PT920554E - Peca de cruzamento para agulhas e cruzamentos - Google Patents

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DESCRIÇÃO "PEÇA DE CRUZAMENTO PARA AGULHAS E CRUZAMENTOS" [0001] A invenção refere-se a uma peça de cruzamento para agulhas e cruzamentos de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1. Uma peça de cruzamento deste tipo ficou a ser conhecida pela patente EP 0 282 796. Nessa patente, como também de resto em todas as peças de cruzamento conhecidas, é mantido, por meio de peças de calço, um afastamento entre as patas de lebre e a ponta da peça de cruzamento, para assegurar uma determinada largura do trilho de passagem do verdugo da roda. Para nesta peça de cruzamento garantir uma certa elasticidade dos componentes que a compõem, a peça de cruzamento é atravessada, com folga, por uma bucha, sendo esta bucha apoiada de ambos os lados, através de elementos espaçadores, em peças de calço, que por sua vez se encontram alojadas em câmaras de talas de junção das patas de lebre. As patas de lebre encontram-se ligadas uma à outra por meio de um perno, das peças de calço, dos elementos espaçadores e da bucha, formando deste modo este conjunto uma unidade rígida. Só a ponta da peça de cruzamento pode mover-se na horizontal e na vertical, dentro de limites predefinidos de folga, em relação às duas patas de lebre. As duas patas de lebre e a ponta da peça de cruzamento assentam numa placa de aletas que comporta aletas que se levantam na vertical e que servem de batentes para os patins das patas de lebre e da ponta da peça de cruzamento, no que se refere a movimentos horizontais, e que devido à folga hnri zontal predefinida admitem uma determinada mobilidade horizontal controlada.

[0002] A patente WO 94/02683 mostra uma peça de cruzamento formada por dois troços de carril unidos sem soldadura, que se encontram aparafusados um ao outro por intermédio de peças de cai-

-v ço e de um perno que atravessa as almas das patas de lebre e da peça de cruzamento. Para manter os dois troços de carril da pon-ta da peça de cruzamento, que não são soldados, numa posição relativa bem definida, os troços de carril da peça de cruzamento são atravessados sem folga por uma bucha ou então as superfícies viradas uma para a outra dos troços da peça de cruzamento encontram-se acoplados um ao outro por um contorno perfilado, como por exemplo um denteado que se estende na direcção longitudinal, denteado esse cujos flancos de dente encostam uns aos outros sem folga.

[0003] Uma peça de cruzamento semelhante à da patente EP 0 282 796 ficou também a ser conhecida pelas patentes EP 0 281 880 BI e DE 37 08 233 AI.

[0004] Nas agulhas as peças de cruzamento simples e rígidas encontram-se de maneira geral dispostas nos locais em que a face do lado de dentro do verdugo das rodas corta as duas superfícies de rolamento na zona de cruzamento, para assegurar uma passagem isenta de problemas da roda. As superfícies de rolamento das rodas têm uma largura tal que cobrem a largura do trilho e a largura da ponta da peça de cruzamento, que está no limite de poder suportar a carga da roda. Durante esta passagem livre do verdugo da roda a superfície de rolamento, que transmite a carga da roda aos carris, deve permitir sem problemas a passagem por cima de superfícies de rolamento que se cruzam, sem destruir a ponta da peça de cruzamento, que é estreita. Í0005J As peças de cruzamento simples e rígidas, compostas por carris e compreendendo três partes principais (isto é, as duas patas de lebre e a ponta da peça de cruzamento simples) estão aparafusadas umas às outras por meio de peças de calço, o que deve também impedir o deslocamento longitudinal provocado por variações de temperatura e pela frenagem. Estas ligações roscadas das peças de cruzamento simples e rígidas, hoje em dia desi- 2

U/ gnadas por ligações roscadas HV (ligações roscadas com aperto de alta resistência), apresentam, para além de custos de fabrico e de manutenção muito elevados, ainda outros defeitos técnicos significativos, que têm consequências muito inconvenientes, principalmente sobre a vida útil da via. Os custos de produção muito elevados devem-se principaimente ao facto de, em vez dos carris normais habitualmente utilizados na via férrea e nas agulhas, se aplicarem para a ponta carris maciços com o perfil de um carril normal. Para poder soldar a secção transversal de soldadura das duas pontas constituídas por carris maciços, torna-se necessário maquinar na zona critica, por levantamento de aparas, não só a ponta principal como também a ponta secundária, isto é, fresá-las na maior parte dos casos até metade da sua largura. Antes de soldar estas duas secções transversais para formar uma ponta de peça de cruzamento simples, torna-se necessário pré-aquecer a zona a soldar até cerca de 400 a 500 °C, para que não se produzam fissuras durante a soldadura do aço para carris, que contém um elevado teor de carbono. Esta temperatura deverá ser mantida durante todo o tempo de realização da soldadura. Na maioria dos casos a temperatura não é no entanto mantida a este valor, de modo que há formação de aço martensítico na zona da soldadura, o que faz com que as costuras se rompam passado pouco tempo ou os carris de ponta se partam, o que infelizmente ainda hoje acontece com muita frequência.

