ITUB20154061A1 - Dispositivo di attenuazione acustica sotto-rotaia - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DI ATTENUAZIONE ACUSTICA SOTTO-ROTAIA

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo antivibrante di attenuazione acustica per rotaie ferroviarie.

L’inquinamento acustico, come ben noto, è un problema assai sentito e riveste particolare rilevanza anche e soprattutto in prossimità delle linee ferroviarie. La legge quadro sull’inquinamento acustico n. 447 del 26 ottobre 1995 prevede l’obbligo di presentare ai comuni interessati appositi piani per il contenimento e l’abbattimento del rumore provocato dal transito dei convogli ferroviari. Il problema è assai sentito in tutto il mondo e molti paesi prevedono apposite normative per il contenimento e l’abbattimento di questo tipo di rumore.

Al passaggio di un convoglio ferroviario, al rumore causato dal movimento del convoglio si aggiunge una rilevante componente di rumore dovuta alla vibrazione delle rotaie.

Scopo della presente invenzione è quello di intervenire su quest’ultima componente al fine di eliminarla o, quantomeno, di ridurne sensibilmente il livello.

Tale risultato è raggiunto per mezzo di un dispositivo di attenuazione come definito nella rivendicazione indipendente n. 1.

Ulteriori caratteristiche della presente invenzione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

Dispositivi di attenuazione delle vibrazioni e del rumore prodotto dal passaggio di convogli ferroviari, applicati direttamente alle rotaie, sono da tempo in commercio; ma non sembra che abbiano finora garantito risultati apprezzabili.

L’invenzione, che sarà descritta qui di seguito, presenta almeno due caratteristiche originali:

- viene applicata esclusivamente nella parte inferiore della rotaia, nello spazio interposto fra le traverse di appoggio, cioè nel tratto di rotaia nel quale le vibrazioni causate dal passaggio di convogli presentano i massimi valori di ampiezza ed intensità;

- è in grado di coesistere, e quindi di sommarne gli effetti, con ulteriori sistemi di abbattimento del rumore che si applichino esclusivamente sui lati della rotaia.

Altri aspetti vantaggiosi, unitamente alle caratteristiche costruttive e funzionali della presente invenzione, risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

Per la descrizione dell’invenzione verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, che mostrano quanto segue:

- la Figura 1 è una vista in prospettiva di un tratto di rotaia alla quale è applicato un dispositivo secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 2 è una vista in sezione del tratto di rotaia di Figura 1 ; - la Figura 3 è una vista in prospettiva di un tratto di rotaia alla quale è applicato un dispositivo secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 4 è una vista in sezione del tratto di rotaia di Figura 3; e - la Figura 5 è una vista in esploso del tratto di rotaia di Figura 3.

La presente invenzione sarà di seguito descritta facendo riferimento alle figure suindicate.

Facendo riferimento innanzitutto alle figure 1 e 2, queste mostrano, rispettivamente in prospettiva ed in sezione, un generico tratto di una rotaia 100, ad esempio un tratto compreso tra due successive traverse di appoggio (non visibili in figura), alla quale è applicato un dispositivo 1 secondo la presente invenzione.

Il dispositivo di attenuazione acustica 1 comprende, secondo una prima forma di realizzazione presente invenzione, un profilato antivibrante 2 presentante una sezione trasversale sostanzialmente conformata a "C" atto ad essere applicato al di sotto di detta rotaia 100 tra due traverse di appoggio successive, con una prima superficie di contatto 3 affacciata ad una superficie di base 4 di detta rotaia 100. Il dispositivo 1 comprende inoltre una lastra di chiusura 20 definente una cavità 5 interna al profilo antivibrante 2.

Il dispositivo è fissato alla rotaia tramite mezzi di ancoraggio 30, 31. In particolare, secondo la presente invenzione, tali mezzi di ancoraggio comprendono - due flange di bloccaggio (30), preferibilmente in acciaio inox, sagomate a "C", che consentono di fissare rigidamente il dispositivo in corrispondenza di bordi laterali della base della rotaia 100 per mezzo di apposite viti autofi Iettanti (31) che fanno presa nel corpo del profilato antivibrante 2.

I bordi superiori delle flange di bloccaggio 30 possono vantaggiosamente essere rivestite con una guarnizione in gomma 32 che ha la duplice funzione di migliorare l’aderenza delle flange alla base della rotaia e di impedirne possibili vibrazioni.

Nel complesso, quindi, il dispositivo realizza una struttura scatolata complessa (si veda la Fig. 1), che va applicata nella parte inferiore della rotaia nei tratti compresi fra traverse successive. La componente principale del sistema è costituita dal profilato antivibrante 2 in gomma con sezione a “C", realizzato in sostanza polimerica, preferibilmente in gomma di riciclo e, ancora preferibilmente comprendente granuli di elastomero non vulcanizzato di varia granulometria.

