ES2221036T3 - Dispositivo de fijacion de alta elasticidad de carriles de via ferrea sin balasto. - Google Patents
Dispositivo de fijacion de alta elasticidad de carriles de via ferrea sin balasto.Info
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- E01B9/30—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PARA FIJAR RAILES DE TREN (12) EN UNA PISTA SOLIDA QUE COMPRENDE UNA TRAVIESA DE HORMIGON ESTANDAR (16) UTILIZADA PARA LA VIA DE BALASTO. CADA UNO DE LOS RAILES (12) ESTA GUIADO ENTRE DOS PLACAS DE GUIA ANGULAR (30) Y PRESIONADO POR UN DISPOSITIVO DE APRIETE (34) CONTRA LA TRAVIESA DE HORMIGON (16). UNA PLACA FLEXIBLE INTERMEDIA (52) SE ENCUENTRA DISPUESTA ENTRE EL PIE DEL RAIL (14) Y LA TRAVIESA DE HORMIGON ESTANDAR (16). LAS PLACAS DE GUIA ANGULAR (30) PRESENTAN EN SUS EXTREMOS ALEJADOS DEL RAIL (12) UNA PRIMERA SUPERFICIE (24) Y UNA SEGUNDA SUPERFICIE (28), ESTANDO LA PRIMERA SUPERFICIE (24) EN SU POSICION MONTADA INCLINADA OBLICUAMENTE CON RESPECTO A LA VERTICAL Y APOYADA EN UNA SUPERFICIE INCLINADA CORRESPONDIENTE (44) DE LA TRAVIESA DE HORMIGON ESTANDAR (16). LA SEGUNDA SUPERFICIE (28) ESTA DISPUESTA BASICAMENTE EN VERTICAL Y SOBRESALE POR ENCIMA DE LA PARTE SUPERIOR DE LA TRAVIESA DE HORMIGON ESTANDAR (16).
Description
Dispositivo de fijación de alta elasticidad de
carriles de vía férrea sin balasto.
La invención se refiere a un dispositivo para la
sujeción de alta elasticidad de carriles de vía férrea a un piso
firme.
Como dispositivos para la fijación de carriles de
vía férrea existen dos sistemas separados. Por una parte las
fijaciones para traviesas o vigas sobre un sustrato de balasto y
por otra la superestructura para un piso firme, esto es, una
fijación de carriles para una superestructura sin balasto. La
superestructura sobre piso firme adquiere una importancia cada vez
mayor con el aumento de las cargas por eje y las velocidades de
desplazamiento, por lo cual para la superestructura sobre piso
firme es fundamental conseguir la suspensión requerida de la
vía.
Las capas intermedias elásticas utilizadas en el
estado actual de la técnica, incluso el uso de las llamadas capas
intermedias "blandas" con índices de elasticidad estáticos de c
= 50-70kN/mm, mejoran la suspensión de la vía sólo
en una embutición de la cabeza del carril de 1,0 mm aproximadamente
(en unión con el lecho de balasto).
En la patente EP 0 295 685 se describe un
dispositivo para la sujeción de carriles de vía férrea sobre piso
firme. Para conseguir una buena suspensión de la vía se dispone
entre el patín del carril y la traviesa de hormigón una placa
intermedia elástica, que facilita una suspensión suficiente. Por
encima de la placa intermedia elástica se encuentra una placa de
distribución de la presión con unas dimensiones tales que, junto
con la placa intermedia elástica, sobresale lateralmente del patín
del carril. En los dos lados del patín del carril hay dispuestas
unas placas guía angulares, que forman el asiento para unas pinzas
tensoras para la sujeción del carril y presionan éstas por medio de
un tornillo de traviesa contra el patín del carril. Las placas guía
angulares forman un conducto de carril, soportan las fuerzas
horizontales y las conducen hacia la traviesa de hormigón a través
de una superficie en rampa en contacto con esta última.