[0006] Além disso efectua-se frequentemente um melhoramento ou também uma perlitização da zona de transição da superfície de rolamento, na direcção da pata de lebre para a ponta ou vice-versa, para reduzir o desgaste. Durante o melhoramento ou a per-1 i t i zação são no entanto oriqinadas descarbonizações na zona inicial e na zona final, que conduzem a uma menor resistência mecânica destas zonas, o que na prática se faz sentir, já pouco depois da colocação em serviço, por um maior volume de manutenção, devido às assim chamadas amolgaduras resultantes de um material macio.

[0007] Pela patente DE 33 39 442 Cl ficou também a ser conhecido um processo de acordo com o qual a ponta da peça de cruzamento é provida de um rebaixo na zona do maior desgaste, que será nomeadamente a zona inicial. Nesse rebaixo é firmemente inserida uma pastilha de ponta de peça de cruzamento, feita de metal duro à base de aço-manganês, u metal duro à base de aço-manganês é fixado à pressão, sendo essa fixação produzida por um processo de contracção a baixa temperatura. Se bem que este processo melhore a vida útil da ponta da peça de cruzamento, é no entanto muito complicado e caro e cria além disso uma ponta de peça de cruzamento praticamente inelástica.

[0008] Torna-se necessário abrir furos que não só atravessam os blocos da ponta da peça de cruzamento como também as patas de lebre, o que por um lado provoca custos elevados e por outro lado conduz a roturas de carril, se os bordos dos furos não forem correctamente escareados. A ligação tanto quanto possível isenta de folgas das superfícies de encosto das peças de calço com as câmaras de talas de junção das patas de lebre acarreta elevados custos de fabrico. O principal causador do elevado desgaste e da vida útil relativamente curta que dai resulta é a rigidez demasiado elevada da zona de transição da superfície de rolamento da roda na direcçâo da pata de lebre para a ponta e vice-versa, devido à secção transversal demasiado compacta, isto é, devido ao momento de inércia total em torno do eixo X do conjunto formado pela pata de lebre, pela ponta da peça de cruzamento e pelas peças de calço. É certo que na patente EP 0 282 796 se tenha já reconhecido que estes problemas podem ser resolvidos prevendo uma maior elasticidade do que aquela que até agora se verificava, isto é, prevendo uma mobilidade vertical da ponta da peça de cruzamento e em relação à pata de lebre, para deste modo poder absorver esforços relativamente pequenos na zona fraca da ponta da peça de cruzamento e esforços elevados nas zonas com uma maior secção transversal de carril. Pelo facto de ambas as patas de lebre continuarem a estar acopladas ngida- 4 mente uma à outra por intermédio da ponta da peça de cruzamento, o momento de inércia daquelas patas de lebre continua a ser relativamente elevado. Além disso e para conseguir uma função de barra de torção a ponta da peça de cruzamento encontra-se apoiada naquela zona à maneira de um braço em consola, isto é, a extremidade livre dessa ponta pode detlectir na vertical, enquanto que a zona traseira dessa ponta se encontra fixada rigidamente. Isto faz com que a parte dianteira da ponta da peça de cruzamento seja flectida para o lado de baixo quando os rodados passarem por cima dela, sendo a superfície de rolamento solicitada à tracção na zona da fixação da ponta, o que provoca roturas de carril já após um tempo de exploração bastante curto.

[0009] Comparando a inércia, isto é, o momento de inércia da zona de transição de duas patas de lebre, de duas peças de calço e eventualmente também ainda da ponta à base de carris maciços, é fácil constatar que uma tal zona de transição actua como um bloco rígido, gue devido à sua rigidez provoca fenómenos de esmagamento na zona de impacto. Tomando ainda em consideração que as rodas de veículos ferroviários nunca são exactamente redondas, o que eventualmente é provocado pela elevada rigidez do ponto de impacto das peças de cruzamento simples, quando tomadas de ponta ou também de topo, torna-se evidente que aqui reside uma outra e grande causa do desgaste. Para poder eliminar durante o serviço este desgaste por esmagamento vertical na ponta da peça de cruzamento e nas patas de lebre, efectua-se na prática uma soldadura de sobreposição, tanto nos carris de ponta como também nas patas de lebre da via. Frequentemente esta soldadura de sobreposição não é efectuada de maneira competente, nomeadamente quando o aquecimento não é suficientemente forte, de modo que a peça de cruzamento parte já após um período de instalação curto, devido a formação de aço martensítico, tornando-se por isso frequentemente necessária uma substituição da peça. 5

-r.e [0010] Também a rigidez horizontal, que, devido ao momento de inércia muito elevado em torno do eixo y de toda a peça de cruzamento, corresponde a um múltiplo da de um carril simples, solicita em demasia os verdugos da roda. Em boa verdade seria necessário, para reduzir o desgaste nos verdugos da roda, configurar a pata de lebre de maneira a torná-la elástica na direcção horizontal, nomeadamente quando a passagem pelo cruzamento se efectua com a parte dorsal da roda.

