MX2012010194A - Perno de anclaje para la sujecion de railes a traviesas huecas. - Google Patents

Abstract

Un perno de anclaje (40) para sujeción de railes a traviesas huecas (12), en particular, traviesas de acero, comprende un elemento (18) de enganche realizado en metal fundido, que tiene una sección de inserción (20) en forma de gancho y una sección (21) de contacto, que tiene un espacio (22) de recepción para recibir un elemento (24) roscado, donde el elemento (24) roscado tiene un perno (30) roscado y una zapata (26) de recepción y la zapata (26) de recepción está dimensionada de tal modo que la zapata de recepción puede ser insertada en el espacio (22) de recepción de la sección (21) de contacto de modo que se ajusta a su forma.

Description

PERNO DE ANCLAJE PARA LA SUJECIÓN DE RAÍLES A TRAVIESAS HUECAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un perno de anclaje para la sujeción de raíles a traviesas huecas, en particular traviesas de acero, y también a un sistema de sujeción de raíles usando dichos pernos de anclaje.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las traviesas de ferrocarril actuales pueden ser de un material macizo tal como madera u hormigón, por ejemplo, pero también pueden estar configuradas como traviesas huecas. Cuando se usan traviesas de madera la sujeción del rail a la traviesa se realiza frecuentemente mediante elementos de sujeción de empernado directamente en el material de madera, pero en el caso de traviesas de hormigón se incluyen tacos de anclaje en el hormigón, en los que se empernan seguidamente pernos de sujeción adecuados.

Dichas técnicas no pueden ser aplicadas en el caso de las traviesas huecas. Aquí el espesor de la pared de la traviesa es insuficiente para sujetar con seguridad un elemento de sujeción al sistema de sujeción del raíl de manera tal que las fuerzas necesarias puedan ser transferidas a la traviesa hueca. Por lo tanto, en el caso de las traviesas huecas, una técnica conocida consiste en usar pernos de anclaje, que tienen una proyección en forma de gancho que se puede introducir en la traviesa hueca a través de una abertura y la posición de instalación correcta del perno de anclaje en el sistema de sujeción es bloqueada en la traviesa hueca de manera ajustada en forma. En la técnica anterior, los pernos de anclaje son fabricados como piezas fundidas. La parte en forma de gancho inferior del perno puede admitir fuerzas laterales altas sin problema alguno, en particular cuando se cargan pesadamente, gracias a su diseño estructural, Lo que limita la resistencia total de los pernos de anclaje de fundición convencionales, es la parte roscada que, por razones geométricas solamente puede poseer las máximas dimensiones prescritas en el sistema de sujeción de raíles. Sin embargo, gracias a las buenas propiedades del material de los pernos de anclaje, estos se aplican como estándar, aún cuando las máximas fuerzas que pueden ser transferidas sean limitadas debido a las propiedades del material y a la limitaciones dimensionales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente invención es proponer un perno de anclaje para la sujeción de raíles que pueda resistir altas cargas siendo al mismo tiempo de producción económica.

Este objetivo se logra por medio de un perno de anclaje con las características de la presente invención. Se describen las características de un sistema de sujeción de raíles que utiliza los pernos de anclaje de la invención.

De acuerdo con la invención, el perno de anclaje para la sujeción de raíles a traviesas huecas, en particular traviesas de acero, comprende un elemento de enganche de metal fundido, que comprender una sección de inserción en forma de gancho y una sección de soporte, que está diseñado con un espacio de recepción con el fin de recibir un elemento roscado. El elemento roscado tiene un perno roscado y una zapata de recepción, en el que la zapata de recepción está dimensionada de manera tal que puede ser insertada en el espacio de recepción de la sección de soporte de manera ajustada en forma.