Las placas guía angulares tienen unos rebajes en
forma de cámara, en los cuales pueden penetrar la placa de
distribución de la presión y la placa intermedia elástica que
sobresalen a ambos lados del ancho del patín del carril. Las
traviesas de hormigón descritas en la patente EP 0 295 685 están
adaptadas especialmente para su uso sobre un piso firme y cuentan
en la zona de fijación con un rebaje muy profundo, que aloja
completamente las placas guía angulares.
La patente EP 0 455 594 A1 describe una sujeción
elástica de un carril de vía férrea con placas guía angulares
dispuestas a ambos lados del patín del carril para la conducción
lateral de éste, que alojan un tornillo de sujeción que las
atraviesa. Los tornillos de sujeción presionan un elemento de
fijación del carril contra la placa guía angular y contra el patín
del carril, para fijar el carril a la traviesa de hormigón. Entre
el patín del carril y la traviesa de hormigón hay dispuesta una
placa intermedia elástica fabricada en un material de goma. Se
utiliza una traviesa de hormigón especial, cuya superficie tiene un
contorno básicamente plano y sólo presenta una depresión en la zona
de la placa guía angular.
La patente EP 0 455 594 A1 constituye el
siguiente avance de la técnica.
La invención se plantea como objetivo
proporcionar una sujeción de carril sobre un piso firme, utilizando
elementos estándar y traviesas de hormigón estándar, con la cual se
pueden conseguir unos valores elevados de suspensión del carril.
El objetivo se resuelve mediante las
características identificativas de la reivindicación 1.
Al utilizar placas guía angulares, que se pueden
insertar casi completamente en la depresión de la traviesa de
hormigón se pueden disponer entre el carril y la traviesa de
hormigón, aunque se utilicen traviesas de hormigón estándar, una
placa intermedia elástica y también una placa de distribución de la
presión y una placa intermedia de plástico, con lo que a pesar de
todo sigue siendo posible la utilización de una pinza tensora
estándar.
En las restantes reivindicaciones se describen
las características de otras formas de realización preferentes.
Comoquiera que las placas guía angulares tienen
espacios de alojamiento que, una vez montados están montados en
dirección al patín del carril, la placa intermedia elástica puede
sobresalir a ambos lados del ancho del patín del carril y penetrar
en los espacios de alojamiento de las placas guía angulares
dispuestas a ambos lados del carril.
De forma ventajosa, tanto la placa intermedia
elástica como también la placa de distribución de la presión tienen,
en la dirección longitudinal de la traviesa de hormigón estándar,
una extensión mayor que el patín del carril, sobresaliendo por
tanto del ancho del patín del carril, a ambos lados de éste y
penetrando en los espacios de alojamiento de las placas guía
angulares. De esta forma la placa de distribución de la presión
distribuye en una superficie grande las fuerzas transmitidas por el
patín del carril sobre ella, y las aplica de forma regular a través
de la placa intermedia elástica sobre la traviesa de hormigón
estándar. Por otra parte, esta forma de realización tiene la
ventaja de que al suministrar ya premontados los dispositivos de
sujeción sobre la traviesa, la placa intermedia elástica y la placa
de distribución de la presión están dispuestas entre las dos placas
guía angulares que forman uno de los puntos de fijación.
Preferentemente los tornillos de fijación se
anclan en tacos roscados de plástico recambiables, que se
encuentran en las traviesas de hormigón estándar. De esta forma es
posible, por una parte, efectuar con rapidez los trabajos de
conservación necesarios que requieren un recambio de los tacos
roscados, y por otra parte permite el uso de pinzas tensoras
estándar y adaptar de forma rápida y segura la traviesa de hormigón
a los tornillos de traviesa utilizados en cada caso.
Según una forma de realización preferente, la
forma de las placas guía angulares se adapta al uso de una pinza
tensora estándar para la sujeción del patín del carril, como se
describe por ejemplo en la patente DE 39 18 091. De esta forma se
puede recurrir al mayor número posible de elementos estándar, y se
puede efectuar el reequipamiento de los sistemas de vías existentes
posiblemente sin cambiar las pinzas tensoras.
