MX2012013683A - Taquete roscado para fijar un riel a un durmiente. - Google Patents

Abstract

Un taquete roscado de plástico (6) para fijar un riel (2) sobre un durmiente (1), en especial un durmiente de concreto, con un cuerpo de taquete esencialmente cilíndrico, que del lado superior presenta una sección de vástago (7) que se une a la corona del taquete (8) y como continuación de esta presenta una cuerda externa (9), con la cual puede atornillarse y desatornillarse del durmiente (1), y abajo de la sección del vástago (7) presenta una cuerda interna (10) para recibir un tornillo del durmiente. Este taquete roscado plástico debe ser mejorado en lo que respecta a sus propiedades operativas, como conducción uniforme de las fuerzas en el durmiente, fácil montaje y capacidad de intercambio, reducción del peligro de fisura y por lo tanto debe poderse utilizar de forma variable. Para esto la sección de vástago (7) adentro en la zona de transición a la cuerda interna (10) presenta un recorte (13) que se extiende en espiral sobre al menos una periferia parcial sobre una longitud parcial de la sección de vástago (7), reduciendo el diámetro interno.

Description

TAQUETE ROSCADO PARA FIJAR UN RIEL A UN DURMIENTE CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un taquete roscado para fijar un riel a un durmiente, en especial un durmiente de concreto, con un cuerpo de taquete especialmente cilindrico, que del lado superior presenta una sección de vástago que se une a la corona del taquete y como continuación de esta presenta una cuerda externa, con la cual puede atornillarse y desatornillarse del durmiente, y abajo de la sección del vástago presenta una cuerda interna para recibir un tornillo del durmiente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los rieles de los andenes de ferrocarril en los tramos que hoy en dia son muy utilizados se encuentran casi exclusivamente durmientes de concreto y sistemas de fijación de los rieles, que consisten de elementos tensores (abrazaderas) , elementos guia de rieles (placas guias angulares) y una combinación tornillo-taquete , en donde se utiliza un taquete roscado de plástico del tipo antes mencionado como el que se describe en el documento EP 0 785 308 Bl . El taquete de plástico se produce mediante vaciado por inyección de materiales plásticos valiosos como polipropileno, poliamida o poliolefina, en especial HDPE.

La combinación tornillo-taquete representa un componente critico porque por un lado debe recibir las elevadas fuerzas de tensión de las mordazas tensoras (en el caso de sistemas altamente elásticos se trata inclusive de aplicación de fuerzas oscilantes) y por otro lado debe conducir las fuerzas lo más suavemente posible al concreto tensado de los durmientes. Aquí los picos de tensión elevados conducen muy rápidamente a fracturas en el concreto, que conducen con el tiempo a la destrucción de los durmientes de concreto .

En la práctica se han utilizado dos soluciones, de hecho como se conoce por el documento antes mencionado, primero una combinación tornillo-taquete consistente de un tornillo de durmiente con cuerda redonda y un taquete de plástico con una cuerda interna correspondiente al tornillo de cuerda redonda. Este taquete roscado de plástico en la zona inferior del cuerpo de taquete, presenta una forma adaptada a la cuerda exterior con un grosor de pared esencialmente uniforme, que se mide de tal forma que el diámetro exterior del taquete cuando menos asciende a 1.05 veces y máximo a 1.2 veces el diámetro interior del taquete y en el cual la sección inferior del cuerpo del taquete en una cuerda exterior redondeada está colocado un tornillo de durmiente. Con el grosor más reducido, el cuerpo del taquete debe rodear al tornillo en forma de una membrana de pared delgada. Debido a que la sección inferior del cuerpo de taquete se ajusta a la cuerda exterior redondeada del tornillo del durmiente, debe evitarse el peligro de ruptura de la pared delgada del taquete al girar el tornillo en comparación con las cuerdas con cantos afilados.