Por lo tanto, el perno de anclaje de la invención se fabrica de dos partes. Así, el elemento de enganche es conectado con el elemento roscado, en el que la zapata de recepción del elemento roscado es insertada de manera ajustada en forma en el espacio de recepción del elemento de enganche. De esta manera es posible producir el elemento de enganche y el elemento roscado de diferentes materiales; estos son optimizados, por una parte, en cuanto a sus costes totales y, por otra pare, en cuanto a las cargas que pueden ser recibidas. De esta manera, de acuerdo con la invención el elemento de enganche es de metal fundido, lo que es ventajoso en virtud de la forma compleja de la sección de inserción, la mejor para el elemento de enganche, en virtud de su diseño constructivo, puede recibir también altas fuerzas laterales, tal como ocurre, concretamente, bajo cargas pesadas, sin problema alguno. Por el contrario, el elemento roscado es producido preferiblemente de acero, que tiene la ventaja de que el elemento roscado, con un perno roscado dimensionado en el rango convencional, puede admitir cargas muy grandes, de manera que el perno de anclaje de la invención puede admitir cargas laterales significativamente mayores en comparación con un perno de anclaje de metal fundido de la técnica anterior conocida.

El sistema de sujeción de raíles de la invención comprende al menos una traviesa hueca con aberturas y también pernos de anclaje de la invención, que con su sección de inserción en forma de gancho se enganchan en las aberturas de la al menos una traviesa hueca. El sistema de sujeción de raíles tienen, además, placas guía angulares, a través de las cuales pasa en cada caso el perno roscado del perno de anclaje, y también abrazaderas de tensión, que son fijadas en cada caso a los pernos roscados por medio de elementos de sujeción.

A continuación, realizaciones preferentes de otras reivindicaciones.

De acuerdo con una realización preferente de la invención, el elemento roscado es de acero. Como ya se ha explicado, de esta manera es posible admitir una gran carga con dimensionado convencional del perno roscado. Sin embargo, también son concebibles materiales alternativos, que están disponibles a costes económicos y tienen mayor resistencia en comparación con el metal fundido.

El elemento de enganche en forma de gancho es preferiblemente de hierro fundido gris o hierro fundido con grafito esférico.

El espacio de recepción del elemento de enganche está configurado preferiblemente de manera tal que la zapara recibida del elemento roscado pueda ser empujada hacia dentro del espacio de recepción por medio de un desplazamiento lateral en el plano en ángulos rectos con el eje longitudinal con el eje del perno roscado. En el caso de una disposición horizontal de la traviesa de acero mencionada esto significaría que la zapata de recepción del elemento roscado podría ser empujada hacia dentro del espacio de recepción del elemento de enganche por medio de un desplazamiento deslizante horizontal. Por otra parte, un simple movimiento de traslación horizontal es de fácil ejecución y presenta además la ventaja de que, en el estado instalado de la sujeción de raíl, la zapata de recepción es empujada hacia arriba en la dirección vertical con respecto al espacio de recepción, de esta manera, además del ajuste en forma, se forma también una conexión por fricción, entre la cara superior de la zapata de recepción, cuando está situada en la posición de instalación, y las secciones de pared interior conformadas concordantemente del espacio de recepción. Dicha connexion por fricción tiene la ventaja adicional de que cualquier movimiento relativo entra la zapara recibida y el espacio de recepción en la dirección horizontal es contrarrestado automáticamente y, de esta manera se previene cualquier separación autoactivada entre el elemento de enganche y el elemento roscado.

De acuerdo con una realización preferente de la invención la sección de inserción en forma de gancho del elemento de enganche tiene una orejeta de bloqueo que posee una cara de tope orientada esencialmente en otro plano con ángulos rectos con respecto al eje longitudinal del perno roscado. Dicha orejeta de bloqueo, después de la correcta inserción de la sección de inserción en forma de gancho a través de una abertura dimensionada adecuadamente en la traviesa, puede apoyarse contra la pared superior contigua a la abertura, como se ve en la cavidad interior de la traviesa hueca y, por lo tanto, representa una salvaguarda adicional contra el desprendimiento inadvertido de la sección de inserción de la abertura de la traviesa hueca. Aquí la forma seleccionada de una orejeta de bloqueo ayuda a la inserción de la sección de inserción a través de la abertura en la cavidad interior de la traviesa hueca, previniéndose al mismo tiempo el retroceso mediante la cara de tope a voluntad.

Preferiblemente, la orejeta de bloqueo está formada sobre el radio exterior de la sección de inserción esencialmente arqueada. De esta manera, una cara de contacto está situada esencialmente diametralmente opuesta a ambos lados de las aberturas de la traviesa hueca entre la sección de inserción y la pared de la traviesa hueca; además de una introducción mejorada de las fuerzas en el material de la traviesa hueca, esto representa una primera y principal posición efectiva para prevenir el deslizamiento no deseado de la sección de inserción fuera de la traviesa hueca.

