PT692571E - Conjunto de pinos de ancoragem para fixacao de calhas a dormentes de concreto - Google Patents

Description

1 DESCRIÇÃO "CONJUNTO DE PINOS DE ANCORAGEM PARA FIXAÇÃO DE CALHAS A DORMENTES DE CONCRETO"

Fundamentos da Invenção 1. Campo da Invenção A presente invenção refere-se, genericamente, a fixadores para carris e mais particularmente, mas não a titulo de limitação, a um conjunto de fixação carril dormente, para fixar um carril a um dormente de concreto e transferir eficazmente as cargas aplicadas, do carril para o dormente. 2. Breve Descrição da Técnica Relacionada.

Os dormentes para via férrea de concreto pré-esforçado têm evoluído desde o início dos anos 40 até se tomarem num mecanismo comprovado para fixar uns aos outros carris de caminho de ferro, manter a bitola da via e transferir para o solo as cargas exercidas pelas rodas. O material de base desses dormentes é o concreto feito com cimento de Portland reforçado com arame de aço de alta resistência, os quais são pré-esforçados antes da moldagem, para se manter o concreto em compressão e assim evitar as rachaduras. O concreto de alta resistência usado (55 MPa (8 000 por polegada quadrada) [cerca de 56,08 Kg por cm2] ou mais de resistência final à compressão) é um material rígido e quebradiço. Os fixadores metálicos, destinados a prender o carril de aço ao dormente de concreto, fazem parte do mecanismo usado para transferir as cargas aplicadas pelas rodas para o balastro.

No presente, são genericamente utilizados dois tipos de fixadores para prender carris a dormentes de concreto. O primeiro tipo de fixador é um dispositivo de fixação inferior positiva que pode tomar uma grande variedade de formas, como sejam parafusos ou cavilhas, usados em conjunto com qualquer forma de gancho com flanges para fixar a flange da base do carril em contacto com o dormente. Este tipo de fixador é rígido e 2 portanto com tendência a falhas devidas à fadiga quando em serviço, e por isso . generalizadamenle utilizado hoje em dia. O segundo tipo de fixador tem a forma de um fixador de mola, também utilizado para manter a flange do carril em contacto com o dormente, mas desenhado de modo a reduzir a fadiga, devida às forças aplieadas, por meio de flexão. No fixador do tipo de mola, dois ressaltos de ferro ou de aço são embutidos, durante a moldagem, no dormente de concreto, em cada uma das bases de carril e servem para manter os carris com a bitola correcta e para ancorar o gancho de mola que, por sua vez, retém em baixo a flange do carril. Estes ganchos de mola destinam-se a aplicar uma força vertical conhecida à flange do carril, a qual se destina a resistir à força de levantamento entre passagens de rodas e a transferir para o dormente, e através dele para o solo, as forças longitudinais devidas a mudanças de temperatura ou à aceleração/desaceleração dos comboios.

Em conjunto com o fixador, é instalada uma almofada elástica com aproximadamente 150 mm (seis polegadas) quadrados e 6 mm (um quarto de polegada) de espessura entre o carril e a parte superior do dormente, na base, para acomodar as diferenças de forma da superfície. Se a flange do carril assentasse directamente sobre a superfície de concreto, o aço em breve penetraria por desgaste no topo do concreto. Embora o dormente seja moldado num molde de aço, a superfície de assentamento não se conforma exactamente com o fundo da flange do carril, resultando daí um potencial de cargas de ponta e transferências irregulares de forças verticais.

Essas almofadas desempenham também duas funções adicionais. Em primeiro lugar, dado que o carril é apertado firmemente contra o dormente através dos ganchos de mola, a almofada, que possui um coeficiente de fricção mais elevado do que o do aço sobre aço, ajuda a transferir as forças longitudinais registadas ao longo do carril para o dormente e o balastro. Em segundo lugar e mais importante, as almofadas servem para atenuar as cargas de choque aplicadas ao carril por pontos planos, à passagem de rodas de aço. As cargas de choque devidas a porções planas das rodas podem ter duas a três vezes a amplitude de cargas normais de rodas, e ter uma duração muito curta, 3 tipicamente cerca de 15 milisegundos. Essas cargas de choque tendem a fractunm- o dormente de concreto se náo forem adequadamente atenuadas.

Tem surgido um grande número de problemas com o fixador de retenção positiva do tipo de mola. O primeiro problema é a retenção da almofada. A retenção da almofada refere-se à manutenção da almofada no seu lugar, por baixo do carril, entre a flange do carril e o dormente, quando o carril é flectido pela aplicação das cargas das rodas. Têm sido usadas diversas formas para tentar impedir a almofada de se deslocar, através da sua retenção mecânica. Isso apenas tem tido um sucesso moderado, especialmente em carris curvos, que são a principal localização para os dormentes de concreto nos Estados Unidos. Altemativamente, têm sido utilizadas almofadas de dureza variável. No entanto, as almofadas suficientemente elásticas para atenuar as cargas de choque tendem a deslocar-se de entre o carril e o dormente sob ciclos normais de passagem de rodas. Almofadas mais duras não atenuam satisfatoriamente os choques.

Outra solução para o movimento indesejado da almofada tem sido colar a almofada à superfície do dormente por meio de uma substância adesiva. Isso conserva a almofada no seu lugar, mas toma difícil a substituição, quando a superfície superior da almofada se desgasta. Além disso, a aplicação de uma substância adesiva, no campo, a uma superfície de dormente húmida e suja, apresenta problemas quanto à qualidade da aderência.

Outro problema encontrado com a utilização de almofadas de choque, tem sido a abrasão da base do carril. Poeira e pedrinhas do terreno tendem a introduzir-se entre as almofadas e a superfície do dormente de concreto. Aplicadores de areia nas rodas da locomotiva, usados para melhorar a tracção, também introduzem areia por baixo das almofadas. Quando a água fornecida pela chuva é aplicada a esta mistura, forma-se um composto abrasivo que actua, desgastando a superfície de concreto sob a carga das rodas que passam. As almofadas de assentamento coladas ajudam a aliviar este problema, mas possuem o mesmo inconveniente quanto à substituição em campo quando têm de ser substituídas. Foram tentadas com algum sucesso diversas 4 combinações de metal/almofada elástica para se acabar com a abrasão da base do carris, mas tendem a ser demasiado caras, particularmente quando aplicadas no local.

Finalmente, tem constituído um problema a elevação dos dormentes provocada pela elevação dos carris entre rodas. A elevação do dormente é inerente a todos os fixadores de fixação positiva, tanto do tipo de parafuso como do tipo de mola. A fim do fixador funcionar, a flange do carril deve ser mantida apertada firmemente contra a superfície do dormente. Uma vez que um carril é uma barra contínua assente sobre múltiplos suportes flexíveis, dobra-se para baixo sob a passagem das rodas e o carril, entre rodas, dobra-se para cima a partir da sua posição normal ou de repouso. A força de elevação do carril é, muitas vezes, maior do que o peso exercido sobre o conjunto carril/dormente. Por essa razão, com o fixador de posição positivo, o dormente também é levantado da superfície do leito da via, entre cada conjunto de rodas e depois empurrado de novo contra o solo pela roda seguinte. Esta acção repetida de pisoteio danifica rapidamente o balastro do leito da via. A US 4.874.128 descreve um conjunto de fixação carril-dormente no qual se baseiam as secções de pré-caracterização das reivindicações 1 e 19. A EP-A-0 219 811 descreve a fixação de um conjunto de fixação de um carril, ao longo de todo o seu comprimento, a placas de concreto, por meio de colagem, com a utilização de um material elástico para reduzir o ruído. O carril assenta, a todo o seu comprimento, sobre o conjunto de fixação de carris. É à resolução dos problemas acima referidos que a presente invenção se dirige. A presente invenção proporciona um conjunto de fixação de carril-dormente adaptado a cooperar para fixar um carril a um dormente de carril perpendicular, tendo o carril uma flange de carril com uma superfície superior, uma superfície inferior, um primeiro lado e um segundo lado, compreendendo o conjunto de fixação carril-dormente: uma base de carril que possui uma porção em forma de placa e uma porção em forma de pá, estando a porção em forma de placa adaptada a receber a porção inferior da flange do carril, 5 tendo a porção em forma de pá da base do carril uma extremidade inferior, estendendo-se a porção em forma de pá para baixo, a partir da porção em forma de placa e estando, pelo menos uma porção da porção em forma de pá, disposta no dormente e ligada a ele com um material elástico, de tal modo que a porção em forma de pá da base do carril fica afastada do dormente; e meios de ancoragem do carril que se alongam à volta de uma porção da superfície superior da flange do carril, para segurar o carril à porção em forma de placa da base do carril; e caracterizado por o material elástico estar munido de um espaço vazio próximo da extremidade inferior da porção em forma de pá, para permitir que a base do carril se movimente verticalmente para baixo, em direcção ao dormente perpendicular, quando uma carga é aplicada à base do carril. A presente invenção fornece ainda um método para formar um conjunto de fixação de um conjunto carril-dormente, adaptado a cooperar para fixar um carril a um dormente perpendicular, possuindo o carril uma flange de carril com uma superfície inferior, e compreendendo o método os passos de: proporcionar-se uma base de carril que possui uma porção em forma de placa e uma porção em forma de pá, estando a porção em forma de placa adaptada para receber a porção inferior da flange do carril, estendo-se a porção em forma de pá, para baixo, a partir da porção em forma de placa e possuindo uma extremidade inferior; dispor-se pelo menos uma porção da porção em forma de pá da base do carril dentro do dormente perpendicular; e ligar-se a porção em forma de pá da base de carril ao dormente perpendicular, por meio de um material elástico, de tal modo que a porção em forma de pá da base do carril fica afastada do dormente perpendicular e proporcionarem-se meios de ancoragem do carril, que envolvem uma porção da superfície superior da flange do carril, para fixar o carril à porção em forma de placa da base do carril; caracterizado por o método compreender ainda o passo de proporcionar no material elástico um espaço vazio, próximo da extremidade inferior da porção em forma de pá, para permitir que a base do carril se movimente verticalmente para baixo em relação ao dormente perpendicular, quando é aplicada uma carga sobre a base do carril. 6