Preferentemente se pueden utilizar placas guía
angulares diferentes, que una vez montadas presentan una extensión
horizontal variable en la dirección longitudinal de la traviesa de
hormigón estándar. De esta forma se puede configurar de forma
variable la posición del conducto del carril, que está formado
entre dos placas guía angulares, y la vía se puede ajustar o
corregir en un marco predeterminado.
Ventajosamente los ejes de rotación de los
tornillos de sujeción están inclinados formando un ángulo con
respecto de la vertical. De esta forma se facilita sustancialmente
la inserción del carril en el conducto del carril, formado entre
las placas guía angulares.
A continuación se explica la invención con la
ayuda de un ejemplo de realización representado en la figura 1.
En la figura 1 se representa una sección a la
mitad de un dispositivo 10 configurado de forma simétrica para la
sujeción de un carril 12. El carril 12 forma una vía de tren junto
con un segundo carril 12. El dispositivo 10 sirve para tensar el
patín 14 del raíl contra una viga 16, que en su extensión
longitudinal discurre en sentido transversal a la dirección
longitudinal del carril 12.
La viga 16 está construida preferentemente en
hormigón, y es por ejemplo una traviesa de hormigón estándar, tal
como la que utiliza por ejemplo la Deutsche Bahn AG (ferrocarriles
alemanes) bajo la denominación de DB Traviesa de Hormigón Estándar
B70 W60. Esta traviesa de hormigón estándar se viene utilizando
hasta la fecha en la superestructura de balasto, pero no sobre un
piso firme.
La traviesa de hormigón estándar 16, en adelante
y de manera abreviada referida como traviesa de hormigón, tiene, en
la zona donde se aloja cada uno de los carriles 12 del par de
carriles, una depresión 18 perpendicular al eje longitudinal de la
traviesa, que se compone de una superficie de asiento plana 20 y de
depresiones 22 en forma de moldura. Las depresiones en forma de
moldura discurren en la dirección longitudinal del carril 12 y se
extienden por toda la anchura de la traviesa o sólo por una parte
de ésta. La depresión 22 en forma de moldura presenta una
superficie inclinada 24 en el lado opuesto al carril 12.
Por lo demás, para cada dispositivo de sujeción
10 se encuentra en la traviesa de hormigón 16 un taco de plástico
(no representado) en la zona de la superficie de asiento plana 20,
cuyo eje longitudinal 26 está inclinado, en estado de montaje, con
relación a la vertical. El ángulo respecto de la vertical es de
aproximadamente 5º en el ejemplo de realización representado.
A los lados del patín del carril 14 y por tanto
apoyando tanto sobre la superficie de asiento plana 20 como sobre
la depresión 22 en forma de moldura aparece introducida una placa
guía angular 30, que junto con la placa guía angular del otro lado
del carril forma un conducto de carril exacto. Además las placas
guía angulares sirven para reducir fuerzas horizontales y para
alojar una sujeción de carril previamente montada.
La placa guía angular 30 presenta una superficie
guía 32 para el patín del carril 14, que en posición de montaje
mantiene una distancia preferiblemente escasa respecto del lado
contiguo del patín del carril 14. De esta forma se consigue una
embutición de la cabeza del carril como se exige en forma de un
valor de suspensión del carril predeterminado. La cara superior de
la placa guía angular 30, dirigida en posición de montaje hacia una
pinza tensora 34, se adapta a la forma y a la función de la pinza
tensora 34 utilizada en cada momento. En el ejemplo presente la
placa guía angular tiene una ranura guía 36 en la que se aloja un
arco de apoyo posterior de la pinza tensora 34, un agujero 38 para
un tornillo de traviesa 40 y una ranura guía 42 para el brazo
interior de la pinza tensora 34. En el lado que en posición de
montaje está orientado hacia la traviesa de hormigón 16 la placa
guía angular 30 está moldeada en correspondencia con la traviesa de
hormigón. La superficie inclinada 44 de la placa guía angular 30
está moldeada de tal forma que se produce un contacto casi completo
con la superficie inclinada 24 de la traviesa de hormigón, lo que
permite transferir las fuerzas horizontales hacia la traviesa de
hormigón con la mayor regularidad posible. En la zona de la
superficie de asiento plana 20 de la traviesa de hormigón están
formados unos elementos de apoyo 46, que transmiten hacia la
traviesa de hormigón 16 las fuerzas verticales que aparecen cuando
se aprieta la pinza tensora 34.