[0011] Do ponto de vista da técnica de condução das rodas o maior defeito das actuais peças de cruzamento reside no facto de as patas de lebre não serem sobreelevadas em concordância com a forma cónica das superfícies de rolamento das rodas. Isto faz com que, ao tomar o cruzamento de ponta, o eixo do rodado desça consideravelmente na vertical quando as patas de lebre forem de altura igual à da ponta, verificando-se então uma forte aceleração vertical daqueles rodados. Enquanto isto o ponto de assentamento da superfície de rolamento da roda desloca-se mais para o lado de fora da roda, na direcção dos diâmetros mais reduzidos da superfície de rolamento, o que tem como consequência uma velocidade periférica consideravelmente menor da roda do lado da peça de cruzamento, enquanto que a roda de um rodado que se encontra do lado de dentro da curva é puxada na direcção do verdugo do rodado e rola sobre um ponto de assentamento da roda com um diâmetro maior. Este fenómeno pode também ser entendido como sendo paradoxo, uma vez que a roda que se encontra do lado de fora da curva rola sobre um diâmetro significativamente menor do que a roda que rola do lado de dentro da curva, sendo este efeito provocado pelo verdugo da roda.

[0012] Uma vez que a actual ponta da peça de cruzamento, ao ser tomada de ponta no sentido contrário ao da marcha, se encontra abaixada para formar uma superfície de rolamento que descai com um ângulo agudo, o rodado, ao fazer a transição da pata de lebre para a ponta rígida da peça de cruzamento, para além da mudança 6

brusca do diâmetro mais pequeno do ponto de assentamento da roda para um diâmetro maior, isto é, passando a ter uma velocidade periférica bastante maior, é ainda catapultado no sentido contrário a direcção de aceleração que até ai se verificava, isto é, não para o lado de baixo mas sim na direcção oposta e com declive para o lado de cima. Isto constitui tanto para o rodado como também para o ponto de impacto sobre a ponta rígida da peça de cruzamento a causa de esmagamentos plásticos da superfície de rolamento da ponta e provavelmente também a causa para a marcha irregular das superfícies de rolamento das rodas» [0013] No que se refere à elasticidade da actual construção da peça de cruzamento pode afirmar-se que não só a peça de cruzamento utilizada há mais de cem anos, na maioria dos casos fundida a partir de aço-manganês duro, mas também a peça de cruzamento com ligação roscada assentam na agulha praticamente como se se tratasse de um bloco rígido, isto é, como um corpo estranho,, Não existe presentemente uma construção elástica minimamente adequada, elasticidade essa que se deveria orientar pela elasticidade do carril normal. Nas peças de cruzamento com ligação roscada a zona de transição situa-se frequentemente, para além disso, sobre uma chulipa, o que aumenta ainda mais a rigidez,. Para além disso encontram-se ainda dispostas nesta zona peças de calço, de modo que o momento de inércia em torno do eixo X, que é determinante para a deflexão elástica vertical da ponta da peça de cruzamento, é aproximadamente mais do que o quíntuplo do de um carril normal. 0 comportamento é semelhante ou ainda pior quando se trata da transição de uma pata de lebre para a ponta da peça de cruzamento, quando esta peça de cruzamento for feita de fundição, e este comportamento é ainda pior nas peças de cruzamento em bloco, pelo motivo de aí o momento de inércia não ser só o quíntuplo mas frequentemente mais do que o décuplo do de um carril normal. 7 [0014] Todos os defeitos e inconvenientes atrás referidos das peças de cruzamento simples e rígidas até hoje conhecidas são no essencial: rigidez vertical e horizontal demasiado grande, isto é, uma elasticidade vertical e horizontal demasiado reduzida; grande desperdício de material; - delapidação de recursos; - disponibilidade demasiado pequena das peças de cruzamento rígidas; - despesas de conservação demasiado elevadas; - preços de aquisição em novo demasiado altos; sobreelevação não susceptível de ser corrigida de maneira simples; soldaduras de ligação e de sobreposição feitas de maneira não competente, e muitas outras causas mais, que são evitadas pela implementação da presente invenção» [0015] 0 objectivo primário da presente invenção é o de aperfeiçoar a peça de cruzamento do tipo de início referido de tal maneira que com recursos de fabrico e de material mais reduzidos se consiga uma vida útil mais longa e uma maior disponibilidade da peça de cruzamento na via férrea.