De acuerdo con una realización preferente de la invención, el perno de anclaje tiene además una cubierta de plástico que se extiende sobre la sección de soporte y la zapata de recepción dispuesta en el espacio de recepción, y tiene una abertura para el perno roscado. Dicha cubierta de plástico posee una pluralidad de ventajas. En primer lugar sirve para aportar aislamiento eléctrico, lo que es de gran importancia, especialmente cuando se usan traviesas huecas de metal. Otra ventaja es el hecho de que se previene o al menos se obstaculiza la penetración de agua en la traviesa hueca. Sin embargo, la ventaja fundamental de la cubierta de plástico es la prevención del deslizamiento del elemento roscado y en particular de la zapata de recepción fuera del espacio de recepción en el estado descargado del perno de anclaje. A este fin, la cubierta de plástico tiene una abertura para el perno roscado lo que, sin embargo, no permite deslizamiento significativo alguno entre el elemento roscado y el elemento de enganche y, previene, por consiguiente, que el elemento roscado pueda soltarse del elemento de enganche.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación se va a describir la invención detalladamente con ayuda de las figures adjuntas.

La figura 1 muestra una vista general de un sistema de sujeción de railes que usa pernos de anclaje; La figura 2 muestra el elemento roscado de un perno de anclaje de la invención La figura 3 muestra el elemento de enganche de un perno de anclaje de la invención; La figura 4 muestra una vista lateral de un perno de anclaje de la invención; La figura 5 muestra una vista lateral de un perno de anclaje de la invención; La figura 6 muestra una vista en planta de un perno de anclaje de la invención; La figura 7 muestra el perno de anclaje de la figura 4 con, además, una cubierta de plástico; Las figuras 8 y 9 muestran una vista en planta y una vista desde abajo sobre la disposición representada en la figura 7 de un perno de anclaje con una cubierta de plástico.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En las figures siguientes los mismos elementos están designados con los mismos números de referencia en cada caso.

La figura 1 muestra un sistema de sujeción de raíles que usa pernos de anclaje, en la que el sistema de sujeción de raíles representado en el lado izquierdo del plano del dibujo de la figura está representado en la posición instalada, y el sistema de sujeción de raíles representado en el lado derecho del plano del dibujo de la figura 1 está representado en la posición de preinstalación.

La figura 1 muestra justo la sección de la pared superior de una traviesa 12 hueca que es pertinente aquí; esta tiene aberturas 13, que sirven para recibir un elemento 20 de enganche de un perno 40 de anclaje. La vía 22 de ferrocarril está tendida sobre la traviesa 12 por medio de una capa 9 intermedia de raíl elástica de plástico, y está fija en posición lateralmente por medio de placas 10 y 11 guía. Las placas guía son de plástico para proporcionar suficiente aislamiento eléctrico. En las placas guía están situadas aberturas para permitir que el perno roscado del perno 40 de anclaje pase a su través; una tuerca 8 de sujeción se atornilla sobre el perno roscado con el fin de asegurar una abrazadera 4 de tensión, si es necesario con la interposición de un collarín 6 de soporte aislante de plástico; este está situado sobre el perno roscado y, si es necesario, puede ser complementado con arandelas 5 y 7 de acero adicionales en la dirección de la tuerca 8 de sujeción y de la abrazadera 4 de tensión. Las formas de las placas guía y de las abrazaderas de tensión de la figura 1 se de deben entender como ejemplos solamente, y pueden poseer otras geometrías que son coordinadas entre sí de la misma manera. Esencialmente el principio del perno de anclaje es que una sección 20 de enganche, que es arqueada, pase a través de la abertura 13 y hacia dentro de la cavidad de la traviesa hueca; la sección 20 de enganche se apoya contra la cara inferior de la pared superior de la traviesa hueca, y de esta manera permite que la abrazadera 4 de tensión sea tensada contra la zapata del raíl. Aquí el sistema de sujeción de raíles mostrado en el lado izquierdo de la figura 1 está en el estado instalado, mientras que el sistema de sujeción de raíles representado en el lado derecho de la figura 1 está en el estado preinstalado, en el que la tuerca 8 de sujeción no ha sido aún apretada y en el que la abrazadera 4 de tensión aún no descansa sobre la zapata de la vía 22 de ferrocarril.