La gomma utilizzata nella produzione del profilato antivibrante 2 può quindi derivare da un processo di riciclaggio ed essere quindi a sua volta riciclabile; il ciclo di vita del prodotto è quindi totalmente eco sostenibile. Essendo, almeno secondo una forma di realizzazione da granuli di elastomeri diversi e non vulcanizzati, ha il vantaggio di assorbile efficacemente l’energia cinetica prodotta dalle vibrazioni della rotaia.

La lastra di chiusura 20 può vantaggiosamente presentare una molteplicità di fori 21.

Preferibilmente, tali fori possono essere realizzati con diametri vari, accordati con le diverse frequenze da attenuare. Ad esempio, i fori possono presentare diametri che variano tra 0.3 mm e 0.8 mm.

La lastra di chiusura 20, chiudendo la struttura del dispositivo, realizza una cavità acustica 5. La lastra è in grado di rompere il fronte dell’onda sonora, assorbire e trattenere all’interno della cavità 5 una parte dell’energia sonora e di dissiparne all’esterno la parte rimanente.

Dal punto di vista operativo, gli elementi descritti vengono applicati nell’intervallo fra le traverse al disotto della rotaia, alla quale vengono fissati rigidamente tramite le flange di bloccaggio in acciaio. Il dispositivo può essere tipicamente prodotto in elementi di lunghezza pari allo spazio libero che normalmente esiste fra due traverse successive (tipicamente variabile tra 30 cm e 40 cm) e di larghezza sostanzialmente alla larghezza della superficie di base di una rotaia (tipicamente pari a circa 20 cm). Le caratteristiche meccaniche della sostanza polimerica conferiscono al profilato rigidità sufficiente per assorbire energia meccanica dalla rotaia e nel contempo adeguata capacità di plasmarsi ed aderire perfettamente alla superficie inferiore della stessa rotaia.

Le successive figure da 3 a 5 si riferiscono ad una seconda, e preferita, forma di realizzazione della presente invenzione, mostrando rispettivamente una vista in prospettiva, in sezione ed in esploso di un tratto di rotaia alla quale è applicato un dispositivo 101 secondo la presente invenzione.

Secondo tale forma di realizzazione, un dispositivo 101 comprende, oltre a quanto già descritto in relazione alla prima forma di realizzazione, un elemento intermedio 6 atto ad assorbire almeno una parte dell’energia meccanica originata dalla rotaia 100, disposto all'interno della cavità 5.

Secondo una possibile forma realizzativa, tale elemento intermedio 6 comprende uno strato smorzante 7, realizzato in un materiale atto ad assorbire vibrazioni, interposto tra un primo ed un secondo strato in materiale metallico, rispettivamente indicati con i numeri 8 e 9 in figura.

In particolare, il primo strato metallico 8 è realizzato come una lastra in acciaio in grado di conferire maggiore rigidità alla superficie di contatto tra rotaia e profilato antivibrante, in modo da migliorare la capacità di assorbimento dell’energia meccanica originata dalla rotaia e di smaltirne, vibrando, almeno una parte.

Lo strato smorzante 7 costituisce uno spessore di materiale isolante, preferibilmente in gomma, con funzione di ammortizzatore delle vibrazioni e parziale assorbimento dell’energia sonora.

Il secondo strato metallico 9 è realizzato come una seconda lastra metallica analoga, per forma e dimensioni, alla prima lastra 8, ma con la funzione principale di smaltire, vibrando, energia meccanica trasmessa dalla rotaia.

Lo spessore di materiale isolante in gomma (Fig. 1, d), interposto fra le due lastre di acciaio, ha la funzione di smorzare le vibrazioni indotte sulle due lastre di acciaio, di assorbire parte dell’energia sonora e di contribuire a rompere, comunque, il fronte dell’onda sonora.

Secondo un’ulteriore forma di realizzazione, il dispositivo 101 comprende inoltre un elemento fonoassorbente 10 disposto all’interno di detta cavità 5.

L’elemento fonoassorbente 10 ha la funzione di ricevere l’energia trasmessa dalla vibrazione della lastra 9. Esso presenta un elevato coefficiente di assorbimento sonoro e contribuisce quindi a trattenere energia sonora all’interno della cavita 5. A tale scopo l’elemento fonoassorbente 10 può comprendere uno strato in fibra di poliestere, preferibilmente con uno spessore tale da riempire la cavita 5.

