RIEL DE FERROCARRIL O TRANVÍA Y SISTEMA DE FIJACIÓN DE RIEL •
5 CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un sistema de sujeción de riel para ferrocarril o tranvía, el cual incluye un riel y una cubierta para sostener un riel para ferrocarril o para tranvía. De conformidad con un aspecto de la presente invención, se
10 proporciona un sistema de fijación de riel para ferrocarril o tranvía, el cual comprende una cubierta y un relleno flexible dentro de la cubierta para sostener un riel para ferrocarril o tranvía con un cabezal, una estructura y una región de base; la cubierta tiene un perfil interno en forma de un canal abierto para recibir el riel,
15 caracterizado porque el perfil interno de la cubierta, en su lado abierto, superior y en su lado de base, inferior tiene la forma para sostener firmemente a través del relleno, las regiones de cabeza y base, respectivamente del riel. El perfil interno de la cubierta entre su base y su lado abierto,
20 es, de preferencia, estrecho de modo que pueda formar un retén o punto de presión a través del cual la región de base del riel tiene que pasar al insertar el riel dentro de la cubierta para retener el riel. De conformidad con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de fijación de riel para
25 ferrocarril o tranvía, el cual comprende una cubierta y un relleno flexible dentro de la cubierta para sostener un riel para ferrocarril o tranvía de forma esencialmente simétrica, con las porciones de cabeza y base unidas por una porción intermedia de mayor perímetro, caracterizado porque la cubierta tiene un perfil interno en forma de canal abierto para recibir el riel y el perfil interno de la cubierta intermedia en su lado abierto, superior y en su lado de base, inferior tiene la forma para sostener firmemente a través del relleno, la porción intermedia del riel. El relleno puede ser de un material firme y fuerte, pero flexible, como un material elastomérico. El relleno puede estar unido a la cubierta y/o al riel o puede estar provisto como una hoja para forzarse dentro de la cubierta al insertar el riel o puede ser vaciado, colado o rociado dentro del espacio entre la cubierta y el riel. El perfil interno de la cubierta puede ser recto o curvo en la dirección longitudinal de la misma para coincidir con la rectitud o curvatura vertical respectivamente, del riel a ser sostenido en la cubierta. El perfil interno de la cubierta puede'tener un perfil previo para coincidir con la rectitud o curvatura longitudinal dada del riel a ser sostenido en la cubierta. Este perfil previo puede lograrse al aplicar fuerzas de doblado en la cubierta, las cuales se pueden aplicar dentro del perfil interno y/o contra el exterior de la cubierta. De preferencia, el material de la cubierta es más rígido que el material elastomérico dentro de la misma, y puede ser de un material laminado o extruido por estirado, extruido, moldeado o colado, por ejemplo de concreto de polímero, metal en hojas, resina de fraguado térmico de reforzada con fibra o de termoplásticos reforzados con fibra. El riel en sí se puede utilizar para proporcionar el soporte y las fuerzas de doblado requeridos por la cubierta. De manera alternativa, los formadores individuales, por ejemplo, longitudes cortas de riel o material con perfil de riel, se pueden ubicar dentro y/o fuera de la cubierta para proporcionar las fuerzas y la alineación de doblado requeridas durante la instalación. De preferencia, la cubierta se coloca y/o ajusta en una cama de soporte o losa de por ejemplo, concreto o asfalto. Un riel para ferrocarril o tranvía también comprende dos cubiertas como ésta ubicadas lado a lado y se puede formar como una construcción unificada de losa. De manera alternativa, las dos cubiertas pueden tener una pieza de travesano entre ellas. De conformidad con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de fijación de riel para ferrocarril o tranvía, el cual incluye por lo menos una cubierta con un relleno flexible, la o cada cubierta es esencialmente como se define de acuerdo con el primer o segundo aspectos de la invención y la o cada cubierta tiene un riel sostenido firmemente dentro de ella por la combinación del relleno y la cubierta. El riel puede ser esencialmente simétrico en su sección transversal, de modo que cuando su cabeza se desgasta, el riel puede retirarse desde la cubierta, invertirse y reemplazarse en la cubierta para proporcionar una segunda cabeza para uso. Los dos rieles de una vía también se pueden cambiar uno por otro. De conformidad con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un método para colocar un riel para ferrocarril o tranvía que utiliza una cubierta con relleno flexible esencialmente como se define de acuerdo con el primer o segundo aspectos de la invención y que provoca que el riel sea sostenido firmemente dentro