[0016] De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se pela adopção das caracteristicas enunciadas na reivindicação 1. Formas de configuração e aperfeiçoamentos vantajosos da invenção encontram-se expostos nas reivindicações secundárias.

[0017] A invenção baseia-se no conhecimento adquirido de que os três componentes principais, que são, a saber, as duas patas de lebre e a ponta da peça de cruzamento, podem ser totalmente de-sacoplados uns dos outros no que se refere â sua massa ou ao seu

Ow’ momento de inércia, se forem eliminadas as peças de calço e a ligação roscada das mesmas. Assim, não só cada um dos três componentes principais (duas patas de lebre e uma ponta de peça de cruzamento) fica totalmente desacoplado das outras partes como também, através da omissão das peças de calço e das ligações roscadas, se poupa adicíonalmente em massa, reduzindo deste modo ainda mais o momento de inércia. A posição relativa destas três partes principais na direcção horizontal é assegurada por aletas que se levantam na vertical e que estão fixadas a uma placa de aletas, aletas entre as quais as partes principais são no essencial mantidas em posição sem folgas (com tolerâncias muito apertadas) . A fixação elástica vertical das três partes principais está a cargo de molas de aperto elásticas, que apertam as três partes principais só na zona da placa, conferindo-lhes uma elasticidade vertical. A largura do trilho de passagem é assegurada pelas aletas da placa de aletas, bem como pela maquinação adequada dos patins e das cabeças das patas de lebre e da ponta da peça de cruzamento. As placas de aletas por sua vez encontram-se fixadas a chulipas, de preferência por intermédio de uma ligação roscada. Pelo facto de cada uma das três partes principais se poder deformar de maneira completamente livre em relação às outras, e isto de forma predominantemente elástica e na direcção vertical, pode reduzir-se fortemente o golpe de impacto muito forte que até agora se fazia sentir durante a transição da superfície de rolamento da roda na direcção da pata de lebre para a ponta e vice-versa, de modo que o desgaste por esmagamento que até agora se verificava na ponta da peça de cruzamento rígida e nas patas de lebre é substancialmente reduzido e na maioria dos casos mesmo completamente eliminado.

[0018] De acordo com um aperfeiçoamento da invenção as partes de carril que formam a ponta da peça de cruzamento são constituídas por carris normais soldados pelas suas zonas de cabeça e de patim ao longo de todo o comprimento da ponta da peça de cruzamento . 9

[0019] De acordo com um outro aperfeiçoamento da invenção encontra-se inserida uma placa intercalar especialmente elástica entre cada patim das patas de lebre ou da ponta da peça de cruzamento e a superfície de assentamento do lado de cima das placas de aletas. Isto faz com que cada uma das três partes principais possa oscilar só por si com a sua frequência própria, o que aumenta a elasticidade, melhorando em virtude disso também o conforto de marcha e prolongando ainda substancialmente a vida útil do cruzamento.

[0020] De acordo com mais um aperfeiçoamento da invenção é possível prever, para além destas placas intercalares elásticas, outras camadas intermédias suplementares de espessura variável. Isto permite, através da inserção suplementar destas camadas intermédias, que têm uma determinada espessura, ajustar sem problemas e com uma grande precisão a sobreelevação pretendida da superfície de transição, por baixo de cada zona de patim da pata de lebre ou da ponta da peça de cruzamento. Deste modo também é possível compensar um desgaste já ocorrido, sem que se torne necessário proceder a uma soldadura de sobreposição, seguida de um refazer do perfil da superfície de rolamento na zona da soldadura por sobreposição. Isto faz com que as despesas de conservação sejam substancíalmente reduzidas, devendo referír-se que o mais importante é no entanto o incremento da disponibilidade do ob-jecto da invenção, que pode atingir quase 100 % do período de exploração da via férrea.

[0021] De acordo com o estado actual da técnica só se apertam elasticamente e na vertical em relação às placas de aletas as zonas do lado de fora do patim das patas de lebre, e isto por intermédio de moías de aperto ou também de outros elementos tensores, o que faz com que as forças de aperto por cada lado de aperto tenham no máximo um valor de 10 a 15 kN. 10 Γ\ \ ’ι \ [0022] De acordo com um aperfeiçoamento da invenção são também apertadas agora por meio de molas de aperto elásticas ou de dispositivos similares as zonas do lado de dentro dos patins das patas de lebre e os dois lados de fora do patim da ponta da peça de cruzamento, conseguindo-se durante essa fixação de preferência forças de aperto da ordem dos 10 a lá JcN por ponto de aperto. Isto faz com que as três zonas - a ponta da peça de cruzamento e as duas patas de lebre - sejam cada uma por si apertadas com uma força que antigamente correspondia à de toda a peça de cruzamento rígida. Devido a esta vantagem o dispositivo de segurança contra deslocamento, que é necessário e que deve impedir um deslocamento das patas de lebre em relação à ponta da peça de cruzamento na direcçao longitudinal dos carris, pode ser produzido de maneira substancialmente mais económica, sendo em virtude disso uma construção mais ligeira. Um dispositivo de segurança contra deslocamento deste tipo encontra-se descrito mais em pormenor nas reivindicações secundárias e na descrição que se segue.

