fato de que os raios de curvatura dos braços de dispositivo de aperto (3a, 3b) do dispositivo de aperto (3) situam-se, de preferência, no âmbito de 18 - 70 mm, em que a relação de raios de curvatura contíguos um ao outro dentro de cada braço de dispositivo de aperto é (Menor igual) 1,9 e a relação do maior para o menor raio de curvatura do mesmo é (Menor igual) 3,8, e que a relação de peso para largura da placa de guia angular perfaz 1,3 g/mm, de preferência, cerca de 1,25 g/mm.

Description

ÁREA DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema para fixação detrilhos, para a fixação por união friccional elástica de um trilho sobre um dormente de uma instalação de uma linha férrea, que compreende pelo menos uma placa de guia angular , a ser fixada no dormente com pelo menos um parafuso, e pelo menos um dispositivo de aperto, em que, em geral, entre o pé do trilho e o dormente do trilho está prevista uma camada intermediária de trilho produzida de um material de borracha, para garantir um isolamento elétrico do trilho em relação ao dormente de trilho e/ou aos elementos de aço do sistema de fixação de trilho.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Nos sistemas de fixação de trilhos conhecidos, a fixação dostrilhos do trem dá-se por meio dos componentes parafusos, cavilhas, placa de guia angular e dispositivo de aperto. É usado um dispositivo de aperto que no estado montado está disposto entre uma placa de guia angular (placa de retenção) e um parafuso (âncora de fixação). O dispositivo de aperto apresenta, nesse caso, duas abas, que estão configuradas como elementos de torção. As abas de torção ou braços de aba têm duas seções de barra elástica, situadas paralelamente uma ao lado da outra, que estão em conexão em uma peça com uma laçada, que forma uma seção de fixação e está curvada para fora, substancialmente, transversalmente às mesmas.

[0003] Esses sistemas de fixação de trilhos servem, principalmente,para a fixação de trilhos sobre uma base fixa, por exemplo, um dormente ou placa de concreto. Nesse caso, o trilho a ser fixado está posicionado através da camada intermediária elástica diretamente sobre a base fixa. A guia lateral do trilho é assumida pelas placas de guia angulares, que, aos pares, formam entre si, em cada caso, um canal de trilho de bitola exata. As placas de guia angulares desviam as forças introduzidas através do trilho diretamente para a base que sustenta o trilho. Para esse fim, está formada na respectiva base para cada uma das placas de guia angulares um ressalto de apoio (ressalto de apoio de concreto), no qual a placa de guia angular associada pode apoiar-se.

[0004] A função do dispositivo de aperto em uma fixação de trilhosconsiste em fixar o trilho com uma força definida com a superfície de apoio de trilho do dormente. Essa força de aperto é proporcional à resistência à passagem e a resistência à torção da fixação dos trilhos. As duas resistências são decisivas para a estabilidade de posição da travessa de trilho. Além disso, a força de aperto atua contrariamente a um tombamento do trilho na ocorrência de forças de guia e, garante, portanto, a geometria de trilho necessária e o rolamento seguro do veículo.

[0005] Um alta força de aperto e aperto prévio é indispensável, exatamente nas regiões com grandes forças de guia laterais e grandes oscilações de temperatura. Como fixações de trilhos modernas apoiam o trilho elasticamente para fins da distribuição de carga, o dispositivo de aperto, além de uma alta força de aperto, também uma resistência permanente a altas oscilações verticais.

[0006] Os dispositivos de aperto conhecidos no estado da técnicapossibilitam, a partir da respectiva situação de montagem, forças de aperto de 10 - 14 kN e uma resistência permanente em oscilações de até 2,0 mm (amplitude das oscilações). Uma exceção é formada por alguns dispositivos de aperto para "vias de rolamento fixas", que garantem uma resistência permanente a oscilações de até 3,5 mm, mas com uma força de aperto de apenas 10 kN.

[0007] Pela fixação dos trilhos é influenciada a resistência à torçãoe, aqui, decisivamente, pela largura (media paralelamente ao pé do trilho) das placas de guia angular, que introduzem as forças laterais do trilho nos ressaltos de apoio do dormente ou dormente de concreto. A resistência à torção da fixação e trilho entra na rigidez da armação da travessa de trilho. Uma alta rigidez de armação deve ser almejada para a estabilidade de apoio do trilho soldado sem falhas (proteção contra o desprendimento do trilho).