La delgadez de la pared del taquete de plástico provoca además que la aplicación de las fuerzas del tornillo del durmiente sea directamente al concreto, lo que en especial en el caso de golpes o componentes de fuerza transversales (aplicados por la rueda del tren al sistema de fijación a través de los rieles) conduce a picos de tensión extremos en el concreto. Además cuando se ha determinado la existencia de un daño, el desatornillado de tal taquete de" plástico de pared delgada solo es posible condicionalmente porque el taquete sustituto debe tener una medida de cuerda exterior menor, para poder ser atornillado en la "cuerda de concreto" (formada al desatornillar el taquete dañado). Sin embargo una reducción adicional del grosor de pared produce un claro debilitamiento del taquete de plástico, de tal forma que la sustitución no puede ofrecer una seguridad duradera.

Una segunda combinación tornillo-taquete consiste de un tornillo de durmiente comercial con cuerda en punta y un taquete de plástico con una cuerda interna exclusivamente para los tornillos con cuerdas afiladas. Los taquetes de plástico que se utilizan son ciertamente de pared gruesa, sin embargo durante el atornillado del tornillo del durmiente requieren un cuidado especial para producir el curso de 1-a cuerda del taquete. Si esto no sucede, el tornillo del durmiente en el taquete de plástico además del curso de la cuerda predeterminado producido por la cuerda en punta, puede formar otra cuerda, lo que conduce a un debilitamiento del taquete de plástico y a largo plazo a la destrucción del mismo .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Esta tarea se resuelve de acuerdo con la invención porque dentro de la sección del vástago en la zona de transición hacia la cuerda interna presenta un recorte que se extiende en espiral sobre al menos una periferia parcial sobre una longitud parcial de la sección de vástago, reduciendo el diámetro interno. Este recorte que en el caso de una longitud de la sección de vástago de 40 cm, mide aproximadamente 15 cm de largo, constriñe un poco la entrada de un tornillo del durmiente y hace posible un centrado previo del tornillo del durmiente, antes de que su cuerda entre en la cuerda interna del taquete. La conformación espiral del recorte que se adapta a la forma de la cuerda a la que se conecta hace posible que el tornillo del durmiente además del curso de la cuerda predeterminada, no pueda formar otra nueva cuerda. Sobre todo en el caso de uso de tornillos con cuerdas afiladas se evita el peligro de dañar el taquete al colocar de forma errónea el tornillo del durmiente. No se puede presentar que un tornillo con cuerda en punta forme una nueva cuerda que haría necesario desatornillar y recolocar el tornillo del durmiente.

El taquete de plástico de acuerdo con la invención por lo tanto es adecuado para tornillos de durmientes con cuerdas afiladas y para tornillos de durmientes con cuerdas redondeadas. - Durante el evitable cambio de. tornillos mientras tiene lugar la construcción del andén, esos dos tipos de tornillos se encuentran frecuentemente en varias decenas de miles de unidades en los almacenes de las empresas constructoras de andenes y en las empresas ferroviarias, no puede dañarse el taquete y el montaje puede realizarse sin modificaciones .

Una propuesta ventajosa de la invención provee que los flancos delanteros en la dirección de entrada de la cuerda interna del taquete y sus flancos rezagados presentan diferentes ángulos de pendiente y en la base de la cuerda presentan diferentes radios. Así puede optimizarse la ß geometría de la cuerda para la recepción de los tornillos del durmiente con cuerdas redondas y afiladas con una misma resistencia y fuerza de tensión. Los ángulos de pendiente de los flancos delanteros y posteriores que producen esta optimización pueden ascender a 70° o 45° y presentar los radios de transición de 1 mm o 1.5 rara.

Una modalidad preferida de la invención prevé que la sección de vástago esté formada con un perfilado exterior en forma de cuerda. Mediante este perfilado adicional de la cuerda externa ya existente, que se realiza entre la corona del taque, si existe, y el recorte espiral que define la geometría de introducción con centrado previo, como lo han demostrado múltiples pruebas, se asegura que también en el caso de una muy elevada torsión durante la introducción, se evita un movimiento de extracción y el taquete puede aun ser desatornillado. Ya que a pesar de que la norma indica 250 Nm, en la práctica debido a las máquinas atornilladoras mal ajustadas se presentan valores de aproximadamente 900 a 1000 NM, con lo cual la sección del vástago se estira hacia arriba y la corona del taquete es extraída algunos décimos de milímetro por encima del durmiente de concreto.