de la misma, el riel se sostiene en forma segura en su posición por la combinación del relleno y la cubierta. De conformidad con un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona un riel para ferrocarril o tranvía, el riel tiene un perfil longitudinal, el cual incluye una porción pandeada cuando es observada en sección transversal, la porción pandeada actúa como un retén cuando se inserta dentro de un sistema de fijación circundante, esencialmente como se define de acuerdo con el primer o segundo aspectos de la invención, para sostener el riel en su lugar. La porción pandeada puede estar en las regiones intermedias superior o inferior del riel o la porción pandeada puede estar en una región superior y/o región inferior del riel. Esto permite la facilidad del reemplazo del riel con una mínima interrupción en el resto del sistema. La sección transversal total del riel puede ser esencialmente rectangular y los lados del riel posiblemente pueden estar provistos no solamente con una porción pandeada, sino con dos o tres porciones pandeadas, extendidas desde la cabeza del riel hacia su base, de modo que puedan proporcionar una formación de costilla a lo largo de los lados del riel. Con esta configuración, se produce efectivamente un riel sin estructura y/o sin pie, lo cual permite una mayor tolerancia de desgaste lateral y por lo tanto cambios menos frecuentes de rieles, mientras que reduce la sensibilidad a la corrosión y las fuerzas dentro del riel. Esta sección transversal comparativamente más sencilla sin estructura, permite pruebas ultrasónicas de riel completo en una manera satisfactoria y no solamente de la cabeza del riel como en la actualidad. Se tiene el propósito de evitar retrasos en la revisión al identificar fallas antes de que provoquen un retraso imprevisto. La sección transversal también tiene el propósito de reducir la sensibilidad inherente o los defectos generados por la carga o los defectos de fabricación como inclusiones o fracturas. Además, la cabeza comparativamente más amplia proporciona una mayor área de soporte para la rueda y la sección transversal sin estructura, más amplia, y por lo tanto es más sólida y permite deslizar las juntas de expansión para ser más robusta. Finalmente, es bien conocido que el ruido se genera por el paso de los ferrocarriles sobre los rieles estructurados y con la sección transversal propuesta, se espera que el riel sin estructura reduzca de manera importante la generación de ruido. En todos los casos, si se requiere, la cubierta puede estar dividida en la región de base para permitir la inserción por debajo de un riel existente. En otro diseño, por lo menos un sello en forma de una tira elastomérica puede estar soldada entre la cubierta y el riel en una región en donde no existe el relleno, a fin de proporcionar mayor soporte al riel. Para obtener una mayor comprensión de la invención y para demostrar la forma en la que la misma se puede llevar a cabo para sus efectos, a manera de ejemplo, se hará referencia ahora a los dibujos acompañantes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en sección de diagrama de un sistema de fijación para ferrocarril o tranvía; la Figura 2 es una vista similar a la Figura 1, que muestra una cubierta con su relleno de conformidad con el segundo aspecto de la invención definido antes; la Figura 3 es una vista en sección de diagrama de otro perfil que puede tener la cubierta para acomodar un riel con reborde modificado; las Figuras 4, 5 y 6 son vistas en sección de diagrama que ilustran tres posibles medidas para el suministro y fabricación del sistema; y la Figura 7 es una vista en sección de diagrama de un perfil preferido de riel a ser recibido dentro de la cubierta de la Figura 2; y las Figuras 8 y 9 son vistas similares a la Figura 2 que muestran otros dos posibles perfiles de riel y cubierta.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra, a manera de ejemplo, un riel 1 para ferrocarril sostenido en una cubierta 2 ajustada en una cama o losa 3 de concreto. La cubierta 2 tiene un perfil interno en forma de canal abierto para recibir el riel 1 y el perfil interno en el lado abierto, superior de la cubierta y en su lado base, inferior tiene la forma para sostener firmemente a través del intermediario de un relleno 4 flexible la cabeza 1A y la región 1B base del riel 1. El perfil interno de la cubierta 2 entre su base y su lado abierto está estrecho de modo que, el perfil interno del relleno flexible en 5 forma un punto de presión, a través del cual la base 1B tiene que pasar por la inserción del riel 1 dentro de la cubierta 2. Este medio de estrechamiento significa que el riel 1 debe estar bombeado en forma efectiva dentro de la cubierta como un tipo de acción de presión/efecto de retén. El retiro del riel para su reemplazo o inversión requiere una acción