TAREFA DA INVENÇÃO

[0008] A tarefa da presente invenção consistia, então, em aperfeiçoar o sistema de fixação de trilho de tal modo que, apesar de uma redução de peso por otimização de material, por um lado, podem ser produzidas altas forças de fixação ou de aperto prévio e removidas altas forças laterais ou cargas sobre as fixações.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0009] De acordo com a invenção são usados dispositivos de apertocom as seguintes propriedades na área dos braços do dispositivo de aperto ou das abas d torção (área da extremidade livre dos braços do dispositivo de aperto até o apoio posterior): pela formação de raios de curvatura grandes no braço do dispositivo de aperto e modificações de raio pequenas é obtido um curso de tensão inalterado (são evitados picos de tensão). Ao mesmo tempo, os braços do dispositivo de aperto são previstos em modalidade plana, de modo que picos de tensão locais na região de torsão e curvatura podem ser evitados. Além disso, o sistema de fixação de trilhos de acordo com a invenção usa placas de guia angulares com uma geometria especial para a introdução de força de aperto do dispositivo de aperto no dormente da instalação de linha férrea, bem como ara a redução ótima dos materiais usados, bem como o tipo dos materiais usados. No sentido de acordo com a invenção são previstas, portanto, placas de guia angulares com uma superfície oblíqua no lado superior das mesmas, com o lado voltado para o dispositivo d aperto, bem como reforços disposto no lado inferior, portanto, no lado da placa de guia angular voltado para o dormente.

[00010] As modificações de raio pequenas dentro do dispositivo de aperto aproximam-se das de uma mola helicoidal (relação e raios contíguos = 1), com o resultado de que picos de tensão locais podem ser evitados e a distribuição de tensão ocorre homogeneamente sobre todo o comprimento dos braços do dispositivo de aperto. A disposição de raios iguais (mola helicoidal) não é possível em um dispositivo de aperto, do ponto de vista geométrico. A um diâmetro continuamente aproximadamente igual (por exemplo, 13 a 15 mm, de preferência, 14,5 mm) do material de barra do dispositivo de aperto, com os raios indicados na Figura 2b para a relação e raios contíguos é obtido um valor d e 1,9. Os dispositivos de aperto conhecidos, por exemplo, no estado da técnica, possuem, por outro lado, na relação e raios contíguos, isto é, na região da curvatura mais forte, valores de nitidamente > 3.

[00011] Os raios indicados na Figura 2b otimizam a distribuição de tensão, com o que podem ser evitados picos de tensão locais e pode ser garantido um comportamento de assentamento, pelo fato de que é possibilitada uma relação do raio maior para o menor na região dos braços do dispositivo de aperto de 3,8. Por outro lado, os valores, nos quais os dispositivos de aperto conhecidos no estado da técnica estão nitidamente maiores do que 7, por exemplo, no dispositivo de aperto conhecido do estado da técnica.

[00012] Tal como pode ser visto das indicações de medidas das Figuras 2a e 2c, os braços do dispositivo de aperto, em relação à metade da largura do dispositivo de aperto (de preferência, 86 mm) e a altura (de preferência, 33 mm), de preferência, do dispositivo de aperto, estão formados com um valor >2,6.

[00013] Pela relação de acordo com a invenção de > 2,6, podem ser evitados picos de tensão locais por sobreposição de curvatura e torsão e, portanto, ser obtida uma força de aperto mais alta e amplitude de oscilação, a um uso de material igual, isto é, de preferência, uma força de aperto alta de > 14 kN, a, simultaneamente, uma resistência permanente vertical nos cursos de oscilação (amplitude de oscilação) de >3,5 mm.

[00014] As placas de guia angulares (WFP) a ser usadas nos sistemas de fixação e trilhos de acordo com a invenção estão representadas na Figura 3, vistas em uma vista de cima e em vários cortes, bem como na Figura 4a, em vista de cima em perspectiva, bem como na Figura 4b, em vista em perspectiva pelo lado inferior. Enquanto placas de guia angulares conhecidas (compare, por exemplo, o documento de patente alemã DE 39 18 091 C2) apresentam uma superfície paralela à superfície de apoio sobre o dormente, o que torna necessário um desvio das forças laterais para descarregar sobre o ressalto de apoio do dormente de concreto, a placa de guia angular aprimorada apresenta uma superfície oblíqua e, dispostos paralelamente à mesma, reforços no lado inferior. A superfície oblíqua possibilita um fluxo de força direto, sem desvios das forças, isto é, as forças de guia são introduzidas do rolamento do veículo sobre o trilho na placa de guia angular e, da mesma, perpendicularmenteà superfície de encosto, em um ressalto de apoio previsto no dormente de concreto.