[0023] Ocorrendo um desgaste total ou uma rotura de uma pata de lebre e/ou de uma ponta de peça de cruzamento, cada uma destas partes singulares pode ser substituída só por si de maneira fácil e rápida, o que aumenta significativamente a disponibilidade do objecto da invenção dentro do conjunto formado pela via de serviço.

[0024] O tempo de utilização das peças de cruzamento simples e rígidas, que são fortemente solicitadas, era até agora, de acordo com a experiência e consoante os esforços a que estavam submetidas, de três a quatro anos, em parte também um pouco mais longo. Com esta invenção o tempo de utilização é significativamente aumentado, uma vez que não há pontos fracos nem na construção, nem na soldadura dos dois carris de ponta que formam a ponta da peça de cruzamento, de modo que em virtude disso o pre- 11 \ ν Γ'Ν

7 co total de aquisição em novo é perfeitamente secundário quando comparado com o do estado actual da técnica, [0025] Uma outra grande vantagem da invenção reside no facto de se poder proceder a uma eliminação ecologicamente correcta, muito simples e económica da ponta da peça de cruzamento ou também de uma ou de ambas as patas de lebre.

[0026] Instalações de manobra, que na maioria dos casos e por razões económicas apresentam peças de cruzamento simples e rígidas, encontram-se frequentemente instaladas na proximidade de áreas residenciais. O apoio totalmente elástico dos pontos de assentamento das patas de lebre e da ponta da peça de cruzamento faz com que se consiga uma forte redução da emissão de ruídos.

[0027] Uma outra vantagem especial da invenção reside na possibilidade de ajustar facilmente em altura as superfícies de rolamento não só de ambas as patas de lebre como também da ponta da peça de cruzamento, para compensar um desgaste vertical destas partes e também a do dispositivo de segurança contra deslocamento. A adaptação das molas de aperto, que serão por exemplo do tipo "SKL" e que se encontram vulgarizadas na Alemanha e que até à data são utilizadas nas vias e agulhas, faz-se sem problemas. De acordo com a presente invenção os pontos de assentamento das molas de aperto situam-se no essencial à mesma altura, contrari-amente ao que acontece com as habituais molas de aperto SKL, nas quais os dois pontos de assentamento se situam a alturas diferentes. Para, especialmente ao descrever uma curva, reduzir a força de guiamento entre as duas patas de lebre e os dois carris de ponta, mas também entre a ponta da peça de cruzamento e as duas patas de lebre, os três componentes principais são apertados na zona dos respectivos pontos de apoio com uma elasticidade vertical com o auxílio de molas de aperto ligeiramente modificadas. Uma vez que entre as duas patas de lebre, os dois carris de ponta e também entre as duas patas de lebre e a ponta da peça de 12

cruzamento existirem zonas de patim com alturas no essencial iguais entre si, as molas de aperto conhecidas são modificadas de tal maneira que as duas zonas de assentamento ficam a situar-se à mesma altura. Deste modo pode prescindir-se das peças de calço, que são caras e que aumentam substancialmente a rigidez da peça de cruzamento.

[0028] Para poder montar no local da obra e no mais curto espaço de tempo uma peça de cruzamento de acordo com a invenção, essa peça de cruzamento é entregue no local da obra já completamente montada e provida das respectivas placas de aletas. Isto faz com que uma peça de cruzamento rígida e simples, optimizada sob todos os pontos de vista, possa ser montada sem problemas no mais curto intervalo de tempo. Peças de reserva, tais como as duas patas de lebre e as pontas da peça de cruzamento, podem ser mantidas em armazém, de modo que dentro do mais curto intervalo de tempo e sem grande volume de material em stock se pode contar com uma disponibilidade para o serviço em linhas férreas a quase cem porcento do objecto da invenção.