Le due lastre metalliche assolvono quindi funzioni diverse: la prima lastra 8 migliora il coefficiente di rigidità dell’elemento a "C" e ne accresce, quindi, la capacità di assorbire energia meccanica dalla rotaia; essa assicura inoltre, vibrando, la funzione di parziale smaltimento dell’energia sonora.

La seconda lastra metallica 9 assicura invece sia un parziale smaltimento dell’energia sonora sia un migliore trasferimento dell’energia meccanica al successivo strato di materiale fonoassorbente.

Una volta che il dispositivo è posto in opera, le componenti sopra descritte sono tenute assieme dalle viti di fissaggio 31, che non impediscono alle lastre metalliche di vibrare e quindi di assorbire energia meccanica, che verrà poi in parte assorbita dagli elementi smorzatori e/o fonoassorbenti, ed in parte trasferita all’esterno.

Il processo produttivo del sistema è semplice ed i materiali sono facilmente reperibili sul mercato. Il profilato strutturale antivibrante in gomma può ad esempio essere prodotto per stampaggio con pressa ad iniezione.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a sue forme di realizzazione preferite. E’ da intendersi che le soluzioni tecniche implementate nelle forme di realizzazione preferite, qui descritte a titolo esemplificativo, potranno vantaggiosamente essere diversamente combinate tra loro, per dar luogo ad altre forme di realizzazione, che afferiscono al medesimo nucleo inventivo e tutte comunque rientranti nell’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) per un tratto di una rotaia (100), comprendente: • un profilato antivibrante (2) presentante una sezione trasversale sostanzialmente conformata a “C" atto ad essere applicato al di sotto di detta rotaia (100), con una prima superficie di contatto (3) affacciata ad una superficie di base (4) di detta rotaia (100); • una lastra di chiusura (20) definente una cavità (5) interna a detto profilo antivibrante (2); e • mezzi di ancoraggio (30, 31) del dispositivo (1, 101) a detta rotaia (100).
2. 2. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) secondo la rivendicazione 1, in cui detto profilato antivibrante (2) è realizzato in materiale polimerico.
3. 3. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) secondo la rivendicazione 2, in cui detto materiale polimerico è gomma riciclata.
4. 4. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detto materiale polimerico comprende granuli di elastomero non vulcanizzato di varia granulometria.
5. 5. Dispositivo di attenuazione acustica (101) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un elemento intermedio (6) atto ad assorbire almeno una parte dell’energia meccanica originata dalla rotaia (100), disposto all’interno di detta cavità (5).
6. 6. Dispositivo di attenuazione acustica (101) secondo la rivendicazione 5, in cui detto elemento intermedio (6) comprende uno strato smorzante (7) realizzato in un materiale atto ad assorbire vibrazioni, interposto tra un primo ed un secondo strato in materiale metallico (8, 9).
7. 7. Dispositivo di attenuazione acustica (101) secondo la rivendicazione 6, in cui detto strato smorzante (7) è in gomma.
8. 8. Dispositivo di attenuazione acustica (101) secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui strati metallici (8, 9) sono realizzati nella forma di lastre in acciaio inox.
9. 9. Dispositivo di attenuazione acustica (101) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un elemento fonoassorbente (10) disposto all'interno di detta cavità (5).
10. 10. Dispositivo di attenuazione acustica (101) secondo la rivendicazione 9, in cui detto elemento fonoassorbente (10) comprende uno strato in fibra di poliestere di spessore tale da riempire detta cavità (5).
11. 11. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta lastra di chiusura (20) presenta una molteplicità di fori (21).
12. 12. Dispositivo di attenuazione acustica ( 1 , 101 ) secondo la rivendicazione 11, in cui detti fori (21) presentano diametri vari accordati con corrispondenti frequenze da attenuare.
13. 13. Dispositivo di attenuazione acustica ( 1 , 101 ) secondo la rivendicazione 12, in cui detti fori (21) presentano diametri che variano tra 0.3 mm e 0.8 mm.
14. 14. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta lastra di chiusura (20) è realizzata in acciaio inox.
15. 15. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di ancoraggio (30, 31) comprendono una coppia di flange di bloccaggio (30) sagomate a "C", atte a bloccare il dispositivo in corrispondenza di bordi laterali della base di detta rotaia (100).
16. 16. Dispositivo di attenuazione acustica ( 1 , 101 ) secondo la rivendicazione 15, in cui detti mezzi di ancoraggio (30, 31) comprendono elementi a vite (31) per fissare dette flange di bloccaggio (30) a detto profilato antivibrante (2).
17. 17. Dispositivo di attenuazione acustica (1, 101) secondo una delle rivendicazioni precedenti, presentante una dimensione trasversale rispetto alla rotaia (100), sostanzialmente pari alla dimensione trasversale della superficie di base (4) della rotaia (100).