[00015] Além disso, apesar de uma largura de preferência maior da placa de guia angular, por uma redução de material ou otimização de material nas regiões menos solicitadas e sem enfraquecimento das secçõestransversais pertinentes, altamente solicitadas, é obtido um peso menor. Uma placa de guia angular de acordo com o padrão possui uma largura de 110 mm, a um peso de 170 a 180 g (relação e peso para largura de 1,55 - 1,65). Como placa especial, é usada na região da agulha uma variante com 150 mm de largura e cerca de 230 g de peso (relação de peso para largura de cerca de 1,55). A placa de guia angular nova desenvolvida de acordo com a invenção possibilita a uma largura de preferência, de 150 mm, um peso de apenas 190 g e, portanto, uma relação de peso para largura de cerca de 1,25. As medidas propostas de acordo com a invenção permitem, por exemplo, a formação de uma placa de guia angular com uma largura > 110 mm e uma relação de peso para largura < 1,3. Além disso, pelas medidas propostas de acordo com a invenção, a adaptação da placa de guia angular a pés de trilho e camadas intermediárias mais fortes, a um uso de material que cresce de modo subproporcional em comparação com o estado da técnica.

[00016] Os meios previstos, de preferência, na placa de guia angular para recepção e fixação da camada intermediária de trilho, de preferência bolsas laterais na placa de guia angular, estão dispostos, de preferência, nas regiões não solicitadas fortemente da placa de guia angular e estão dispostos, de preferência, em sobreposição ou alinhamento com os cantos da placa intermediária, que está fixada, portanto, de modo ótimo, tanto na direção horizontal (deslizamento) como vertical (levantamento).

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[00017] Nas Figuras 1a e 1b está representado um sistema de fixação de trilho de acordo com o estado da técnica, mais precisamente, na vista de cima como detalhe de uma instalação de linha férrea, da fixação de um trilho sobre um dormente de concreto (Figura 1) e como corte ao longo da linha II-II da Figura 1 (Figura 1b). Um trilho 2 instalado sobre um dormente de concreto 1 através de uma camada intermediária 7 é fixado por meio de dispositivos de aperto 3 e parafusos de dormente 4, que são aparafusados sob intercalação de placas de guia angulares 5, em cavilhas de parafuso 6 de plástico do dormente de concreto, imergindoatravés do laço central dos dispositivos de aperto 3. Esse sistema de fixação de trilhos corrente é nitidamente aperfeiçoado pela montagem, tal como prescrita, do dispositivo de aperto representado na Figura 2 e da placa de guia angular representada nas Figuras 3 e 4.

[00018] A Figura 2 mostra nas posposições a) a d) diversas vistas d um dispositivo de aperto, tal como é usada no sistema de fixação de trilho de acordo com a invenção. O dispositivo de aperto 3 de acordo com a invenção apresenta uma largura de 172 mm (veja Figura 2a) a uma altura máxima de apenas, de preferência 33 mm (veja Figura 2c). Na vista de cima da Figura 2b fica visível que o dispositivo de aperto 3, que é produzido continuamente de um material de barra com um diâmetro de aproximadamente 13 a 15 mm, apresenta duas abas idênticas (braços de dispositivo de aperto) 3a, 3b, que estão conectadas uma à outra através de uma laçada 3c central. Através dessa laçada 3c central, é depois inserido o parafuso de dormente (não representado aqui) no dormente de concreto (também não representado). A distância das extremidades das abas 3a, 3b uma à outra mede, de preferência, 63 mm. As abas 3a, 3b configuradas simetricamente, para evitar picos de tensão locais, apresentam uma curvatura, na qual a relação de raios contíguos assume um valor de <1,9, em que nessa forma de configuração especial de acordo com a Figura 2, os raios estão formados com 18,5 a 70 mm.

[00019] A Figura 3 mostra uma vista de cima sobre uma placa de guia angular 5 de acordo com a invenção, que para otimização do aproveitamento de material e para introdução das forças que atuam sobre a placa de guia angular 5, através de um trilho (não representado) para dentro de um dormente de concreto (não representado), assumiu uma forma especial. No centro, dentro da placa de guia angular 5 está previsto um furo de passagem 5a, para passagem de um parafuso de fixação (não representado). Contiguamente ao furo de passagem 5a estão previstas superfícies de encosto 5b, 5c, para a laçada central de um dispositivo de aperto (não representado). Nas regiões de canto da placa de guia 5 esquerda estão dispostas bolsas 5d, 5e, que permitem uma retenção segura de uma camada intermediária (não representada). A modelação da placa de guia angular 5 serve, particularmente, para a redução de material seletiva, a um desempenho substancialmente inalterado ou até mesmo aperfeiçoado.