[0029] Em relação aos apertos verticais e elásticos das diversas zonas de aperto deverá observar-se:

Para manter tão larga quanto possível a largura de patim de ambas as patas de lebre (do lado de dentro) , mas também da ponta da peça de cruzamento (do lado de fora) , as aletas tensoras do lado de dentro são executadas de maneira a ficarem mais estreitas e mais altas - mantendo a mesma capacidade de carga - do que as aletas do lado de fora, e isto para manter tão grandes quanto possível as larguras do patim de carril e para poder substituir, guando necessário, os parafusos de gancho sem desmontar os carris. Esta largura está harmonizada com a largura normalizada dos parafusos de gancho habitualmente utilizados no sistema de aperto SKL, que é de 24 mm, o que, assumindo um entreferro de 1 mm de cada lado da aleta, resulta numa largura total de 24 mm. Uma vez que a estabilidade estática da ponta da peça de cruzamento 13

depende unicamente da largura do patim de carril na zona das placas, estas placas de aletas são alargadas, para que as mesmas não se dobrem durante o aperto, ficando em consequência disso côncavas e mostrando em serviço um efeito de "bombear". Estas placas são ainda prémoldadas de modo a ficarem convexas e fabricadas a partir de um aço de grão fino de alta resisLência.

[0030] Nas agulhas para cargas pesadas o patim deveria ser um pouco estreitado ao longo de metade da largura da aleta, mas só na zona do lado de dentro dessa placa. Uma vez que a aleta é forjada ao comprimento a partir de uma só peça e seguidamente soldada à placa de base, as correspondentes zonas de patim só são escateladas ao longo de um comprimento máximo de 120 mm.

[0031] Nas peças de cruzamento menos solicitadas (como por exemplo no tráfego suburbano) os dois patins podem ser desbastados com plaina ou fresados ao longo de todo o seu comprimento e em conformidade com a correspondente largura de aleta, significando isto que o fabrico se pode fazer de maneira económica.

[0032] Os aspectos e as vantagens mais importantes da invenção são mais uma vez resumidos da seguinte maneira: [0033] A peça de cruzamento e as patas de lebre terem uma ligação verticalmente elástica com as placas de aletas das chulipas por intermédio das molas de aperto (SKL). A unidade monobloco até agora usual, constituída por uma peça de cruzamento rígida e pelas patas de lebre, é portanto dividida em carris individuais. Cada um destes carris individuais tem por si só uma elasticidade própria, de modo que o objecto da invenção se comporta na prática, do ponto de vista do comportamento oscilatório e de amortecimento, como um carril normal de via férrea. Prescinde-se das peças de calço até agora utilizadas, bem como das ligações roscadas, também até agora usadas. 14 tf.- [0034] Os carris singulares são mais fáceis de substituir» Por debaixo dos carris podem montar-se posteriormente camadas intermédias suplementares de matéria sintética, com as quais é possível conseguir um ajuste em altura sem escalonamento das superfícies de rolamento. Torna-se desnecessária a reparação das patas de lebre por soldadura de sobreposição, como acontecia até agora. 0 aperto efectua-se na vertical com o auxílio de molas de aperto. Os diversos patins de carril têm na zona em que se encontram muito perto uns dos outros um entreferro lateral de cerca de 1 mm. As extremidades dos dois carris normais, que se estendem sem soldadura topo a topo ao longo de todo o comprimento da ponta da peça de cruzamento e que formam a dita ponta, são soldadas uma à outra pela sua cabeça e pelo seu patim numa zona tão curta quanto possível. Para este efeito entram em linha de conta processos de soldadura tais como a soldadura de compressão a gás, a soldadura a arco com gás de protecção C02, a soldadura indutiva à compressão, a soldadura por feixe de electrões e a soldadura por raios laser.

[0035] Na zona de transição da roda, quando a mesma passa da ponta para a pata de lebre e vice-versa, esta última é sobreele-vada de tal maneira que se consegue uma compensação da diferença de altura do perfil de faixa de rolamento da roda, que actual-mente é cónico.

[0036] A ponta da peça de cruzamento é constituída por dois carris normais, por exemplo do tipo UIC 60, que foram maquinados por levantamento de aparas na zona das suas pontas e especifica-mente nas suas zonas de cabeça e de patim justapostas, e isto de acordo com o estreitamento na zona da qeometria da ponta, sendo a cabeça e o patim da ponta assim formada soldados por meio de costuras longitudinais em V ou por meio de outras formas de realização de costuras de soldadura. 15

[0037] A parte dianteira da ponta também pode ser fabricada de maneira a formar uma peça inteiriça que terá a forma de uma peça moldada, obtida na forja ou por vazamento, sendo a mesma seguidamente soldada pela sua cabeça e pelo seu patim às pontas da peça de cruzamento já soldadas umas às outras. ÍQ038] Uma vez que sobre a pata de lebre e a ponta da peça de cruzamento incidem grandes esforços na direcção longitudinal por acção das dilatações e da frenagem, torna-se necessário prever entre estas três partes principais um assim chamado dispositivo de segurança contra deslocamento, que impede um deslocamento longitudinal, acompanhado de um afastamento da ponta da peça de cruzamento em relação às patas de lebre. Este dispositivo de segurança contra deslocamento é montado tão perto quanto possível da zona de transição da roda e tem a particularidade especial de cada alma das patas de lebre e da ponta da peça de cruzamento se encontrar ligada individualmente por meio de uma roscagem de alta resistência às partes do dispositivo de segurança contra deslocamento.