Breve Descrição dos Desenhos / A Fig.l é uma vista em perspectiva de uma secção de um carril fixado a um dormente de concreto com um conjunto de fixação carril-dormente construído de acordo com a presente invenção. A Fig. 2 é uma vista de topo do conjunto de fixação carril-dormente, na posição de desmontado. A Fig. 3 é uma vista lateral do conjunto de fixação carril-dormente da Fig. 2. A Fig. 4 é uma vista em perspectiva de uma base de um subconjunto do conjunto de fixação carril-dormente das Figs. 2 e 3. A Fig. 4A é uma vista em corte tomada em 4A-4A, na Fig. 4. A Fig. 5 é uma vista em perspectiva de uma cavidade de assentamento de carril. A Fig. 6 é uma vista em perspectiva de uma base de carril. A Fig. 7 é uma vista lateral em corte parcial do conjunto de fixação carril-dormente da presente invenção na posição de montado à volta do carril. A Fig. 8 é uma vista em corte tomada através de 8-8 da Fig. 7, sem estarem representados o caril e a âncora do carril. A Fig. 9 é uma vista de topo de outro conjunto de fixação carril-dormente construído de acordo com a presente invenção. A Fig. 10 é uma vista lateral do conjunto de fixação carril-dormente da Fig. 9. A Fig. 11 é uma vista em perspectiva de um conjunto de base de carril do conjunto de fixação carril-dormente das Figs. 9 e 10. A Fig. 11A é lima vista em corte perpendicular tomada por 11A - 1 IA na Fig. 11. A Fig. 12 é uma vista em perspectiva de outra cavidade de assentamento de carril. A Fig. 13 é uma vista em perspectiva de outra base de carril.

Descrição Pormenorizada

Referindo-nos agora aos desenhos, e mais particularmente à Fig. 1, encontra-se representada uma porção de um carril 10 fixado a uma estrutura de suporte, como seja um dormente de concreto 12, com um conjunto de fixação carril-dormente 14, construído de acordo com a presente invenção. O carril 10 possui uma flange de carril 16 caracterizada por ter uma superfície superior 18, uma superfície inferior 20, um primeiro lado 22 e um segundo lado 24. O dormente 12 é suportado por um balastro (não representado) o qual é, tipicamente, constituído por cascalho ou pedra quebrada. O dormente 12 tem uma superfície superior 26 e uma superfície inferior 28. O conjunto de fixação de carril 14 inclui um conjunto de assentamento de carril 30 embutido no dormente 12 e uma ancora de carril 32, a qual coopera com o conjunto de assentamento de carril para fixar o carril 10 ao dormente 12. O uso de dormentes de concreto está a aumentar em todo o mundo devido à sua durabilidade e portanto período de vida mais longo em relação aos dormentes de madeira. Os efeitos de cargas de roda maiores, maiores velocidades dos comboios, aumento da frequência dos comboios, clima e outras condições adversas da via, reduzem a vida dos dormentes de madeira, particularmente em curvas, onde as forças laterais vindas das rodas do veículo ferroviário tendem a empurrar os carris, forçando-os a afastarem-se um do outro e assim impõem uma tensão considerável sobre os dormentes de madeira, relativamente macios e flexíveis. A utilização de dormentes de concreto elimina muitos dos problemas encontrados com a utilização de dormentes de madeira. No entanto, dado que os dormentes de concreto são bastante rígidos e quebradiços, a sua utilização apresenta um conjunto diferente de problemas de desenho.

Conforme discutido acima, têm sido empregues almofadas elásticas entrê o carril/e o dormente de concreto para acomodar as diferenças de forma das superfícies, entre o carril e o dormente, para facilitar a transferência de forças laterais e longitudinais ocorridas ao longo do carril para o dormente e o balastro, e para atenuar as cargas de choque verticais aplicadas ao carril. As cargas de choque, que são principalmente produzidas por pontos planos das rodas de aço que passam ao longo do carril, podem ffacturar o dormente de concreto se não forem convenientemente amortecidas.

Conforme melhor discutido acima, diversos problemas têm surgido com a utilização de almofadas elásticas; sendo um deles a retenção da almofada entre o carril e o dormente e outro a abrasão da superfície de concreto em resultado de poeira e areia que migram para baixo da almofada. A presente invenção resolve os problemas associados com a utilização de almofadas de choque, por meio da eliminação da almofada de choque do conjunto de fixação carril-dormente 14, ao mesmo tempo que permite uma transferência atenuada de cargas verticais, laterais e longitudinais, do carril para o dormente. A Fig. 2 mostra uma vista de topo de um conjunto de fixação carril-dormente 14 que inclui o conjunto de assentamento do carril 30 e a âncora do carril 32. Nesta forma de realização particular da presente invenção, o conjunto de assentamento do carril 30 inclui um primeiro subconjunto de assentamento de carril 34 e um segundo subconjunto de assentamento de carril 36. O primeiro e segundo subconjuntos de assentamento de carril 34, 36 são de construção idêntica, com a excepção de o segundo subconjunto de assentamento de carril 36 ser uma imagem de espelho do primeiro subconjunto de assentamento de carril 34. Por essa razão, apenas o primeiro subconjunto de assentamento de carril 34 será descrito abaixo em pormenor, com referência às Figs. 4-6. O primeiro subconjunto de assentamento de carril 34 inclui uma cavidade de assentamento do carril 38 e uma base de carril 40 ligada à cavidade de assentamento do carril 38 por um material elástico 42 (Figs. 4 e 4A). A cavidade de assentamento do carril 38 está adaptada para ser embutida no dormente de concreto 12 e para receber a base do carril 40 de uma maneira a ser descrita abaixo. Conforme se mostra melhor na Fig. 5, a cavidade de assentamento do carril 38 é caracterizada como um recipiente aberto que inclui uma extremidade inferior 44, uma primeira extremidade 46, uma 9 9

segunda extremidade 48, um primeiro lado 50, um segundo lado 52, os quais coopera todos para definir uma cavidade que recebe a base do caml 54. A cavidade de assentamento do carril 38 tem ainda um lado externo 56, um lado interno 58, uma abertura superior 60 que proporciona acesso à cavidade de recepção do carril 54, e um aro 62 que se prolonga à volta da abertura superior 60. A cavidade que recebe a base do carril 38 pode ser construída de qualquer material adequado que possua suficiente resistência tangente e tensil para transferir cargas operacionais, do carril 10 para o dormente 12. Estes materiais incluem ferro macio ou cinzento, aço, zinco moldado, e diversas formas de plásticos. Um material preferido é, no entanto, uma liga moldada de alumínio/zinco.

Conforme se mostra na Fig. 5, o primeiro lado 50 da cavidade do carril 38 encontra-se munida de um segmento afunilado ou angular 64, genericamente próximo da segunda extremidade 48 da cavidade de assentamento do carril 38, que corresponde a uma porção semelhante da base de carril conforme será descrito abaixo. Para melhorar a união entre a cavidade de assentamento do carril 38 e o dormente de concreto 12, quando a cavidade de assentamento do carril 38 está aí embutida, a cavidade de assentamento do carril 38 está munida de uma pluralidade de nervuras horizontais afastadas umas das outras 66, que se estendem à volta do lado externo 56, ao longo das primeira e segunda extremidades 46, 48 e dos primeiro e segundo lados 50, 52. Além disso, as nervuras 66 cooperam para transferir cargas verticais, em compressão e tangenciais, no interface entre a cavidade de assentamento do carril e o concreto.