La placa guía angular 30 tiene, en dirección al
carril 12, un perfil en forma de U paralelo al eje longitudinal del
carril si se ve en sección vertical, cuyos brazos están formados
por los elementos de apoyo 46. De esta forma se origina entre la
superficie de asiento plana 20 de la traviesa de hormigón y el
elemento de recorrido transversal del perfil en forma de U, por una
parte, y entre los dos elementos de apoyo 46, por otra parte, un
espacio de alojamiento 48 a modo de cámara, que sirve para el
alojamiento de los elementos descritos a continuación, dispuestos
entre la cara inferior 50 del carril 12 y la superficie de asiento
plana 20.
En el extremo de la placa guía angular 30 que se
aleja del carril 12 se abraza a la superficie inclinada 44 una
superficie de cierre exterior 28, que discurre básicamente en
vertical, que sobresale de la cara superior 29 de la traviesa de
hormigón 16 por fuera de la depresión 18.
Para conseguir la embutición requerida de la
cabeza del carril en un piso firme, se inserta sobre la superficie
de asiento plana 20 de la traviesa de hormigón y, por tanto, entre
la parte inferior 50 del raíl y la traviesa de hormigón, una placa
intermedia elástica 52. La placa intermedia elástica 52 está formada
por un elastómero y presenta un índice de elasticidad estático que
se puede ajustar en correspondencia con los requisitos.
Por encima de la placa intermedia elástica 52 se
coloca una placa de distribución de la presión 54, de configuración
plana y que se puede fabricar de manera sencilla en acero laminado.
La placa de distribución de la presión 54, como también la placa
intermedia elástica 52, presentan una extensión en dirección
longitudinal de la traviesa de hormigón mayor que el ancho del
carril 12 en la cara inferior 50 del mismo. De esta forma la placa
de distribución de la presión 54 como también la placa intermedia
elástica 52 sobresalen lateralmente del patín 14 del carril.
La placa intermedia elástica 52 y la placa de
distribución de la presión 54 penetran en los espacios de
alojamiento 48 en forma de cámara de las placas guía angulares 30,
dispuestas a ambos lados del carril, y están provistas ambas de un
agujero rasgado orientado en la dirección longitudinal de la
traviesa. La placa intermedia elástica 52 y la placa de
distribución de la presión 54 mantienen preferentemente un contacto
en unión positiva con las paredes longitudinales del espacio de
alojamiento 48, que discurren en la dirección longitudinal de la
traviesa de hormigón. La altura libre del espacio de alojamiento 48
es mayor que el espesor total de la placa intermedia elástica 52 y
de la placa de distribución de la presión 54, de modo que
básicamente se evita una compresión de las partes extremas de las
placas 52 y 54 al oprimir la placa guía angular 30 sobre la traviesa
de hormigón 16. La fuerza aplicada por la pinza tensora 34 se
transmite en la práctica directamente sobre la traviesa de hormigón
16, con lo cual el ángulo de inclinación del carril se mantiene en
la exactitud requerida incluso aunque las dos pinzas tensoras de un
punto de sujeción presenten eventualmente tensiones previas
desiguales.
La placa intermedia 52 de alta elasticidad
permite al carril la necesaria embutición vertical y se puede elegir
de modo que se consiga la suspensión deseada del carril. La placa
de distribución de la presión 54, fabricada en acero, distribuye
las fuerzas verticales que actúan sobre el carril de forma regular
sobre una superficie grande. De esta forma la placa de distribución
de la presión 54 actúa como ensanche artificial del patín del
carril.