[0039] O ajuste das alturas variáveis das patas de lebre é necessário para compensar o desgaste das cabeças dos carris das patas de lebre, designadamente na zona de transição da roda, Entre os parafusos e as furações alargadas abertas nas almas dos carris para formar o dispositivo de segurança contra deslocamento prevêem-se buchas excêntricas. 0 dispositivo de segurança contra deslocamento será então do tipo monobloco em cada um dos lados.

[0040] De acordo com uma variante da invenção, cada lado do dispositivo de segurança contra deslocamento tem uma execução bipartida, com várias superfícies de contacto, que se estendem tanto na direcção longitudinal como na direcção transversal, superfícies essas que transmitem os esforços longitudinais da ponta às patas de lebre e vice-versa. Na direcção longitudinal es- 16

'4^ΑΛΛλ/ Χ· tes esforços são por exemplo da ordem de grandeza dos 600 a 800 kN. Para compensar as diferenças de altura em caso de desgaste das superfícies de rolamento das patas de lebre, tanto se utilizam calços intermédios suplementares como calços de diferentes espessuras, que serão inseridos por baixo dos patins das patas de lebre.

[0041] As duas partes do dispositivo de segurança contra deslocamento, que se complementam, podem ser deslocadas uma em relação à outra na vertical para conseguir um ajuste em altura dos carris. Estes dispositivos podem, através das superfícies de contacto, transmitir elevados esforços na direcção longitudinal dos carris, esforços esses que são um múltiplo dos do dispositivo de segurança contra deslocamento de acordo com o estado actu-al da técnica, que é actualmente utilizado habitualmente em lâminas de agulha. Uma pequena folga de mobilidade entre as superfícies de contacto pode amortecer os esforços longitudinais a transmitir ao longo dos carris. Também na direcção perpendicular aos carris é possível limitar o movimento por meio de superfícies de contacto com folga de mobilidade.

[0042] As partes do dispositivo de segurança contra deslocamento, que engrenam umas nas outras à maneira de um pente, podem ter também uma configuração em forma de trapézio.

[0043] A invenção é de seguida explicada mais em pormenor mediante exemplos de realização, em conjugação com o desenho.

[0044] As figuras do desenho mostram;

Fig, 1 uma vista em planta da peça de cruzamento de acordo com a invenção;

Fig. 2 uma vista em alçado lateral da ponta da peça de cruzamento representada na fig. 1; 17

^ΑΛΑν

Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 uma vista em alçado lateral da altura da superfície de passagem da roda de ambas as patas de lebre, de acordo com a invenção, na peça de cruzamento da fig. i; um corte ao longo da placa 249 da fig. 1; uma vista em planta da representação em corte da fig. 4 (junto da placa 249) ; um corte ao longo da placa 251 da fig. 1; uma vista em planta da representação em corte da fig. 6; uma vista em planta de uma parte da peça de cruzamento de acordo com a invenção, com um dispositivo de segurança contra deslocamento de acordo com uma primeira variante da invenção; um corte ao longo da linha B-B da fig. 8; um corte ao longo da linha C-C da fig. 8, através do dispositivo de segurança contra deslocamento, de acordo com uma primeira variante da invenção; diferentes vistas e representações em corte de uma primeira variante do dispositivo de segurança contra deslocamento; uma vista em planta, seccionada, de uma parte da peça de cruzamento, em conformidade com a segunda variante de um dispositivo de segurança contra deslocamento de acordo com a invenção; uma vista em planta, seccionada, de uma parte da peça de cruzamento, segundo uma terceira variante de um disposx- 18

tivo de segurança contra deslocamento de acordo com a invenção;

Fig. 14 um corte ao longo da linha I-I da fig. 13;

Fig» 15a a 15c cortes ao longo das linhas I-I, G-G e h-h, res-pectivamente, da fig. 13;

Fig, 16 uma vista em planta de uma placa de aletas utilizada no âmbito da invenção;

Fig, 17 um corte ao longo da linha E-E da fig. 16;

Fig, 18 uma vista em alçado lateral de uma aleta do lado de dentro da placa de aletas das fig» 16 e 17;

Fig. 19 uma vista em alçado lateral de uma aleta do lado de fora da placa de aletas das fig. 16 e 17;

Fig. 20 uma secção transversal de duas partes de carril que formam uma ponta da peça de cruzamento, durante o processo de pré-aquecimento para uma soldadura aberta à pressão; t,

Fig, 21 um corte semelhante ao da fig, 20, mas após conclusão da soldadura aberta à pressão;

Fig. 22 um corte semelhante ao da fig. 20 de duas partes de carril, que formam uma ponta da peça de cruzamento, durante o processo de aquecimento de uma soldadura fechada à pressão;

Fig. 23 um corte semelhante ao da fig. 22, após conclusão da soldadura fechada à pressão. 19 Γ\

/ Γ0045] índices de referência idênticos nas diversas figuras referem-se a partes iguais ou que se equivalem do ponto de vista funcional.