Cuando preferentemente los cursos de la cuerda exterior del taquete de plástico están formados con forma de dientes de sierra, con un ángulo de inclinación plano que disminuye desde la corona de la cuerda en la dirección de introducción y con una pendiente igual o mayor, por ejemplo un ángulo de inclinación de 18°, y una pendiente de aproximadamente 12.5 mm, contribuye a la distribución de tensiones y con esto la prevención de las fisuras radiales en el durmiente de concreto, con lo cual, se puede evitar el estallido de los durmientes a lo largo de la dirección de los refuerzos de acero. Mediante la forma de los dientes de sierra se mantiene lo más reducido posible el efecto de. expansión. Además para los flancos superiores rezagados de la cuerda exterior puede obtenerse un ángulo más pronunciado. Al ejercer una fuerza de tracción el taquete se apoya solo en una sección corta del contorno de la cuerda. Una mayor parte de la sección de apoyo, esto es los flancos superiores de la cuerda exterior, se realiza con un ángulo más pronunciado.

Una modalidad preferida de la invención prevé que el cuerpo de taquete presente un gran grosor con una proporción del diámetro de núcleo de la cuerda interna al diámetro exterior de < 0.67, presentando preferentemente un diámetro de núcleo de 15 a 20 mm y un diámetro externo de 30 a 35 mm. El grosor de la pared de taquete claramente mayor en comparación de los taquetes utilizados habitualmente en el campo ferroviario hace posible grandes superficies de transferencia de fuerza y conduce asi a que las tensiones se reduzcan en todo el sistema de fijación de rieles. Se ha encontrado que son especialmente adecuados los diámetros de núcleo de 17 a 18 mm y un diámetro exterior de 31 a 32 mm, esto es el grosor de pare restante se mueve en este ejemplo de realización entre 13 y 15 mm.

Otras modalidades ventajosas de la invención prevén que las cuerdas internas presenten una pendiente diferente a la que presenta la cuerda del tornillo del durmiente, opcionalmente con cuando menos una pendiente diferente a las otras pendientes. Además entre el tornillo del durmiente y el taquete está provista una pendiente diferente o cuando menos una modificación en la pendiente de la cuerda interna del taquete o de la cuerda externa del taquete, puede concentrarse la aplicación de la fuerza principal en la sección inferior del taquete. Esto contribuye a una mejor situación de carga para el durmiente de concreto y reduce el peligro de la formación de una fisura en la sección de la corona del taquete.

De acuerdo con una propuesta de la invención, la longitud total del taquete desde la corona hasta la salida asciende al menos a 135 a 140 mm. Se trata aquí de una medida comercial, proponiendo la invención alargar el taquete por encima de esa medida comercial, para alargar la aplicación de fuerza en una sección no critica del durmiente de concreto.

Otra modalidad preferida de la invención prevé, que la corona del taquete está formada cónica en la dirección de introducción. Tal cono, aproximadamente de 8o, de la corona del taquete es especialmente efectivo cuando el taquete se coloca en el molde de colada mediante un soporte de taquete durante el colado del durmiente de concreto. Pues entonces se evita que el agua superficial del concreto muy fluida (mezcla) penetre en el taquete. De hecho puede alcanzarse un efecto hermetizante . Cuando el taquete finalmente se atornilla fijamente en el durmiente, el canto exterior de la corona del taquete producido por inyección de un material elástico funciona como un labio hermetizante.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Otras características y particularidades de la invención se dan en las reivindicaciones y la siguiente descripción de los ejemplos de realización representados en la invención. En los cuales La figura 1 muestra una vista superior en corte de un andén para fijar un riel sobre un durmiente de concreto; La figura 2 muestra un corte a lo largo de la línea II-II de la figura 1 ; La figura 3 muestra un corte longitudinal, en perspectiva de un- tornillo de durmiente con una cuerda en punta, que está atornillado en un taquete de plástico para cuerdas afiladas que pertenece al estado de la técnica; La figura 4 muestra un corte longitudinal en perspectiva de un tornillo de durmiente habitual con una cuerda redonda, que está atornillado a un taquete de plástico para cuerdas redondas que pertenece al estado de la técnica; La figura 5 muestra una vista longitudinal de una primera modalidad de un taquete roscado de plástico con una geometría de atornillado optimizada para usarse tanto con tornillos de durmientes con cuerdas redondas como también con cuerdas afiladas; La figura 6 muestra el taquete roscado de plástico de la figura 4 en un corte longitudinal; La figura 7 muestra una característica agrandada de la sección extrema delantera del taquete que en la figura 6 se encuentra encerrada en un círculo punteado; La figura 8 muestra una vista longitudinal de otra modalidad de un taquete roscado de plástico para usarse con tornillos de durmientes con roscas redondas y con oreas afiladas .