Las figuras 2 y 3 muestran los dos componentes separados del perno de anclaje de la invención. El elemento 24 roscado está representado en la figura 2, mientras que el elemento 18 de enganche está mostrado en la figura 3. El elemento 24 roscado tiene un perno 30 roscado con dimensiones convencionales y una rosca métrica convencional, tal como, por ejemplo, una rosca externa M20. La rosca pasa por medio de una región de transición a una sección 28 cuadrada, en la que una zapata 26 recibida está conectada; esta está dimensionada y configurada de manera tal que puede ser empujada hacia dentro del espacio de recepción, antes descrito, del elemento de enganche. Preferiblemente, el elemento roscado es de acero y puede ser forjado con su forma básica, tras lo que, en las etapas de producción finales la forma exacta de la zapata 26 recibida puede ser terminada mecánicamente y la rosca externa del perno 30 roscado puede ser cortada.

El segundo elemento del perno de anclaje de la invención es el elemento 18 de enganche, que es de metal fundido, preferiblemente hierro fundido gris o hierro fundido con grafito esférico. En este contexto de material fundido, en virtud de su alto nivel de robustez, se ha demostrado que es muy beneficioso. El elemento 18 de enganche consta de una sección 20 de inserción y una sección 21 de soporte con un espacio 22 de recepción que está dimensionada y configurada de manera tal que la zapata 26 recibida del elemento 24 roscado puede ser recibida en esta de manera ajustada en forma.

La sección 20 de inserción es esencialmente arqueada en configuración y tiene una primera cara 19 de apoyo que, como se puede ver en la figura 1 , en el estado instalado del sistema de sujeción de raíles se apoya contra la cara interior de la pared de la traviesa hueca 12 que rodea la abertura 13. Además, la sección 20 de inserción está dotada de una orejeta 23 de bloqueo, que está dotada igualmente con una cara 23a de tope que en el estado instalado se apoya contra la cara inferior de la pared superior de la traviesa 12 hueca, cara 19 como se describió anteriormente. En el estado insertado, la sección 21 de soporte sirve para fines de tendido sobre la cara superior de la traviesa hueca.

Las figures 4 y 5 muestran el perno 40 de anclaje de la invención en el estado ensamblado, es decir, después de que el elemento 24 roscado haya sido empujado hacia dentro del elemento 18 de enganche. Aquí se puede ver, en particular de la representación de la figura 5, como la zapata 26 recibida del elemento 24 roscado es recibida en el espacio 22 de recepción de manera encajada, y como la forma en sección transversal de la zapata 26 recibida, que en el presente ejemplo tiene forma de segmento circular, se engancha con una pequeña tolerancia en el espacio 22 de recepción que está conformado en sección transversal de manera complementaria a la zapata de recepción, y se mantiene en el espacio de recepción de manera encajada. La zapata 26 recibida es empujada hacia dentro del espacio 22 de recepción del elemento 21 de enganche por medio de un movimiento deslizante horizontal en el sentido de la flecha A (véase la figura 4). Consecuentemente, el elemento 24 roscado puede ser extraído una vez más del elemento 18 de enganche solamente por medio de un movimiento deslizante en el sentido contrario al de la flecha A.

La figura 6 muestra el perno 40 de anclaje en una vista en planta y con lo que, en particular, queda clara la forma de la sección 21 de soporte así como la forma de la abertura del espacio 22 de recepción.

La realización de acuerdo con las figuras 7 y 8 difiere de la de las figuras 4 y 6 simplemente en que está instalado adicionalmente un elemento 50 de cobertura, que se extiende sobre la sección 21 de soporte y el espacio 22 de recepción y, como se puede ver en la figura 8, tiene una abertura 52 que sirve para permitir que el perno 30 roscado pase a su través. La provisión de la abertura 52 en el elemento 50 de cobertura impide que el elemento 24 roscado en su estado instalado se desplace en el sentido contrario al de la flecha A (véase la figura 4) fuera del espacio 22 de recepción del elemento 18 de enganche.