Referindo agora a Fig. 6, a base do carril 40, definido como tendo uma primeira extremidade 67, uma segunda extremidade 69, um primeiro lado 71 e um segundo lado 73 e como incluindo uma porção em forma de placa 68 e uma porção em forma de pá 70; estendendo-se a porção em forma de pá 70 para baixo a partir da porção em forma de placa 68. A base de carril 40 pode ser construída de qualquer material adequado, como seja aço, ferro cinzento, ou diversos plásticos, mas um material de construção preferido é o ferro fundido dúctil. 10

extremidade 74, uma superfície superior 76 e uma superfície inferior 78. Conforme está melhor ilustrado na Fig. 7, a superfície superior 76 da porção em forma de placa 68 está adaptada para receber a porção inferior 20 da flange do carril 16, de tal modo que o interface entre o carril 10 e a porção em forma de placa 68 é de metal para metal, quando a base de carril 40 é formada pelo material preferido. Uma porção em forma de gancho 80 encontra-se formada na segunda extremidade 74 da porção em forma de placa 68, de modo a prolongar-se para cima em relação à superfície superior 76 da porção em forma de placa 68. Conforme ilustra a Fig. 7, a porção em forma de gancho 80 tem um formato e está adaptada para se encaixar no segundo lado 24 da flange do carril 16 e para se alongar por cima de uma porção da superfície superior 18 da flange do carril 16 genericamente próximo do segundo lado 24 da flange do carril 16. Mais particularmente, a porção em forma de gancho 80 está conformada de modo que uma porção da porção em forma de gancho 80 se alonga por cima de uma porção da superfície superior 18 da flange do carril 16 e fica afastada da superfície superior 18 da flange do carril 16, de modo que permite um movimento vertical limitado do carril 10 em relação à base do carril 40, quando o carril 10 está fixado no dormente 12 pelo conjunto de fixação carril-dormente 14, conforme será discutido abaixo mais em pormenor. A porção em forma e pá 70 estende-se para baixo, a partir da superfície inferior 78 da porção em forma de placa 68. A porção em forma de pá 70 inclui uma porção superior 82, uma porção inferior 84, uma primeira extremidade 86, uma segunda extremidade 88, uma extremidade inferior 90, um primeiro lado 92, e um segundo lado 94. A porção inferior 84 é alongada em relação à porção superior 82 para resistir ao momento de sobrecurvatura produzido, tanto na direcção positiva como na negativa, em conjunção com uma carga lateral aplicada ao carril 10 quando o carril 10 está fixado contra o subconjunto de assentamento de carril 34. Os primeiro e segundo lados 92, 94 são superfícies planas relativamente largas, de maneira que cargas longitudinais aplicadas ao carril 10 sejam uniformemente distribuídas para o dormente 12. 11

A porção em forma de pá 70 está ainda munida de uma porção de superfície afunil^ãa 96 no segundo lado 94 da mesma, genericamente próximo da segunda extremidade 88 da porção em forma de pá 70. A porção de superfície afimilada 96 possui uma primeira extremidade 98 e uma segunda extremidade 100. Entender-se-á que a cavidade da base do carril 38 (Figs. 4 e 5) está configurada para corresponder substancialmente à configuração da porção em forma de pá 70, de modo que a porção em forma de pá 70 fique uniformemente afastada, por uma distância predeterminada, do lado interno 58 da cavidade da base do carril 38, quando disposta nela. A função desse afastamento será explicada pormenorizadamente abaixo.

Uma reentrância 102 encontra-se formada na porção superior 82 da porção em forma de pá 70, na segunda extremidade 88 da mesma, de modo a estar em comunicação com o segundo lado 94 da porção em forma de pá 70. A reentrância 102 é parcialmente definida por uma superfície da assentamento 104.

Um membro de ressalto 106 encontra-se formado no segundo lado 94 da porção em forma de pá 70, genericamente próximo da primeira extremidade 98 da porção de superfície afunilada 96. O membro de ressalto 106 está munido de uma superfície afunilada 108 e de uma superfície de assentamento 110, que tem uma configuração semelhante à da superfície de assentamento 104 da reentrância 102.

Montada, conforme se mostra nas Figs. 4 e 4A, a porção inferior alongada 84 da porção em forma de pá 70 da base do carril 40 encontra-se disposta substancialmente dentro da cavidade de recepção da base do carril 54 da cavidade de assentamento do carril 38 e aí alinhada de tal modo, que a porção em forma de pá 70 fica uniformemente afastada do lado interno 58 da cavidade de assentamento do carril 38. A porção em forma de pá 70 está ligada ao lado interior 58 da cavidade de assentamento do carril 38 por um material elástico 42, de tal maneira que a porção em forma de pá 70 se mantém uniformemente afastada do lado interno 58 da cavidade de assentamento do carril 38. O material elástico 42 funciona como uma mola tangencial, de modo a transferir para o dormente a carga vertical e lateral aplicada sobre o carril. Pode ser utilizado qualquer material elástico adequado, que possua as características de ser resisfênte^ facaga, estável entre -30° C (-20°F) e 60°C (+140° F), resistente à luz ultravioleta e ao ozono, e capaz de ligar a base do carril 40 à cavidade de assentamento do carril 38. Um material preferido é um poliuretano amoldável. O poliuretano é, de preferência, um pré-polímero liquido terminado de diisocianato de difenilmetano à base de polieter, curado com 1,4-butanediol, em que o polieter é, de preferência, tetra metileno éter glicol.

Para permitir que a base do carril 40 se movimente verticalmente para baixo em relação à cavidade de assentamento do carril 38 e para permitir que o material elástico 42, disposto adjacente às primeira e segunda extremidades 86, 88 e aos primeiro e segundo lados 92, 94 da porção em forma de pá 70, se deforme quando é aplicada uma carga à porção em forma de placa 68, o material elástico 42 encontra-se munido de um espaço vazio 112 entre a extremidade inferior 90 da porção em forma de pá 70 e a extremidade inferior 44 da cavidade de assentamento do carril 38, ao longo do lado interno 58 da cavidade de assentamento do carril 38 (Fig. 4A). O espaço vazio 112 é formado no material elástico 42 de maneira a ser encapsulado para que o ar presente no espaço vazio 112, após a formação do espaço vazio 112, se mantenha aí e coopere com o material elástico 42, para fazer com que a base do carril 68 se movimente numa direcção para cima e para baixo , em resposta à presença ou ausência de carga exercida sobre a base do carril 40. O espaço vazio 112 é ainda formado para ter uma profundidade predeterminada 113, de modo que, se registar uma sobrecarga sobre a base do carril 40, a porção em forma de pá 70 descendente enche o espaço vazio 112 e encaixa-se no material elástico 42 disposto ao longo da extremidade inferior 44 da cavidade de assentamento do carril 38. O material elástico 42 instalado ao longo da extremidade inferior 44 da cavidade de assentamento do carril 38 serve assim como membro de batente. Para evitar uma deflexão maior do que aquela que é permitida pelo material elástico 42 na extremidade inferior 44 da cavidade de assentamento do carril 38, o material elástico 42 é impedido de ser forçado para além dos limites do desenho e assim impedido de se romper. O espaço vazio 112 é preferivelmente formado por meio da colagem de um enchimento de espuma de polistireno (não mostrado) na extremidade inferior 90 da porção em 13 forma de pá 70 da base do carril 40, antes de se inserir a porção em forma de pá 70 «a cavidade de recepção da base do carril 54. A base do carril 40 com o enchimento de espuma de polistireno (não representado) a ele ligado, é então disposta na cavidade de recepção da base do carril 54, a qual está munida de uma quantidade medida de material elástico 42, em estado líquido. O material elástico 42 é então moldado e curado. Durante o processo de cura, o subconjunto de assentamento do carril 34 é aquecido até uma temperatura suficiente para fazer com que o enchimento de polistireno funda e assim deixe o espaço vazio 112 ficar com apenas uma fina película de polistireno nas superfícies que rodeiam o espaço vazio 112. A quantidade de material elástico 42 disposto na cavidade de assentamento do carril 38 é insuficiente, de modo que, quando a base do carril 40 se encontra disposta dentro do material elástico 42, uma porção do material elástico 42 é deslocada para cima e para fora a partir da cavidade de recepção da base do carril 54 para formar um enchimento do molde do dormente 114. O enchimento do molde do dormente 114 é formado de modo a ficar alinhado com o aro 62 da cavidade de assentamento do carril 38 ao longo da primeira extremidade 46, do primeiro lado 50 e da segunda extremidade 48. O enchimento do molde do dormente 114 é alongado lateralmente por cima do aro 62, ao longo do segundo lado 52 da cavidade de assentamento do carril 38, de maneira que o enchimento do molde do dormente 114 é de perfil mais largo do que a porção em forma de placa 68 da base do carril 40, para permitir que o dormente acabado 12 seja extraído do molde do dormente após a moldagem. Uma pluralidade de saliências 116 encontra-se formada ao longo da aresta do enchimento do molde do dormente 114, conforme está substancialmente representado, para facilitar o ajuste vertical do subconjunto de assentamento do carril 34 num molde de dormente (não representado) conforme será melhor descrito abaixo. A equação para calcular a deflexão sob carga para uma mola tangencial é:

D = WT/AGS

Onde: D = Deflexão paralela à carga W= Carga aplicada T = Espessura do material elástico A = Área do material elástico paralela à carga Gs = Módulos de tangência para o material elástico

Assim, tomando-se em consideração a desejada quantidade de deflexão sob carga, a carga típica aplicada por um comboio que passa, e o material elástico preferido, bem como considerando-se os momentos de inversão produzidos pelas cargas laterais, pode ser modelada uma configuração preferida para a porção em forma de pá 70 e calculada a espessura do material elástico 42. Entende-se que a porção em forma de pá 70 pode ser configurada de uma grande variedade de formas e tamanho diferentes e que a base do carril 40 representado nos desenhos é apenas uma configuração preferida, quando não se deseje mais do que 1/32 de polegada (1/32 de 2,54 cm) de deflexão vertical da base do carril 40 em relação à cavidade de assentamento do carril 38 e não mais de 6 mm (¼ de polegada) de rotação da cabeça do carril sob as especificações actuais da industria ferroviária para as cargas verticais e laterais exercidas pelos rodados.