de ajuste a presión de resorte similar para ser sobrepasado. Como se muestra en la Figura 1, el riel 1 es esencialmente simétrico para permitir la inversión. Se debe notar que una pared 2A está más baja que la otra pared 2B para permitir el paso del reborde de una rueda de un vehículo con rieles, mientras que mantiene el soporte para la cabeza 1A del riel en ambos lados. El perfil longitudinal de la cubierta 2 está arreglado para seguir el perfil longitudinal del riel a ser colocado en el mismo, ya sea que el riel sea recto o curvo en los planos horizontal y/o vertical. El perfil requerido de la cubierta 2 se puede lograr en una variedad de formas. Por ejemplo, la cubierta 2 que contiene su capa de relleno 4 puede ser tomado y ajustado con la curva correcta (lo cual, no se puede llevar a cabo en el caso de una vía con rieles paralelos) al utilizar insertos en la forma de longitudes cortas de riel o madera, por ejemplo, del mismo perfil que el riel final. Los insertos como las piezas simuladas de rieles pueden tener varillas conectadas con ellos para que los insertos puedan ser torcidos, por ejemplo, para lograr la curvatura deseada de la cubierta y se pueden elevar o descender para la alineación vertical u horizontal. Por lo tanto, el material de la cubierta 2 se puede torcer y el material circundante de concreto se vacío y se le permite fraguar, lo que mantiene la cubierta en su perfil formado de alineación. Las protuberancias 6 pueden estar provistas para asegurar la unión de la cubierta con el concreto, de modo que la cubierta 2 se pueda agarrar externamente mediante pinzas de elevación temporal (no mostradas), las cuales se acoplan con las protuberancias 6 para que la cubierta con perfil previo se pueda mover hacia la ubicación en donde va a ser incorporada en el concreto. Para mejorar la unión de la cubierta con el concreto circundante y/o la cubierta con el relleno elastomérico, las superficies de la cubierta pueden estar provistas con una textura áspera. Otra posibilidad sería aplicar fuerzas externas de doblado en la cubierta 2 para lograr el perfil requerido y el nivel de canto, en cuyo caso el relleno 4 puede proporcionarse más tarde en la cubierta. Este sistema se presta para la formación de vías formadas por deslizamiento, in situ, o vías de losas precoladas, en donde por ejemplo las losas de concreto de cinco metros de largo se fabrican e incorporan cubiertas 2 paralelas, que después se llevan hacia el sitio y los rieles se insertan después de la instalación de las losas. Los rieles podrían insertarse en el punto de fabricación si se toma une medida de economía para su transportación. En el sitio, los rieles se pueden soldar juntos, se pueden utilizar barras de trabazón u otras juntas para unir las losas precoladas en forma precisa y se pueden hacer barrenos de enlechado o barrenos para "tubos a puño" en la losa para proporcionar un ajuste de alineación vertical durante la instalación y/u operación. Para el reemplazo de una vía de ferrocarril, en donde la vía embalastada presente está en su lugar, en donde existe por ejemplo una profundidad de 600 mm de balasto, los 300 mm superiores del balasto se pueden sacar y se pueden reciclar, incluso con los durmientes de concreto triturados para proporcionar concreto para formar la vía de losa o para formar una cama firme y la vía de losa como se describe antes, podría ser colocada sobre el concreto triturado. Las regiones 7 en la Figura 1 en cualquier lado de la estructura del riel pueden ser parte de un riel sólido de acero o pueden ?6 rellenarse con hule u otro material polimérico que se puede, aunque no necesariamente unirse al riel y/o a la cubierta. Se deberá apreciar que con el presente sistema, el riel es físicamente oprimido dentro de la cubierta y se bombea en su lugar, mientras que la cabeza 1A queda sostenida y el mismo tiempo, la elasticidad ofrecida por el riel se mantiene en su base 1B, en donde existe una región base uniforme y constante que está sostenida en forma elástica por la cubierta en sí. El espesor del material elastomérico puede controlarse para proporcionar la correcta elasticidad en todas las ubicaciones, mientras que mantiene mínimos los costos del material flexible. Las cubiertas 2 de una vía forman barreras para la conexión eléctrica inadecuadas entre los rieles y se puede proporcionar una buena superficie áspera y un entrelazado mecánico en donde sea apropiado, para asegurar una buena unión concreto/cubierta y cubierta/material elastómerico. La Figura 2 ilustra una variación en el perfil de la cubierta 2 y el relleno 4 para recibir un riel reversible en la forma mostrada en la Figura 7, el cual tiene regiones de cabeza y base 1A y 1B idénticas unidas por una porción 1C intermedia pandeada. De conformidad con esto, las porciones 2A y 4A de la cubierta y el relleno, respectivamente, intermedias