La cobertura de plástico tiene una orejeta 54 que se extiende hacia abajo que, como se puede ver en una cobertura conformada diferentemente en la figura 1 , se engancha en la abertura 13 de la traviesa 12 hueca, y que cierra, al menos en parte, la región de las aberturas que permanece expuesta después de la inserción correcta del perno de anclaje. La orejeta 54 tiene de esta manera la función adicional de prevención de cualquier deslizamiento del perno de anclaje dentro de la abertura de la traviesa hueca, función que ayuda a asegurar la ubicación del perno de de anclaje. Como se puede ver en la representación de la figura 9, la orejeta 54 tiene forma en sección transversal para llenar la abertura en sección transversal expuesta de la traviesa hueca de la mejor manera posible, y minimiza el movimiento de huelgo del perno de anclaje. Esto sirve también para contrarrestar cualquier desgaste prematuro. En la realización a modo de ejemplo de la figura la orejeta tiene forma en sección transversal de luna.

Además de la función de aislamiento eléctrico y de la función antes descrita de prevención de la salida de la zapata de recepción del espacio de recepción, la cobertura 50 de plástico tiene también la tarea adicional de prevención, o al menos reducción, de la penetración de humedad en la cavidad de la traviesa hueca.

Como consecuencia de la configuración de las dos partes del perno de anclaje de la invención es posible producir económicamente las partes individuales con formas estructurales simples e incrementar significativamente las cargas que pueden ser transferidas en comparación con el perno de anclaje manufacturado de una sola fundición. Por esta razón el perno de anclaje de la invención puede ser aplicado también en presencia de grandes fuerzas laterales, tal como ocurre en particular bajo carga pesada.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un perno de anclaje para la sujeción de raíles a traviesas (12) huecas, en particular traviesas de acero, caracterizado porque comprende: - un elemento (18) de enganche de metal fundido que - comprende una sección (20) de inserción en forma de gancho, y -una sección (21) de soporte formada con un espacio (22) de recepción para recibir un elemento (24) roscado; en el que - el elemento (24) roscado tiene un perno (30) roscado y una zapata (26) recibida que está situada en el espacio (22) de recepción; y - la zapata (26) recibida está dimensionada de manera tal que se puede insertar por medio de un movimiento deslizante horizontal en un sentido hacia dentro del espacio (22) de recepción de la sección (21) de soporte de manera ajustada en forma, y puede ser retirada de nuevo por medio de un movimiento deslizante en el sentido opuesto.

2. El perno de anclaje de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el elemento (24) roscado es de acero.

3. El perno de anclaje de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el elemento (20) de enganche en forma de gancho es de hierro fundido gris o hierro fundido con grafito esférico.

4. El perno de anclaje de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espacio (22) de recepción del elemento (18) de enganche está configurado de manera tal que la zapata (26) recibida del elemento (24) roscado puede ser empujada hacia dentro del espacio (22) de recepción en ángulos rectos con respecto al eje longitudinal del perno (30) roscado.

5. El perno de anclaje de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la sección (20) de inserción en forma de gancho tiene una orejeta (23) de bloqueo que posee una cara (23a) de tope orientada esencialmente en otro plano en ángulos rectos con respecto al eje longitudinal del perno (30) roscado.

6. El perno de anclaje de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la orejeta (23) de bloqueo está formada en el radio exterior de la sección (20) esencialmente arqueada.

7. El perno de anclaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además una cobertura (50) de plástico que se extiende sobre la sección (21) de soporte y sobre la zapata (26) recibida dispuesta en el espacio (22) de recepción y que tiene una abertura (52) para el perno (30) roscado.

8. Un sistema de sujeción de raíles, caracterizado porque comprende: - al menos una traviesa (12) hueca con aberturas (13); y - pernos (40) de anclaje de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que con su sección (20) de inserción en forma de gancho se engancha en las aberturas (13) de la al menos una traviesa (12) hueca; - placas (10, 11) guía angulares, a través de las cuales pasa en cada caso el perno (30) roscado de los pernos (40) de anclaje; y - abrazaderas (4) de tensión, que están fijas en cada caso sobre los pernos (30) roscados por medio de elementos (8) de sujeción.