Conforme se mostra nas Figs.2 e 8, e conforme acima referido, o conjunto de assentamento de carril 30 inclui o primeiro subconjunto de assentamento do carril 34 e o segundo subconjunto de assentamento do carril 36, em que o segundo subconjunto de assentamento do carril 36 é construído e funciona exactamente como o primeiro subconjunto de assentamento do carril 34 descrito acima. Portanto, os vários componentes do segundo subconjunto de assentamento do carril 36 são designados nos desenhos pelos mesmos números de referência que componentes semelhantes do primeiro subconjunto de assentamento do carril 34, com a excepção de os vários componentes do segundo subconjunto de assentamento do carril 36 incluírem também a letra de designação adicional “a”.

Conforme ilustrado nas Figs. 1, 7 e 8, os subconjuntos de assentamento do carril 34 e 36 estão, cada um deles, embutidos na superfície superior 26 do dormente 12, de modo que o enchimento de dormente elástico 114 fica substancialmente embutido na superfície superior 26 do dormente 12. Os subconjuntos de assentamento do carril 34 e 36 estão embutidos paralelamente um ao outro e afastados, de modo a formarem uma ranhura de ancoragem 117 (Fig. 2).

Conforme se mostra nos desenhos e conforme se descreve acima, os subconjuntos d assentamento do carril 34 e 36 são dois componentes separados e sem ligação entre si. No entanto, noutra forma de realização (não representada), os subconjuntos de assentamento do carril 34 e 36 poderiam estar ligados um ao outro. Isso fixaria a relação entre as duas bases de carril 40 e 40a antes de se embutir o conjunto de assentamento do carril 30 no dormente 12.

Os subconjuntos de assentamento do carril 34 e 36 são embutidos no dormente de concreto 12 quando o dormente 12 é moldado. Antes da moldagem do dormente 12, os subconjuntos de assentamento do carril 34 e 36 são introduzidos em aberturas proporcionadas no fundo do molde do dormente (os dormentes de concreto são moldados de cabeça para baixo) com as porções em forma de gancho 80, 80a e as superfícies superiores 76, 76a das porções em forma de placa 68, 68a são apontadas para baixo e abaixo do plano inferior do molde. A porção embutida dos subconjuntos de assentamento de carril 34, 36 projecta-se para cima, para o interior da cavidade do molde e são mantidos alinhados com as saliências de posicionamento 116, 116a formadas nas arestas do enchimento do molde do dormente 114, 114a. Depois dos subconjuntos de assentamento de carril 34, 36 terem sido posicionados no molde do dormente, a formação do dormente de concreto 12 prossegue de uma maneira convencional. Embora apenas um conjunto de assentamento de carril 30 seja aqui mostrado embutido no dormente 12, subentende-se que o dormente 12 terá um par de conjuntos de assentamento de carril disposto em oposição, adaptado para cooperar, a fim de manter um par de carris paralelos com a bitola correcta.

De novo com referência às Figs. 2 e 3, a âncora do carril 32 possui uma primeira extremidade 119 e uma segunda extremidade 121. A âncora do carril 32 inclui um primeiro dente 118 que possui uma primeira e uma segunda extremidades 120, 122, e primeiro e segundo lados 124, 126. A âncora do carril 32 inclui também um segundo dente 130 que possui primeira e segunda extremidades 132, 134 e primeiro e segundo lados 136, 138. As segundas extremidades 122,134 dos respectivos primeiro e segundo dentes 118, 130 estão ligadas uma à outra por intermédio de uma porção em forma de gancho 140, de modo que os dentes 118,130 se prolongam numa relação genericamente paralela e de tal maneira que os primeiro e segundo dentes 118, 130 podetn deflectidos para o interior, em direcção um ao outro. A porção em forma de gancho 140 está adaptada para se alongar uma certa distância genericamente por cima de uma porção da superfície superior 26 da flange do carril 16, genericamente perto do segundo lado 24 da flange do carril 16. A porção em forma de gancho 140 inclui uma porção que liga a segunda extremidade 122 do primeiro dente 118 à segunda extremidade 134 do segundo dente 130. Mais particularmente, conforme ilustrado nas Figs. 2 e 3, a porção em forma de gancho 140 e os primeiro e segundo dentes 118, 130 são construídos integralmente a partir de um única peça unitária de material metálico.

Uma superfície afúnilada 142 (Fig. 2) encontra-se formada no primeiro lado 124 do primeiro dente 118. A superfície afúnilada 142 prolonga-se por uma certa distância, genericamente a partir da primeira extremidade 120, na direcção da segunda extremidade 122 do primeiro dente 118. Uma superfície afúnilada 144 (Fig. 2) encontra-se formada no primeiro lado 136 do segundo dente 130, genericamente próxima e intersectando a primeira extremidade 132 do segundo dente 130. A superfície afúnilada 144 prolonga-se por uma certa distância genericamente ao longo do primeiro lado 136, genericamente a partir da primeira extremidade 132, em direcção à segunda extremidade 134. As superfícies afúniladas 142, 144 cooperam para proporcionar uma primeira largura da extremidade 146 da âncora do carril 32, que é menor do que a largura da ranhura de ancoragem 117. Assim, a primeira largura da extremidade 146 da âncora do carril 32 está dimensionada de maneira que as primeiras extremidades 120, 132 da âncora do carril 32 se podem introduzir uma certa distância na ranhura de ancoragem 117 para facilitar a inserção da âncora do carril 32 na ranhura de ancoragem 117, de uma maneira a ser descrita abaixo com mais pormenor.

Uma primeira superfície de assentamento 148 encontra-se formada no primeiro lado 124 do primeiro dente 118, genericamente perto do início da superfície afúnilada 142. A primeira superfície de assentamento 148 encontra-se separada uma certa distância da primeira extremidade 120 do primeiro dente 118. Uma segunda superfície de 17 assentamento 150 encontra-se formada no primeiro lado 136 do segundo dente 130f genericamente próximo do início da superfície aíunilada 144. A segunda superfícip de assentamento 150 encontra-se afastada uma certa distância da primeira extremidade 132 do segundo dente 130.As primeira e segunda superfícies de assentamento 148, 150 cooperam para fixar entre si a âncora do carril 32 e o conjunto de assentamento do carril 30 de uma maneira a ser descrita abaixo.

Para fixar o carril 10 ao dormente 12, o carril 10 é posicionado perpendicularmente ao conjunto de assentamento do carril 30, o qual foi embutido no dormente 12, de modo a proporcionar a ranhura de ancoragem 117. O carril 10 é colocado sobre o conjunto de assentamento do carril 30, de maneira que a superfície inferior 20 da flange do carril 16 se encaixa na superfície superior 76 da porção em forma de placa 68 da base do carril 40. Além disso, o primeiro lado 22 da flange do carril 16, fica genericamente virada para e afastada uma certa distância das porções em forma de gancho 80, 80a dos subconjuntos de assentamento do carril 34, 36, respectivamente. Para completar a montagem do conjunto de fixação carril-dormente 14, a âncora do carril 32 é posicionada de modo que as primeiras extremidades 120, 132 da âncora do carril 32 ficam dispostas genericamente adjacentes à ranhura de ancoragem 117, com uma porção das primeiras extremidades 120, 132 da âncora do carril 117 a ficar disposta genericamente dentro de uma porção da ranhura de ancoragem 117, adjacente à primeira extremidade 72, 72a da porção em forma de pá das bases de carril 40,40a.