Entre la placa de distribución de la presión 54 y
la cara inferior 50 del carril 12 hay dispuesta además una capa
intermedia de plástico 56.
En el dispositivo 10 para la sujeción de carriles
de tren sobre un piso firme se pueden utilizar diferentes pinzas
tensoras 34 y tornillos de traviesa 40, conocidos en el estado
actual de la técnica. En el ejemplo presente el carril se tensa con
la pinza tensora elástica SKL 14, habitual en la superestructura de
balasto. Aquí los dos brazos de resorte libres 58 de la pinza
tensora 34 se apoyan sobre el patín del carril. Además, por encima
del patín del carril sobresale un bucle medio, que actúa como
protección contra el vuelco. La tensión vertical del carril se
produce al apretar el tornillo de traviesa 40, que está anclado en
tacos roscados de plástico recambiables. Después de apretar el
tornillo tensor 40, los dos brazos de resorte libres 58 de la pinza
tensora 34 ejercen sobre el carril una fuerza de unos 2 \times 10
kN, con un recorrido del resorte elástico de unos 13 mm.
La sujeción del carril se puede suministrar
premontada sobre la traviesa. Para ello las pinzas tensoras se
encuentran en una posición de premontaje, que para la pinza tensora
SKL 14 representada en la figura 1 se describe en la patente DE 39
18 091, mencionada al principio. El tornillo de traviesa 40 sólo se
puede atornillar unas cuantas vueltas en los tacos de plástico, y
permite que la pinza tensora 34 en relación con la posición de
montaje representada en la figura 1 esté premontada, desplazada
hacia la izquierda, esto es, alejada del lugar donde posteriormente
se asentará el carril. Para ello la pinza tensora 34 no se
encuentra ya en la ranura guía 36 de la placa guía angular 30.
Por medio del tornillo de traviesa 40 se fijan
sobre la traviesa de hormigón 16, en posición de montaje, por un
lado la pinza tensora 34 y la placa guía angular 30 y, por otro
lado, la placa intermedia elástica 52 y la placa de distribución de
la presión 54. Para el montaje del carril solamente se tiene que
intercalar la capa intermedia de plástico 56 entre la cara inferior
50 del carril 12 y la placa de distribución de la presión 54, se
desplaza la pinza tensora 34 en dirección al patín del carril, de
forma que los brazos de resorte libres 58 se apoyen sobre el patín
del carril 14, y finalmente se aprietan los tornillos de traviesa
40.
En estado de montaje las placas guía angulares
30, dispuestas a ambos lados del carril 12 forman un conducto de
carril y transmiten las fuerzas horizontales hacia la traviesa de
hormigón 16 a través del contacto de las superficies inclinadas 44
y 24. Además una parte de las fuerzas horizontales originadas se
conduce hacia la traviesa de hormigón a través de los ejes 26 de los
tornillos de traviesa 40, que están inclinados formando un ángulo
con relación a la vertical.
El sistema de sujeción 10 está diseñado de modo
que permite una regulación en altura de hasta 5 mm. Por lo demás se
puede efectuar, si se desea, una regulación de la vía de hasta +/-
10 mm, utilizando placas guía angulares 30 de formas especiales,
cuya interacción a ambos lados del carril 12 desplazan
intencionadamente el conducto del carril en la dirección
longitudinal de la traviesa de hormigón 16.
Dado que la placa intermedia elástica 52 permite
la elevada suspensión requerida de la vía, en forma de una
embutición predeterminada de al menos 1,5 mm, la sujeción del
carril descrita resulta apropiada también para la circulación de
trenes de alta velocidad en tramos de nueva construcción. De esta
forma es posible reequipar con el sistema de sujeción conforme a la
invención una vía de balasto existente reutilizando las traviesas
de hormigón estándar, con lo cual esta vía resulta también adecuada
para ser utilizada en el tráfico de alta velocidad.