al extremo abierto y el lado base inferior de la cubierta están pandeadas o abocinadas en forma correspondiente. El riel de la Figura 7 es por lo tanto ajustado a presión en su posición, la porción 1C pandeada central ha soorepasado la fijación de la entrada a la cubierta por su extremo abierto. El presente riel, ilustrado en la Figura 2, es de la misma forma a la mostrada en la Figura 1, para ilustrar el punto que ambos perfiles de riel puede aceptar por este perfil particular de cubierta y relleno con el riel todavía sostenido en forma satisfactoria firmemente en su lugar. La Figura 3 ilustra una forma diferente de cubierta con su relleno de material elastomérico y con la forma para acomodar un riel con reborde con el reborde y la estructura ilustrados en 1B y 1C. Debido a que la cubierta y su polímero proporcionan un soporte y elasticidad adecuada al riel a lo largo de todo el lado inferior del reborde 1B, el reborde no es tan ancho como normalmente sería en el caso de un riel convencional para ferrocarril soportado únicamente sobre durmientes. La Figura 4 ilustra en forma de diagrama la forma de fabricación del sistema y su suministro hasta el sitio listo para ser ajustado. Aquí, la cubierta 2 está suministrada con su relleno 4 con el riel ya encerrado. La Figura 5 ilustra el riel 1 con la capa de relleno 4 ya unido al mismo. En este caso, la cubierta 1 ya está colada en su base de concreto o losa y el riel con su recubrimiento de relleno es forzado dentro de la cubierta alineada previamente. La Figura 6 muestra que el relleno 4 se puede unir inicialmente al perfil interno de la cubierta 2 y después puede suministrarse hasta el sitio para la subsecuente inserción en el riel.
Con referencia a la Figura 7, el perfil del riel ilustrado en la misma, también puede ser el perfil utilizado a lo largo con las cubiertas, con las variaciones ilustradas en las Figuras 4, 5 y 6. En la práctica la cubierta 2 se puede ajustar en el concreto mediante una alineación previa como se describe antes, con el concreto vaciado sobre la cubierta o el concreto se puede vaciar y la cubierta puede ser insertada por vibración dentro del mismo. El relleno 4 se puede vaciar o de otra forma recubrirse o unirse a la cubierta y/o riel o puede estar en la forma de, por ejemplo, una hoja de hule que se puede arreglar para acoplarse con el lado abierto de la cubierta y puede ser forzada dentro de la cubierta en el momento de la inserción del riel. Las Figuras 8 y 9 ¡lustran perfiles de riel que se despliegan desde la sección transversal del riel ilustrado en la Figura 7. Se debe hacer notar que ambas formas, entre más asentadas, la forma del riel mostrado en la Figura 8 y la forma de riel mostrada en la Figura 9, están provistas con configuraciones con costillas a lo largo de sus lados, dentro de las cuales se pueden ajustar uno o más empaques o sellos 8 elastoméricos con perfil previo, con el fin de proporcionar mayor soporte al riel. El método de ensamble en este caso puede seguir los pasos de proporcionar la cubierta 2, vaciar el relleno 4 elastomérico de base dentro de la base de la cubierta 2, vaciar/forzar el riel 1 dentro del relleno 4 e insertar los sellos 8, primero al insertar un sello 8 con perfil previo en un lado del riel, después jalar el riel hacia ambos lados para comprimir el sello 8, de modo que proporcione un espacio para la inserción del segundo sello 8 y finalmente liberar el riel que después logra la posición deseada. El presente sistema tiene los beneficios de fácil instalación y fácil reemplazo sin ajustes flojos, el cual requiere de una rápida inspección comparada con la vía para ferrocarril convencionales. Tiene un mejor desempeño, no solamente al mantener firme la cabeza del riel, sino también al mantener la elasticidad vertical requerida hacia arriba, hacia abajo y lateralmente, reduce la contaminación de ruido y mejora la seguridad. Permite un encarrilado automático en el caso de descarrilado, inspección nominal, mantenimiento o fallas para reducir los retrasos de tráfico. El riel reversible tiene los beneficios de ahorros en costo, tiempo y material. Con respecto al relleno 4 elastomérico, su espesor puede controlarse para proporcionar una correcta flexibilidad vertical y lateral en todas las ubicaciones, mientras que mantiene al mínimo los costos de material y la cubierta proporciona una barrera para el concreto altamente alcalino, que servirá para proteger el material elastomérico durante su embarque y manipulación y también proporciona protección contra las fuerzas requeridas para alinear el riel, por ejemplo, cuando el sistema sea agarrado al utilizar la cubierta, la cual de acuerdo con esto, evita el agarre o compresión del relleno 4 elastomérico. El sistema completo con sus diferentes formas también se puede utilizar para rieles de tranvía.