Nessa posição, um operador introduz a âncora do carril 32 na ranhura de ancoragem 117, de modo que as porções alumiadas 142, 144, se encaixam nas superfícies afuniladas 108, 108a dos membros salientes 106, 106a das bases dos carris 40, 40a, forçando assim as primeiras extremidades 120, 132 dos respectivos primeiro e segundo dentes 118, 130 genericamente em direcção uma à outra. O operador continua a introduzir a âncora do carril 32 na ranhura de ancoragem 117, até que as porções afuniladas 142, 144 deslizam para além dos membros de ressalto 106, 106a e assim se expandem. Nesta posição expandida ou destrancada do carril, a âncora do carril 32 fica engatada na ranhura de ancoragem 117, em que o encaixe entre as superfícies de assentamento 148, 150 e as superfícies de assentamento 110, 110a, respectivamente, 18 \JLA^ impede a âncora do carril 32 de ser retirada da ranhura de ancoragem 117. No entanto, apreciar-se-á que o carril 10 pode ser livremente elevado do ou disposto soore o conjunto de assentamento do carril 30 quando a âncora do carril 32 se encontra nessa posição, com as superfícies de assentamento 148, 150 dos primeiro e segundo dentes 118, 130 encaixadas contra as superfícies de assentamento 110, 110a dos membros salientes 106, 106a. Assim, pode ser desejável montai· o conjunto de fixação canil-dormente 14 na posição do carril não trancado, antes de se dispor o carril 10 sobre os subconjuntos de assentamento do carril 34,36.

Para fixar o carril ao dormente 12, o operador introduz mais profundamente a âncora do carril 32 na ranhura de ancoragem 117, de modo que as porções afundadas 142, 144 dos primeiro e segundo dentes 118, 130 se encaixam nas superfícies afundadas 96, 96a da porção em forma de pá 70, daí resultando que o primeiro e o segundo dentes 118, 130 são comprimidos ou deflectidos, genericamente na direcção um do outro, à medida que as superfícies afundadas 142, 144 dos primeiro e segundo dentes 118, 130 deslizam, respectivamente, ao longo das superfícies afundadas 96, 96a da porção em forma de pá 70. Nesta posição comprimida ou deflectida da âncora do carril 32, o operador continua a forçar ou introduzir a âncora do carril 32 na ranhura de ancoragem 117, movimentando assim a âncora do carril 32 ainda mais através da ranhura de ancoragem 117, até que as porções afundadas 142, 144 dos primeiro e segundo dentes 118, 130 sejam movimentadas ligeiramente para além das reentrâncias 102, 102a das bases dos carris 40, 40a. Os primeiro e segundo dentes 118, 130 expandem-se então, fazendo assim com que as primeira e segunda porções afundadas 142, 144 se expandam para o interior das reentrâncias 102, 102a. Nesta posição de carril trancado, o encaixe entre as superfícies de assentamento 148, 150 dos primeiro e segundo dentes 118, 130 e as superfícies de assentamento 104, 104a das bases dos carris 40, 40a cooperam para interligar a âncora do carril 32 ao conjunto de assentamento do carril 30.

Na posição de trancamento do carril, o conjunto de assentamento do carril 30 e a âncora do carril 32 cooperam para fixar o carril 10 ao dormente de concreto 12. A porção em forma de gancho 140 da âncora do carril 32 encaixa-se no segundo lado 24 da flange do carril 16 e uma porção da porção em forma de gancho 140 alonga-se por cima e 19 encaixa-se na porção da superfície superior 18 da flange do carril 16. As porççfes em forma de gancho 80, 80a do conjunto de assentamento do carril 30 encaixam-se no primeiro lado 22 da flange do carril 16 e uma porção das porções em forma de gancho 80, 80a, alonga-se por cima e fica afastada da flange do carril 16 uma distância acima da superfície superior 18, para permitir um movimento vertical limitado do carril 10, em relação ao conjunto de assentamento do carril 30. O encaixe entre as superfícies de assentamento 148, 150 dos primeiro e segundo dentes 118, 130 e as superfícies de assentamento 104, 104a das bases do carril 40, 40a cooperam para restringir o movimento lateral e longitudinal do carril 10.

Para garantir a retenção do carril 10 no dormente de concreto 12, o conjunto de fixação carril-dormente 14 da presente invenção transfere efectivamente as forças aplicadas, do carril 10 para o dormente 12. A mola tangencial produzida pela ligação da base do carril 40 à cavidade de assentamento do carril 38 com o material elástico 42, em combinação com o espaço vazio 112, proporcionado no material elástico 42, permite a transferência das cargas verticais aplicadas para o dormente 12 durante a deflexão do material elástico 42. A profundidade e o comprimento da porção inferior 78 da porção em foima de pá 70 da base do carril 40 e a cavidade de assentamento do carril 38, contrariam o momento de sobrecurvatura produzido pelas cargas laterais aplicadas. Finalmente, a configuração plana da porção em forma de pá 70 resulta em que as cargas longitudinais são uniformemente distribuídas ao dormente 12 através dos relativamente largos primeiro e segundo lados 82 e 92, respectivamente.

Referindo agora as Figs. 9 e 13, está representada outra forma de realização de um conjunto de fixação carril-dormente 200. O conjunto de fixação carril-dormente 200 inclui um conjunto de assentamento do carril 202 e uma âncora de carril 204.

Nesta forma de realização particular, o primeiro conjunto de assentamento de carril 202 é definido como incluindo uma cavidade de assentamento de carril 206 e uma base de carril 208 ligada à cavidade de assentamento do carril com um material elástico 210 (Figs. llellA). A cavidade de assentamento do carril 206 está adaptada para ser embutida no dormente de concreto 12 e para receber a base do canil 208, de uma 20 'ΧχλΖζί maneira a ser descrita abaixo. Conforme é melhor mostrado na Fig. 12, a cavidade de assentamento do carril 206 é caracterizada como um recipiente aberto, que inclui uma extremidade inferior 212, uma primeira extremidade 214, uma segunda extremidade 216, um primeiro lado 218, um segundo lado 220, que cooperam todos eles para definir uma cavidade de recepção da base do carril 222. A cavidade de assentamento do carril 206 tem ainda um lado externo 224, um lado interno 226, uma abertura superior 228 que dá acesso à cavidade de recepção do carril 222, e um aro 230 que se estende à volta da abertura superior 228. A cavidade de recepção da base do carril 206 pode ser construída de qualquer material adequado que possua suficiente resistência tangencial e tensil para transferir cargas operacionais, do carril 10 para o dormente 12. Esses materiais incluem o ferro macio ou cinzento, aço, zinco moldado, e várias formas de plásticos. Um material preferido é, no entanto, uma liga moldada a quente de alumínio/zinco.

Conforme se mostra melhor na Fig. 12, o primeiro lado 218 e o segundo lado 220 da cavidade de assentamento do carril 206 estão, cada um deles, munidos de um segmento afunilado ou angular 232, 234, respectivamente, genericamente perto da segunda extremidade 216 da cavidade de assentamento do carril 206; cada um dos quais corresponde a uma porção semelhante na base do carril conforme será descrito abaixo. Para melhorar a união entre a cavidade de assentamento do carril 206 e o dormente de concreto 12 quando a cavidade de assentamento do carril 206 está embutida nele, a cavidade e assentamento do carril 206 está munida de uma pluralidade de nervuras horizontais separadas umas das outras 236, que se projectam a toda a volta do lado externo 224, ao longo das primeira e segunda extremidades 214, 216 e dos primeiro e segundo lados 218, 220. Além disso, as nervuras 236 cooperam para transferir cargas verticais, em compressão e tangenciais, no interface entre a cavidade de assentamento do carril e o concreto.