[00020] A Figura 3b mostra uma vista em corte ao longo do corte A- A da Figura 3a, portanto, centralmente pelo furo de passagem 5a para o parafuso (não representado). No lado direito da placa de guia angular 5 estão inseridos rebaixos e chanfraduras 5f, através dos quais a aduçãoda força do trilho (não representado) pode dar-se de modo particularmente vantajoso no dormente de concreto (não representado). No lado superior da placa de guia angular 5 está, além disso, inserida uma superfície oblíqua 5g, através da qual é obtido um uso de materiais ótimo, junto com a chanfradura 5h no lado esquerdo da placa de guia angular 5 e o reforço 5i no lado inferior da placa de guia angular 5. A chanfradura 5h coopera, de preferência, por encaixe positivo com um ressalto de apoio, também chanfrado, de um dormente de concreto (não representado), para obter um fluxo de força ótimo do trilho (não representado) para dentro do dormente de concreto (não representado).

[00021] A Figura 3c mostra um corte pela placa de guia angular 5 da Figura 3a ao longo da linha B-B. Lateralmente ao furo de passagem 5a estão previstas, em cada caso, superfícies de encosto 5b, 5c para a laçada central de um dispositivo de aperto (não representado), para obter uma conexão sem deslizamento do dispositivo de aperto (não representado) e placa de guia angular 5.No lado inferior da placa de guia angular 5 formaram-se quatro reforços 5i por uma redução de material apropriada entre os reforços 5i.

[00022] As Figuras 3d a 3f mostram cortes pela placa de guia angular 5 de acordo com a Figura 3a ao longo dos cortes C-C (Figura 3d), D-D (Figura 3), bem como E-E (Figura 3f). Em todos os cortes de acordo com as Figuras 3d a 3f pode ser visto que a superfície oblíqua 5g, por um lado, bem como a chanfradura 5h, por outro lado, estão previstas continuamente sobre toda a largura da placa de guia angular 5.

[00023] A Figura 4 mostra, finalmente, vistas em perspectiva de cima (Figura 4a), bem como de baixo (Figura 4b) sobre uma placa de guia angular 5 de acordo com a invenção. Nos cantos afastados da chanfra- dura 5h a placa de guia angular 5 apresenta as bolsas 5d, 5e já descritas acima, para fixação de uma camada intermediária (não representada). Entre os reforços 5i, através dos quais dá-se a introdução de força no dormente de concreto (não representado), particularmente para dentro de um ressalto de apoio (não representado) em um dormente de concreto, foi reduzido material, sob observância dos padrões de segurança exigidos, para otimizar, no total, o peso da placa de guia angular 5.

Claims

1. Sistema de fixação de trilho (2) para a fixação por união friccional-elástica de um trilho (2) sobre um dormente (1) de uma linha férrea, que compreende pelo menos uma placa de guia angular (5), a ser fixada no dormente (1) com pelo menos um parafuso, e pelo menos um dispositivo de aperto, caracterizado pelo fato de que, os braços de dispositivo de aperto (3a, 3b) do dispositivo de aperto (3) apresentam raios de curvatura, sendo que a relação de raios de curvatura contíguos um ao outro dentro de cada braço de dispositivo de aperto é <1,9 e a relação do maior para o menor raio de curvatura do mesmo é <3,8, e que a relação de peso para largura da placa de guia angular perfaz < 1,3 g/mm, de preferência, cerca de 1,25 g/mm.

2. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os raios de curvatura dos braços de dispositivo de aperto (3a, 3b) do dispositivo de aperto (3) situam-se no âmbito de 18 - 70mm.

3. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que entre o pé do trilho e o dormente (1) está disposta uma camada intermediária de um material eletricamente isolante, de preferência, material de borracha, para isolamento do trilho (2) em relação ao dormente (1) e/ou aos materiais eletricamente condutores, de preferência, elementos de aço, do sistema de fixação de trilho (2).

4. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o material de barra do dispositivo de aperto (3) apresenta continuamente um diâmetro apro-ximadamente igual, particularmente, no âmbito de 13 - 15 mm, de modo particularmente preferido, de 14,5 mm.

5. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a força de aperto do dispositivo de aperto (3) perfaz > 14 kN e o dispositivo de aperto (3) apresenta uma resistência vertical permanente a oscilações com uma amplitude de >3,5 mm.

6. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a placa de guia angular (5) apresenta em seu lado superior uma superfície oblíqua e reforços dispostos em seu lado inferior.

7. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a largura da placa de guia angular (5) perfaz > 110 mm, de preferência 150 mm.

8. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a relação da metade da largura do dispositivo de aperto (3) para a altura do dispositivo de aperto (3) perfaz > 2,6.

9. Sistema de fixação de trilho (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo fato de que a placa de guia angular (5) apresenta meios, de preferência, bolsas laterais, para recepção e para a fixação da camada intermediária de trilho.