Por lo demás existe la posibilidad de rellenar
las cavidades del lecho de balasto con hormigón, asfalto o
similares, y por tanto de reconvertir el sistema de sujeción, sin
cambiarlo, en un piso firme, porque la sujeción del carril conforme
a la invención consigue los elevados valores de suspensión
requeridos incluso sin la contribución de la infraestructura de
balasto a la elasticidad total.
Claims (8)
1. Dispositivo para la sujeción de alta
elasticidad de carriles de vía férrea (12) a un piso firme, que
incluye:
- -
- una traviesa de hormigón estándar (16) utilizada para la vía de balasto;
- -
- por cada punto de sujeción del carril de la vía (12) sobre la traviesa de hormigón estándar (16) dos placas guía angulares (30), dispuestas a ambos lados del patín del carril (14) para la conducción lateral de éste;
- -
- por cada placa guía angular (30) un tornillo de sujeción (40) que la atraviesa, que comprime una pinza tensable (34) contra el patín del carril (14) y que presiona el patín del carril (14), como también la placa guía angular (30), contra la traviesa de hormigón estándar (16);
- -
- al menos una placa intermedia elástica (52) dispuesta entre el patín del carril (14) y la traviesa de hormigón estándar (16); donde
- -
- las placas guía angulares (30) presentan en su extremo alejado del carril (12) una primera superficie (24) y una segunda superficie (28), donde la primera superficie (24), en estado de montaje está inclinada con respecto a la vertical y se encuentra en contacto con una superficie inclinada (44), moldeada en correspondencia, de la traviesa de hormigón estándar, y la segunda superficie (28) está orientada básicamente en vertical elevándose sobre la cara superior de la traviesa de hormigón estándar (16); y donde la sujeción alcanza un valor de suspensión de la vía de 1,5 mm como mínimo.
2. Dispositivo para la sujeción de carriles de
vía férrea (12) según la reivindicación 1,
caracterizado porque
las placas guía angulares (30) presentan espacios
de alojamiento (48) que en posición de montaje están abiertos en
dirección hacia el patín del carril (14).
3. Dispositivo para la sujeción de carriles de
vía férrea (12) según la reivindicación 2,
caracterizado porque
la placa intermedia elástica, al menos una,
presenta, en la dirección longitudinal de la traviesa de hormigón
estándar (16), una extensión mayor que el patín del carril (14) y
sobresale por tanto del ancho del patín del carril (14), a ambos
lados de éste, y penetra en los espacios de alojamiento (48) de las
placas guía angulares (30).
4. Dispositivo para la sujeción de carriles de
vía férrea (12) según la reivindicación 2,
caracterizado porque
entre el carril del patín (14) y la traviesa de
hormigón estándar (16) está dispuesta una placa de distribución de
la presión (54), donde la placa de distribución de la presión (54)
presenta en la dirección longitudinal de la traviesa de hormigón
estándar (16) una extensión mayor que el patín del carril (14),
sobresale del ancho del patín del carril (14), a ambos lados de
éste, y penetra en los espacios de alojamiento (48) de las placas
guía angulares (30).
5. Dispositivo para la sujeción de carriles de
vía férrea según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque los tornillos de sujeción (40) están
anclados en tacos roscados de plástico recambiables, que se
encuentran en las traviesas de hormigón estándar (16).
6. Dispositivo para la sujeción de carriles de
vía férrea según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la forma de las placas guía angulares
(30) está adaptada para la utilización de una pinza tensora
estándar (34) para la sujeción del patín del carril (14).
7. Dispositivo para la sujeción de carriles de
vía férrea según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque se pueden utilizar placas guía
angulares (30) diferentes, que en posición de montaje presentan una
extensión horizontal diferente en la dirección longitudinal de la
traviesa de hormigón estándar.
8. Dispositivo para la sujeción de carriles de
vía férrea según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque los ejes de rotación (26) de los
tornillos de sujeción (40) están inclinados formando un ángulo en
relación a la vertical.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19607339A DE19607339A1 (de) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Vorrichtung zur hochelastischen Befestigung von Eisenbahn-Schienen auf Standard-Betonschwellen |
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