La figura 9 muestra un taquete roscado de plástico de la figura 8 con una vista longitudinal en perspectiva; La figura 10 muestra un corte a lo largo de la linea X-X de la figura 8; La figura 11 muestra una característica agrandada de la sección superior del taquete encerrado en un circulo punteado en la figura 10; y La figura 12 muestra una representación agrandada de la sección de taquete delantera encerrada en un círculo punteado en la figura 10.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la figura 1 y 2 se representa un sistema de fijación de rieles común, en el cual un contrarriel 2 colocado sobre un durmiente de concreto 1 se fija mediante abrazaderas 3 y tornillos de durmiente 4, que con la colocación intermedia de placas guía angulares 5 se atornillan a través del bucle intermedio de las mordazas en el taque roscado de plástico del durmiente de concreto.

Para esto pueden utilizarse tornillos de durmientes de cuerda en punta 4a (ver figura 3) o tornillos de durmientes de cuerda redonda 4b (ver figura 4), a los cuales están asociados taquetes roscados de plástico con cuerda en punta 6a o taquetes roscados de plástico con cuerda redonda 6b. Los taquetes roscados de plástico 6 o 6a, 6b poseen un cuerpo de taquete esencialmente cilindrico, que del lado superior presentan una sección de vástago 7 eventualmente con una corona de taquete 8 (ver la figura 4), y como continuación del mismo de un lado presenta una cuerda externa 9 en forma de dientes de sierra y del otro lado una cuerda interna 10.

En ambas modalidades de un taquete roscado de plástico 6, mostradas en las figuras 5 a 7 o 8 a 12, el cuerpo del taquete está formado con una pared muy delgada, de tal forma que puede deformarse plásticamente en el durmiente de concreto 1. La proporción del diámetro de núcleo Di de la cuerda interna 9 al diámetro exterior Da del cuerpo de taquete es </0.67 (ver figura 12) . Los filetes de cuerda 9a de la cuerda externa 9 tienen forma de diente de sierre y con un a dirección de atornillado 11 que desciende desde la corona de la cuerda 9b (ver la flecha en las figuras 5, asi como 8 y 9) , presenta un ángulo de inclinación plano 12 de aproximadamente 18° y con la misma pendiente P de aproximadamente 12. 5 m de los flancos delanteros inferiores (ver las figuras 7 y 12), mientras que los flancos superiores están realizados con un ángulo bastante inclinado.

La sección de vástago 7 en ambas variantes de taquetes con un recorte 13 que se extiende de forma espiral se transforma en la cuerda interior 10, con lo cual el diámetro interno de la sección de vástago 7 a través de una longitud parcial, por ejemplo de 15 mm en el caso de una longitud de vástago de 40 mm, experimenta una reducción de diámetro, de tal forma que el recorte espiral equivale a un centrado de introducción de la propia cuerda interna. El tornillo del durmiente 4 se introduce y se coloca o dirige antes la cuerda interna 10 de tal forma que un tornillo de durmiente con cuerda en punta 4a n puede formar una cuerda propia.

Además de la geometría de atornillado optimizada para evitar las fallas de atornillado en el caso de tornillos de durmientes con cuerdas en punta, los taquetes roscados de plástico 6 además también una cuerda interna 10 con geometría dentadas optimizadas. Los flancos delanteros en la dirección de atornillado 11 presentan un ángulo de pendiente ß de aproximadamente 70° y los flancos posteriores presentan un ángulo de pendiente a de aproximadamente 45° (ver las figuras 7 y 12). En la base de la cuerda las transiciones de la cuerda interna 10 van de los flancos delanteros a los flancos posteriores con diferentes radios Rl o R1.5, esto es de 1 mm y 1.5 mm. Como se muestra en la figura 7, las coronas roscadas 9b de los filetes de cuerda 9a de la cuerda exterior 9 con forma de diente de sierra y colocados concéntricamente están formados con diferentes radios de transición R2 (2 mm) y Rl (1 mm) .