REIVINDICACIONES 1. Un sistema de fijación de riel para ferrocarril o tranvía, el cual comprende una cubierta y un relleno flexible dentro de la cubierta, para sostener el riel para ferrocarril o tranvía, que tiene una región cabeza, una de estructura y una de base; la cubierta tiene un perfil interno en forma de canal abierto para recibir el riel; caracterizado porque el perfil interno de la cubierta tiene en su lado abierto superior y en su lado de base, inferior una forma para sostener firmemente, a través del relleno, la cabeza y la región de base, respectivamente, del riel. 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde el perfil interno de la cubierta entre su base y el lado abierto, está estrechado para formar un retén o un punto de presión a través del cual, la región de base del riel tiene que pasar mediante la inserción del riel dentro de la cubierta para retener el riel. 3. Un sistema de fijación de riel para ferrocarril o tranvía, el cual comprende una cubierta y un relleno flexible dentro de la cubierta para sostener el riel para ferrocarril o tranvía de esencialmente formas simétricas, con porciones de cabeza y base unidas por una porción intermedia de mayor perímetro; caracterizado porque la cubierta tiene un perfil interno en forma de canal abierto para recibir ei riel y el perfil interno de la cubierta está intermedio en su lado abierto superior y su lado de base inferior tiene la forma para sostener firmemente a través del relleno, la porción intermedia del riel.
4.. Un sistema de conformidad con las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en donde el relleno es un material elastomérico. 5. Un sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el relleno está unido a la cubierta y/o el riel. 6. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4, en donde el relleno es un material laminado. 7. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el perfil interno de la cubierta tiene un perfil previo para coincidir con la rectitud longitudinal o curvatura dada del riel a ser sostenido en la cubierta. 8. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material de la cubierta es más rígido que el relleno y se ha formado a partir de un material laminado, por estirado por extrusión, extrusión, moldeo o colado. 9. Un sistema de fijación de riel para ferrocarril o tranvía, el cual incluye por lo menos una cubierta con relleno flexible, la o cada cubierta está formada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores y la o cada cubierta tiene un riel sostenido firmemente dentro de ella por la combinación de relleno y cubierta. 10. Un sistema de conformidad con la reivindicación 9, en donde el riel es esencialmente simétrico en su sección transversal. 11. Un método para colocar un riel para ferrocarril o tranvía que utiliza una cubierta con relleno flexible, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que provoca que el riel quede sostenido firmemente dentro de la misma, el riel está sostenido en forma segura en su posición mediante la combinación de relleno y cubierta. 12. Un método de conformidad con la reivindicación 11, que además comprende insertar por lo menos un sello con perfil previo, elastomérico entre el riel y la cubierta en una región en donde no hay relleno. 13. Un riel para ferrocarril o tranvía, el riel tiene un perfil longitudinal que incluye una porción pandeada cuando se observa en sección transversal, la porción pandeada actúa como un retén cuando se inserta dentro de un sistema de fijación circundante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 10, para sostener el riel en su lugar. 14. Un riel de conformidad con la reivindicación 13, en donde la porción pandeada está en las regiones intermedias superior e inferior del riel o en la región inferior y/o superior del riel. 15. Un riel de conformidad con las reivindicaciones 13 ó 14, que es esencialmente rectangular en sección transversal.