Referindo agora a Fig. 13, a base do carril 208 é definida como tendo uma primeira extremidade 237, uma segunda extremidade 239, um primeiro lado 241, e um segundo lado 243 e como incluindo uma porção em forma de placa 238 e uma porção em forma 21 "VjuOí de pá 240; alongando-se a porção em forma de pá 240 para baixo, a partir da pSfçãQpm forma dc placa 238. A base do carril 208 pode ser construída de qualquer material adequado como seja aço, ferro cinzento, ou várias formas de plásticos, mas um material preferido de construção preferido é o ferro dúctil moldado a quente. A porção cm forma de placa 238 possui uma primeira extremidade 242, uma segunda extremidade 244, uma superfície superior 246, e uma superfície inferior 248. A superfície superior 246 da porção em forma de placa 238 está adaptada para receber a porção inferior 20 da flange do carril 16, de tal modo que a interface entre o carril 10 e a porção em forma de placa 238 é metal para metal quando a base do carril 208 é formada a partir do material preferido. Uma porção em forma de gancho 250 encontra-se formada na segunda extremidade 244 da porção em forma de placa 238, de modo a alongar-se para cima em relação à superfície superior 246 da porção em forma de placá 238. De um modo semelhante ao ilustrado na Fig. 7, a porção em forma de gancho 250 encontra-se formada e adaptada para se encaixar no segundo lado 24 da flange do carril 16, para se alongar por cima de uma porção da superfície superior 18 da flange do carril 16 genericamente próximo do segundo lado 24 da flange do carril 16. Mais particularmente, a porção em forma de gancho 250 encontra-se formada de modo que uma porção da porção em forma de gancho 25 se alonga por cima de uma porção da superfície superior 18 da flange do carril 16 e fica afastada da superfície superior 18 da flange do carril 16, de modo a permitir um movimento vertical limitado do carril 10 em relação à base do carril 208, quando o carril 10 está fixado no dormente 12 pelo conjunto de fixação carril-dormente 200 conforme será mais discutido abaixo. A porção em forma de pá 240 estende-se para baixo a partir da superfície inferior 248 da porção em forma de placa 238. A porção em forma de pá 240 inclui uma porção superior 252, uma porção inferior 254, uma primeira extremidade 256, uma segunda extremidade 258, uma extremidade inferior 260, um primeiro lado 262, e um segundo lado 264. A porção inferior 254 é alongada em relação à porção superior 252 para resistir ao momento de sobrecurvatura produzido, tanto na direcção positiva como na negativa, em conjunção com uma carga lateral aplicada ao carril quando o carril 10 está fixado contra a base do carril 208. Os primeiro e segundo lados 262, 264 são superfícies 22 relativamente largas, planas, de tal modo que as cargas longitudinais aplicadas ao carril 10 são uniformemente distribuídas para o dormente 12. A porção em forma de pá 240 está munida de uma primeira superfície afunilada 266 no segundo lado 264 da mesma, genericamente próxima da segunda extremidade 258 da porção em foima de pá 240. A primeira porção da superfície afunilada 266 tem uma primeira extremidade 268 e uma segunda extremidade 270. A porção em forma de pá 240 está ainda munida de uma segunda porção de superfície afunilada 272 no seu primeiro lado 262, genericamente próxima da segunda extremidade 258 da porção em forma de pá 240. A segunda porção de superfície afunilada 272 (Fig. 9) possui uma primeira extremidade 274 e uma segunda extremidade 276. Entender-se-á que a cavidade de assentamento do carril 206 (Figs. 11 e 12) encontra-se configurada de forma a corresponder substancialmente à configuração da porção em forma de pá 240, de modo que a porção em forma de pá 240 fique uniformemente afastada do lado interno 226 da cavidade de assentamento do carril 206 quando nela disposta. Uma primeira reentrância 278 encontra-se formada na porção superior 252 da porção em forma de pá 240, na segunda extremidade 258 da mesma, de forma a estar em comunicação com o segundo lado 264 da porção em forma de pá 240. A primeira reentrância 278 é parcialmente definida por uma superfície de assentamento 280. Do mesmo modo, uma segunda reentrância 282 encontra-se formada na porção superior 252 da porção em forma de pá 240, na segunda extremidade 258 da mesma, de modo a estar em comunicação com o primeiro lado 262 da porção em forma de pá 240. A segunda reentrância 282 é parcialmente definida por uma superfície de assentamento 284.

Um primeiro membro saliente 286 encontra-se formado no segundo lado 264 da porção em forma e pá 240, genericamente próximo da primeira extremidade 268 da primeira porção de superfície afunilada 266. O primeiro membro saliente 286 está munido de um a superfície afunilada 288 e de uma superfície de assentamento 290; sendo a superfície de assentamento 290 de configuração semelhante à da superfície de assentamento 280 da reentrância 278. Um segundo membro saliente 292 (Fig. 9) encontra-se formado no primeiro lado 262 da porção em forma de pá 240 oposto ao do primeiro membro saliente 286 e genericamente próximo da primeira extremidade 274 da segunda poíÇão de superfície afundada 272. O segundo membro saliente 292 está munido de'uma superfície afunilada 294 e de uma superfície de assentamento 296; sendo a superfície de assentamento 296 semelhante em configuração à superfície de assentamento 284 da reentrância 282.

Em conjunto, conforme se mostra nas Figs. 11 e 11 A, a porção inferior alongada 254 da porção em forma de pá 240 da base do carril 208 fica substancialmente disposta no interior da cavidade de recepção da base do carril 222 e nela alinhada, de tal modo que a porção em forma de pá 240 fica uniformemente afastada do lado interno 226 da cavidade de assentamento do carril 206. A porção em forma de pá 240 está ligada ao lado interno 226 da cavidade de assentamento do carril 206 por meio do material elástico 210, de tal modo que a porção em forma de pá 240 se mantém uniformemente afastada do lado interno 226 da cavidade de assentamento do carril 206. O material elástico 210 funciona como uma mola tangencial, de modo a transferir a carga vertical e lateral aplicada ao carril 10 para o dormente 12. Conforme referido acima, pode ser usado qualquer material elástico adequado, que possua as características de ser resistente à fadiga, ser estável entre -30°C (-20°F) e 60°C (+140°F), ser resistente à luz ultravioleta e ao ozono, e ser capaz de ligar a base do carril 208 à cavidade de assentamento do carril 206. Um material preferido é o poliuretano amoldável. O poliuretano é, de preferência, um pré-polímero líquido terminado de di-isocianato de difenilmetano à base de polieter curado com 1,4-butanediol, em que o polieter é, de preferência, éter glicol de poli tetra metileno.

Para permitir que a base do carril 208 se movimente verticalmente para baixo em relação à cavidade de assentamento do carril 206 e para permitir ao material elástico 210 disposto adjacente às primeira e segunda extremidades 256, 258 e aos primeiro e segundo lados 262, 264 da porção em forma de pá 240, que deflictam quando uma carga é aplicada à porção em forma de placa 238, o material elástico 210 está munido de um espaço vazio 298 situado entre a extremidade inferior 260 e a porção em forma de pá 240 e a extremidade inferior 212 da cavidade de assentamento do carril 206, ao longo 24 J.....·°««»4 do lado interno 226 da cavidade de assentamento do carril 206 (Fig. 1 IA ). O espaço vazio 298 é formado no material elástico 210 de modo a ficar encapsulado, de tal forma que o ar presente no espaço vazio 298, após a formação do espaço vazio 298, se mantenha aí e coopere com o material elástico 210 para fazer com que a base do carril 208 se movimente numa direcção ascendente e descendente, em resposta à presença ou ausência de carga sobre a base do carril 208. O espaço vazio 298 é ainda formado de modo a ter uma profundidade predeterminada 299, de maneira que, se ocorrer um excesso de carga na base do carril 208, a porção em forma de pá 240 descendente, preenche o espaço vazio 298 e encaixa-se no material elástico 210 disposto na extremidade inferior 212 da cavidade de assentamento do carril 206. O material elástico 210 da extremidade inferior 212 da cavidade de assentamento do carril 206, serve portanto como um membro limitador. Ao impedir uma deflexão para além da que é permitida pelo material elástico 210 da extremidade inferior 212 da cavidade de assentamento do carril 206, impede-se que o material elástico 210 seja forçado para além dos limites designados e assim evita-se a sua ruptura. O espaço vazio 298 é formado da mesma maneira que a anteriormente descrita em referência ao conjunto carril-dormente 14. Por isso, a maneira de formar o espaço vazio 298 não será repetida em referência ao conjunto de fixação carril-dormente 200. A quantidade de material elástico 210 disposto na cavidade de assentamento do carril 206 é suficiente para que, quando a base do carril 208, é disposta no material elástico 210, uma porção do material elástico 210 seja deslocada para cima e para fora da cavidade de recepção da base do carril 222 a fim de formar um enchimento do molde do dormente 300. O enchimento do molde do dormente 300 é formado de modo que o enchimento do molde do dormente 114 seja de perfil mais largo do que a porção de placa 68 da base do carril 40, para permitir ao dormente acabado 12 que seja extraído do molde de dormentes após a moldagem. Uma pluralidade de saliências 302 encontra-se formada ao longo da aresta do enchimento do molde do dormente 300, conforme se vê substancialmente, para facilitar o ajustamento vertical do conjunto de assentamento do carril 202 num molde de dormente (não representado). A semelhança do conjunto de assentamento de carril 30, o conjunto de assentamento de carril 202 é embutido na 25 superfície superior 26 do dormente 12, de tal modo que o enchimento elástico do rfolde de dormente 300 fica substancialmente embutido na superfície superior 26 do dormente 12.

Referindo de novo as Figs. 9 e 10, a âncora do carril 204 possui uma primeira extremidade 301 e uma segunda extremidade 305 e inclui um primeiro dente 303 que possui uma primeira e uma segunda extremidades 304, 306 e, primeiro e segundo lados 308, 310. A âncora de carril 204 inclui também um segundo dente 312 que possui uma primeira e uma segunda extremidades 314, 316 e primeiro segundo lados 318, 320. As segundas extremidades 306, 316 dos respectivos primeiro e segundo dentes 303, 312, estão ligadas uma à outra por intermédio de uma porção em forma de gancho 322, de maneira que os primeiro e segundo dentes 303, 312, se alongam numa relação genericamente paralela e de tal modo que os primeiro e segundo dentes 303, 312 podem ser deflectidos para o exterior, em afastamento um do outro. A porção em forma de gancho 322 está adaptada para se alongar uma certa distância por cima de uma porção da superfície superior 18 da fíange do carril 16, genericamente próximo do segundo lado 24 da fíange do carril 16. A porção em forma de gancho 322 inclui uma porção que liga a segunda extremidade 306 do primeiro dente 303 à segunda extremidade 316 do segundo dente 312. Mais particularmente, de uma maneira semelhante à representada nas Figs. 2 e 3, a porção em forma de gancho 322 e os primeiro e segundo dentes 303, 312 são integralmente construídos a partir de uma única peça unitária de material metálico.