La realización del taquete roscado de plástico 6 de las figuras 8 a 12 es diferente de aquel de las figuras 5 a 7, en que la sección de vástago 7 además presenta un perfil exterior 14 en forma de cuerda con una pendiente P mayor de aproximadamente 12.5 mm y la corona del taquete 9 en la dirección de introducción 11 tiene una forma cónica con un ángulo de cono 15 de aproximadamente 8° ver la figura 11) . Lista de números de referencia 1 Durmiente de concreto 2 Contrarriel 3 Abrazadera 4 Tornillo de duermiente 4a Tornillo de durmiente con cuerda en punta 4b Tornillo de durmiente con cuerda redonda 5 Placa guia angular 6 Taquete roscado de plástico 6a Taquete roscado de plástico con cuerda en punta 6b Taquete roscado de plástico con cuerda redonda 7 Sección de vástago 8 Corona del taquete 9 Cuerda exterior 9a Filete de la cuerda 9b corona de la rosca 10 Rosca interna 11 Dirección de introducción 12 Angulo de inclinación 13 Recorte espiral 14 Perfil exterior roscado 15 Ángulo de cono Di Diámetro del núcleo de la cuerda interna Da Diámetro exterior del cuerpo de taquete P Pendiente Rl Radio de redondeo R1.5 Radio de redondeo R2 Radio de redondeo CÍ Ángulo de la pendiente (flanco posterior) ß Ángulo de la pendiente (flanco delantero)

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un taquete roscado de plástico (6) para fijar un riel (2) sobre un durmiente (1), en especial un durmiente de concreto, con un cuerpo de taquete esencialmente cilindrico, que del lado superior presenta una sección de vástago (7) que se une a la corona del taquete (8) y como continuación de esta presenta una cuerda externa (9), con la cual puede atornillarse y desatornillarse del durmiente (1) , y abajo de la sección del vástago (7) presenta una cuerda interna (10) para recibir un tornillo del durmiente (4; 4a, 4b), caracterizado porque la sección de vástago (7) adentro en la zona de transición a la cuerda interna (10) presenta un recorte (13) que se extiende en espiral sobre al menos una periferia parcial sobre una longitud parcial de la sección de vástago (7) , reduciendo el diámetro interno.

2. El taquete roscado de plástico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los flancos delanteros en la dirección de entrada de la cuerda interna (10) del taquete (6) y sus flancos rezagados presentan diferentes ángulos de pendiente (a, ß) y en la base de la cuerda presentan diferentes radios (Rl, R15) .

3. El taquete roscado de plástico de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la sección de vástago (7) está formado con un perfilado exterior (14) en forma de cuerda.

4. El taquete roscado de plástico de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los filetes de la cuerda (9a) de su cuerda exterior (9) están formados con forma de dientes de sierra, con un ángulo de inclinación (12) plano que disminuye desde la corona de la cuerda (9b) en la dirección de introducción (11) y con una pendiente (P) igual o mayor que los flancos inferiores delanteros y un ángulo más inclinado de sus flancos superiores rezagados.

5. El taquete roscado de plástico de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuerpo de taquete presente un gran grosor con una proporción del diámetro de núcleo (Di) de la cuerda interna (10) al diámetro exterior (Da) de < 0.67, presentando preferentemente un diámetro de núcleo (Di) de 15 a 20 mm y un diámetro externo (Da) de 30 a 35 mm.

6. El taquete roscado de plástico de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la cuerda interna (10) presenta una pendiente diferente a la que presenta la cuerda del tornillo del durmiente (4; 4a, 4b).

7. El taquete roscado de plástico de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque con la cuerda interna (10) está formada con cuando menos una pendiente diferente a las otras pendientes.

8. El taquete roscado de plástico de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque su longitud total asciende al menos a 135 a 140 im.

9. El taquete roscado de plástico de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la corona del taquete (8) está formada cónica en la dirección de introducción (11).