Uma superfície afunilada 324 (Fig. 9) encontra-se formada no segundo lado 310 do primeiro dente 303. A superfície afunilada 324 estende-se por uma certa distância, genericamente ao longo do segundo lado 310, a partir da primeira extremidade 304, em direcção ao segundo lado 306 do primeiro dente 303. Uma superfície afunilada 326 (Fig.9) encontra-se formada no segundo lado 320 do segundo dente 312, genericamente próximo e intersectando aprimeira extremidade 314 do segundo dente 312. A superfície afunilada 326 estende-se uma certa distância, genericamente ao longo do segundo lado 320, genericamente a partir da primeira extremidade 314, em direcção à segunda extremidade 316. 26

As superfícies afundadas 324, 326 cooperam para proporcionar uma primeira largura me extremidade 328 da âncora do carril, a qual é maior do que a largura da primeira extremidade 256 da porção em forma de pá 240 da base do carril 208. Assim, a largura da primeira extremidade 328 está dimensionada de maneira que as primeiras extremidades 304, 314 da âncora do carril 204 podem ser introduzidas uma certa distância no conjunto de assentamento do canil 202, de uma maneira a ser descrita mais pormenorizadamente abaixo. A primeira superfície de assentamento 330 encontra-se formada no segundo lado 310 do segundo dente 303, genericamente próxima do início da porção afunilada 324. A primeira superfície de assentamento do carril 330 está afastada uma certa distância da primeira extremidade 304 do primeiro dente 303. Uma segunda superfície de assentamento 332 encontra-se formada no segundo lado 320 do segundo dente 312, genericamente próxima do início da porção afunilada 326. A segunda superfície de assentamento 332 encontra-se afastada uma certa distância da primeira extremidade 314 do segundo dente 312. A primeira e segunda superfícies de assentamento 330, 332 cooperam para fixar a âncora do carril 204 à volta do conjunto de assentamento do carril 202, de uma maneira a ser descrita abaixo com mais pormenor.

Para fixar o carril 10 ao dormente 12, o carril 10 é colocado atravessado sobre o conjunto de assentamento do carril 202, o qual foi embutido no dormente 12. O carril 10 é colocado sobre o conjunto de assentamento do carril 202 de modo que a superfície inferior 20 da flange do carril 16 se encaixe na superfície superior 246 da porção de placa 238 da base do carril 208. A seguir, o primeiro lado 22 da flange do carril 16, fica genericamente virada para, e afastada uma certa distância da porção em forma de gancho 250 do conjunto de assentamento do carril 202. Para completar a montagem do conjunto de fixação carril-dormente 200, a âncora do carril 204 é posicionada de maneira que as primeiras extremidades 304 e 314 da âncora do carril 204 ficam dispostas genericamente adjacentes à primeira extremidade 256 da porção superior 252 da porção em forma de pá 240 da base do carril 208, com o primeiro dente 303 a ficar disposto adjacente ao primeiro lado 262 da porção em forma de pá 240 e o segundo dente 312 a ficar disposto adjacente ao segundo lado 264 da porção em forma de pá 240. 27

VjuCx

Nesta posição, um operador introduz a âncora do carril 204 de modo que as superfícies afiuiiladas 324, 326 dos primeiro e segundo dentes 303, 312, se encaixem nas superfícies afuniladas 288, 294 dos membros salientes 286, 292, respectivamente, da porção em forma de pá 240 da base do carril 208, forçando assim as primeiras extremidades 304, 314 dos respectivos primeiro e segundo dentes 303, 312, a afastarem-se genericamente uma da outra. O op‘erador continua a empurrar a âncora do carril 204 até as porções afuniladas 324, 326 deslizarem para além dos membros salientes 286, 292 e assim descaírem. Nessa posição descaída ou destrancada do carril, a âncora do carril 204 fica interligada à volta do conjunto de assentamento do carril 202, em que o encaixe entre as superfícies de assentamento 330, 332 e as superfícies de assentamento 280,284, respectivamente, impede a âncora do carril 204 de ser retirada do conjunto de assentamento do canil 202. Será, no entanto, de considerar, que o carril 10 pode ser livremente erguido do ou disposto sobre o conjunto de assentamento do carril 202, quando a âncora do carril 204 se encontra nessa posição, com as superfícies de assentamento 330, 332 dos primeiro e segundo dentes 303, 312, encaixadas contra as superfícies de assentamento 290, 296 dos membros salientes 286, 292.Assim, pode ser desejável montar o conjunto de fixação canil-dormente 200 numa posição de carril destrancado antes de se colocar o carril 10 sobre o conjunto de assentamento do carril 202.

Para fixar o carril ao dormente 12, o operador empurra ainda mais a âncora do carril 204, de modo que as superfícies afuniladas 324, 326 dos primeiro e segundo dentes 303, 312 se encaixem nas superfícies afuniladas 266, 272 da porção em forma de pá 240, daí resultando os primeiro e segundo dentes 303, 312 serem expandidos ou deflectidos genericamente em afastamento um do outro, à medida que as superfícies afuniladas 324, 326 dos primeiro e segundo dentes 303, 312, respectivamente, deslizam ao longo das superfícies afuniladas 266, 272 da porção em forma de pá 240. Nessa posição expandida ou deflectida da âncora do carril 204, o operador continua a forçar ou empurrar a âncora do carril 204, movimentando assim a âncora do carril 204 até as superfícies afuniladas 324, 326 dos primeiro e segundo dentes 303, 312, serem movimentadas ligeiramente para além das primeira e segunda reentrâncias 278, 282 da base do carril 208. Os 28

segunda porções afundadas 324, 326 caiam denlro das respeclivas primeira e segunda reentrâncias 278,282. Nessa posição de carril trancado, o encaixe entre as superfícies de assentamento 330, 332 dos primeiro e segundo dentes 303, 312 e as superfícies de assentamento 280,284 da base do carril 208 cooperam para fixar a âncora do carril 204 ao conjunto de assentamento do carril 202 e assim fixam o carril 10 ao dormente 12.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência à ligação de carris ferroviários a dormentes de concreto, deve considerar-se que a presente invenção não está limitada à ligação de carris de caminhos de ferro a dormentes de concreto. O conjunto de fixação de carris a dormentes da presente invenção pode ser usado, por exemplo, para fixar eficazmente um carril a um dormente fabricado de uma variedade de outros materiais, como sejam madeira, aço ou materiais compostos. Além disso, apreciar-se-á que o conjunto de fixação carril dormente da presente invenção não se limita à utilização em caminhos de ferro, mas pode também ser usado noutros sistemas de carris, como seja um monocarril.

Da descrição acima toma-se claro que a presente invenção está bem adaptada para desempenhar os objectivos e para obter as vantagens aqui mencionados, bem como as inerentes à invenção. Embora as formas de realização actualmente preferidas tenham sido descritas para as finalidades desta descrição, deve entender-se que podem ser efectuadas numerosas modificações, as quais surgirão facilmente por si mesmas aos técnicos do ramo e que são conseguidas dentro do espirito e âmbito da invenção descrita e definida nas reivindicações anexas. 3 I MAIO ZUI)1

Lisboa,

Dra. Maria Silvina Ferreira

Agente Oficial de Propriedade Industrial R. Castilho. 50 -5! - 1269 -163 LISBOA lelefs. 213 851339 - 2133150 5Q

Claims (21)

1 1

REIVINDICAÇÕES Conjunto de fixação carril-dormente adaptado a cooperar para fixar um carril (10) a um dormente perpendicular ao carril (12), tendo o carril uma flange de carril (16) com uma superfície superior (18), uma superfície inferior (20), um primeiro lado (22) e uin segundo lado (24), compreendendo o referido conjunto de fixação carril-dormente: uma base de carril (30, 202) com uma porção em forma de placa (68, 238) e uma porção em forma de pá (70, 240), estando a porção em forma de placa adaptada a receber a porção inferior da flange do carril, tendo a porção em forma de pá uma extremidade inferior (90, 260), estendendo-se a porção em forma de pá para baixo, a partir da porção em forma de placa e estando pelo menos uma porção da porção em forma de pá disposta no dormente perpendicular (12) e ligada a ele com um material elástico (42, 210), de tal modo que a porção em forma de pá da base do carril fica afastada do dormente perpendicular (12); e meios de ancoragem do carril (32, 204) que se alongam em volta de uma porção da superfície superior da flange do carril para fixar o carril à porção em forma de placa da base do carril (30,202); e caracterizado por o material elástico (42, 210) estar munido de um espaço vazio (112, 298) próximo da extremidade inferior da porção em forma de pá, para permitir que a base do carril se mova verticalmente para baixo em relação ao dormente perpendicular, quando uma carga é aplicada à base do carril.

2. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção em forma de pá (70, 240) estar uniformemente afastada do dormente perpendicular quando ligada a ele.

3. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a porção em forma de pá (70, 240) estar afastada uma distância predeterminada do dormente perpendicular (12).

4. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma'das reivindicações anteriores, caracterizado por o espaço vazio (112, 298) no material elástico (42, 210) ter uma profundidade predeterminada, de modo a limitar a quantidade de movimento vertical da base do carril (30, 202) em relação ao dormente perpendicular (12).

5. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com a reivindicação 1, que compreende ainda uma cavidade de assentamento do carril (38,206) pelo menos parcialmente embutida no dormente perpendicular (12), tendo a cavidade de assentamento do carril uma extremidade inferior, um lado externo, um lado interno, definindo o lado interno uma cavidade de recepção da base do carril (54, 222), caracterizado por a referida pelo menos uma porção da porção em forma de pá (70, 240) estar disposta na cavidade de recepção da base do carril (54, 222) da cavidade de assentamento do carril e estar ligada ao seu lado interno e a porção em forma de pá (70, 240) da base do carril estar afastada do lado interno da cavidade de assentamento do carril, e o referido espaço vazio (112, 298) se encontrar entre a extremidade inferior da porção em forma de pá e a extremidade inferior da cavidade de assentamento do carril, para permitir que a base do carril se movimente verticalmente para baixo em relação à cavidade do carril, quando uma carga é aplicada à base do carril.

6. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a porção em forma de pá estar uniformemente afastada do lado interno da cavidade de assentamento do carril quando ligada a ela.

7. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a porção em forma de pá estar afastado uma distância predeterminada do lado interno da cavidade de assentamento do carril.

8. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado por a porção em forma de placa ter uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, e por ter uma porção em 3 forma de gancho (80, 250) que se alonga a partir de próximo da^§egg|Ída extremidade da base do carril, adaptada para se alongar à volta de uma porç3o da superfície superior (18) da flange do carril (16).

9. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações 5-8, caracterizado por a base do carril e a cavidade de assentamento do carril compreender um subconjunto de assentamento do carril (34, 36), e o conjunto de fixação carril-dormente compreender primeiro e segundo dos referidos subconjuntos de assentamento do carril.

10. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado por o lado externo da cavidade de assentamento do carril (38, 206) estar munida de uma pluralidade de nervuras horizontais afastadas umas das outras (66) que se estendem ao longo do lado externo da cavidade de assentamento do carril para melhorar a união da base do carril com o dormente perpendicular (12), quando a base do carril se encontra embutida no dormente perpendicular, e para transferir as cargas verticais em compressão e tangentes no interface entre a cavidade de assentamento do carril e o dormente perpendicular.

11. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10, caracterizado por os referidos meios de ancoragem do carril (32,204) compreenderem: uma âncora de carril que possui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, tendo a âncora de carril uma porção em forma de gancho (140, 322) formada próximo da segunda extremidade da mesma, adaptada para se alongar em volta do segundo lado da flange do carril (16) e uma porção da superfície superior (18) da flange do carril, próxima do segundo lado da flange do carril, podendo a primeira extremidade da âncora do carril ligar-se ao conjunto de assentamento do carril para cooperar com o conjunto de assentamento do carril a fim de fixar o carril ao dormente perpendicular (12). 4

12. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma djas reivindicações 5 a 11, caracterizado por o lado interno da cavidade de assentamento do carril (38, 206) estar configurado para corresponder à porção em forma de pá da base do carril, de tal modo que a porção em forma de pá fica uniformemente afastada do lado interno da cavidade de assentamento do carril quando ligada a ela.

13. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizado por o espaço vazio (112, 298) no material elástico ter uma profundidade predeterminada de modo a limitar a quantidade de movimento vertical do carril em relação à cavidade de assentamento do carril.

14. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o espaço vazio (112, 298) ser encapsulado de modo que o ar retido no espaço vazio coopera com o material elástico para fazer com que a base do carril se movimente numa direcção ascendente e descendente em resposta à aplicação ou não de uma carga pela base do carril.

15. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a porção em forma de pá (70, 240) ter uma porção superior e uma porção inferior e por a porção inferior ser alongada relativamente à porção superior, para resistir a um momento de sobrecurvatura produzido em conjunção com uma carga lateral aplicada ao carril.

16. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a porção em forma de pá (70, 240) possuir um primeiro lado e um segundo lado e em que o primeiro e segundo lados da porção em forma de pá são superfícies relativamente planas, de tal modo que uma carga longitudinal aplicada à base do carril é uniformemente distribuída para o dormente perpendicular. 5

17. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer utnfa das reivindicações anteriores, caracterizado por o material elástico (42, 210) ser poliuretano.

18. Conjunto de fixação carril-dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dormente perpendicular (12) ser um dormente perpendicular de concreto.

19. Método para a formação de um conjunto de fixação carril-dormente adaptado para cooperar na fixação de um carril a um dormente perpendicular (12), tendo o carril (10) uma flange de carril com uma superfície inferior, e compreendendo o método os passos de: proporcionar-se uma base de carril (30, 202) com uma porção em forma de placa (68, 238) e uma porção em forma de pá (70, 240), estando a porção em forma de placa adaptada a receber a porção inferior da flange do carril, alongando-se a porção em forma de pá para baixo a partir da porção em forma de placa e tendo uma extremidade inferior (90, 260); dispor-se pelo menos uma porção da porção em forma de pá da base do carril dentro do dormente perpendicular (12); ligar-se a porção em forma de pá da base do carril ao dormente perpendicular por meio de um material elástico (42, 210), de tal modo que a porção em forma de pá da base do carril fique afastada do dormente perpendicular; e proporcionarem-se meios de ancoragem do carril (32,204) que se alongam à volta de uma porção da superfície superior da flange do carril, para fixar o carril à porção em forma de placa da base do carril (30, 202); e caracterizado por o método compreender ainda o passo de se munir o material elástico de um espaço vazio (112,298) próximo da extremidade inferior da porção em forma de pá, para permitir que a base do carril se movimente verticalmente para baixo em relação ao dormente perpendicular quando uma carga é aplicada à base do carril. 6

20. Método de acordo com a reivindicação 19, que compreende ainda o p^so de embutir uma cavidade de assentamento do carril no dormente perpendicular, caracterizado por a referida pelo menos uma porção da porção em forma de pá (70, 240) do carril, ser disposta no interior da cavidade de assentamento o carril, tendo a cavidade de assentamento do carril uma extremidade inferior, um lado externo e um lado interno, definindo o lado interno uma cavidade de recepção do carril e a porção em forma de pá da base do carril estar ligada ao lado interno da cavidade de assentamento do carril por meio de um material elástico (42, 210) de tal maneira que a porção em forma de pá da base do carril fica afastada do lado interno da cavidade de assentamento do carril.

21. Método para a formação do conjunto de fixação carril-dormente de acordo com a reivindicação 19, tendo a flange do carril uma superfície superior, uma superfície inferior, um primeiro lado e um segundo lado e compreendendo o método os passos de: proporcionar-se uma primeira e uma segunda bases de carril (30), e primeira e segunda cavidades de assentamento de carril (38), tendo cada uma das referidas bases de carril a referida porção em forma de placa e a referida porção em forma de pá, tendo a porção em forma de placa de cada base de carril, uma porção em forma de gancho que se alonga próximo da segunda extremidade da base do carril, adaptada para se alongar à volta da superfície superior da flange do carril; dispor-se pelo menos uma porção da porção em forma de pá da base do primeiro carril na cavidade de assentamento do primeiro carril; dispor-se pelo menos uma porção da porção em forma de pá (70) da segunda base de carril na cavidade de assentamento do segundo carril; ligar-se a porção em forma de pá da base do primeiro carril ao lado interno da cavidade de assentamento do primeiro carril com um material elástico (42), de tal modo que a porção em forma de pá da base do primeiro carril fica afastada do lado interno da cavidade de assentamento do primeiro carril; ligar-se a porção em forma de pá da base do segundo carril ao lado interno da cavidade de assentamento do segundo carril com um material elástico, 7 de tal modo que a porção em forma de pá da base do segundo camTfiça do lado interno da cavidade de assentamento do segundo carril; munir-se o material elástico que liga a base do primeiro carril à cavidade de assentamento do primeiro carril com um espaço vazio (112) próximo da extremidade inferior da porção em forma de pá da base do primeiro carril, para permitir que a base do primeiro carril se movimente verticalmente para baixo, em relação ao dormente perpendicular, quando é aplicada uma carga à base do primeiro carril; munir-se o material elástico (42) que liga a base do segundo carril à cavidade de assentamento do segundo carril, com um espaço vazio próximo da extremidade inferior da porção em forma de pá da base do segundo carril, para permitir que a base do segundo carril se movimente verticalmente para baixo, em relação ao dormente perpendicular, quando uma carga é aplicada à base do segundo carril; e embutirem-se as cavidades de assentamento dos primeiro e segundo carris no dormente perpendicular (12) numa relação paralela, afastada. Lisboa, 3 1 MAIO ίυυ'ι Dra. Maria Silvina Ferreira Agente Oficial de Propredade Industrial

R. Castilho, 50-5! - 1263 - 163 LISBOA ifs. 213 851339 - 2136150 50