[0046] A fig. 1 mostra uma vista em planta de uma peça de cruzamento de acordo com a invenção. Os dois carris normais 4 e 5, que em conjunto formam a ponta 3 da peça de cruzamento, são prolongados para além do seu ponto teórico de cróssima e soldados pela sua cabeça e pelo seu patim na zona dianteira, para dar forma à ponta 3 da peça de cruzamento. De cada um dos lados da ponta 3 da peça de cruzamento encontra-se igualmente disposta uma pata de lebre 1 e 2, formando-se um trilho condutor 11. As partes de carril atrás referidas assentam em placas de aletas 246-253 ou 223 (estes números referem-se à nomenclatura utilizada pela Deutsche Bahn AG - Caminhos de Ferro Alemães S.A.) .

[0047] Contrariamente ao que se verifica no estado actual da técnica, as partes da peça de cruzamento, tais como as patas de lebre 1 e 2 e a ponta 3 da peça de cruzamento, não se encontram ligadas rigidamente umas às outras por meio de peças de calço e de ligações roscadas, mas sim cada uma delas é apertada elasti-camente na vertical por meio de molas de aperto 26, 27, 28 ou 29 contra a respectiva placa de aletas 246-253 e 223. Em particular as patas de lebre 1 e 2 estão apertadas do seu lado de fora da maneira convencional por meio de molas de aperto 26, podendo estas molas de aperto ser por exemplo molas de aperto convencionais do tipo SKL 12. Na zona em que as patas de lebre se encontram directamente dispostas frente a frente, isto é, junto das placas de aletas 246 e 247, prevê-se um aperto das patas de lebre pelo lado de dentro, sob a forma de uma mola de aperto 27 que exerce pressão sobre os patins virados para o lado de dentro das patas de lebre 1 e 2, que estão localizadas frente a frente. Nas zonas em que a pata de lebre se encontra frente à ponta da peça de cruzamento prevêem-se fixações por aperto entre a ponta e a pata de lebre, sob a forma de molas de aperto 28, que se 20

--f7 apoiam por um lado no patim da pata de lebre e por outro no patim da ponta da peça de cruzamento. Na parte não soldada da peça de cruzamento, em que os carris de ponta têm um maior afastamento entre si, prevê-se uma fixação por aperto do lado de dentro, sob a forma de uma mola de aperto 29, que assenta sobre os patins virados para o lado de dentro destas duas pontas.

[0048] Todos os componentes dos carris encontram-se portanto apertados elasticamente na vertical contra as placas de aletas. No restante estão desacopladas umas das outras. Assim cada uma das três partes principais (duas patas de lebre e uma ponta de peça de cruzamento) pode oscilar de forma inteiramente livre em relação às restantes peças e deformar-se elasticamente, tanto verticalmente como horizontalmente. Isto faz com que durante a passagem da faixa de rolamento da roda, da pata de lebre para a ponta da peça de cruzamento e vice-versa, o golpe de impacto seja fortemente amortecido devido à existência de elasticidades individuais, de modo que já praticamente não ocorre o desgaste por esmagamento que até agora se fazia sentir.

[0049] Uma vez que as partes principais já só são no essencial fixadas por aperto de atrito entre o patim do carril e as placas de aletas, por acção das molas de aperto, torna-se necessário assegurar que as peças principais não se possam mover umas em relação às outras ou então só se possam mover ao ponto de o trilho condutor 11 ser mantido com uma largura suficientemente grande. Para impedir um deslocamento entre a ponta 3 da peça de cruzamento e as patas de lebre 1 e 2 na direcção longitudinal dos carris, prevê-se um dispositivo de segurança contra deslocamento 30, que no presente caso se encontra disposto entre as placas de aletas 250 e 251, podendo no entanto alternativamente ser também disposto entre as placas de aletas 249 e 250. O dispositivo de segurança contra deslocamento 30 será explicado mais em pormenor em conjugação com as fig. 8 a 14. 21

[0050] o dispositivo de segurança contra deslocamento só actua na direcção longitudinal dos carris, evitando portanto um acoplamento vertical dos componentes principais, de modo que também nesta zona não é aumentado o momento de inércia. Este dispositivo de segurança contra deslocamento 30 é aparafusado à alma da ponta 3 da peça de cruzamento e à correspondente alma da pata de lebre 1 ou 2. Por esse motivo estas patas de lebre e a ponta estão providas nesta zona das furações 31 e 32, que se reconhecem na fig. 9.

[0051] A fig. 2 mostra numa vista em alçado lateral a ponta 3 da peça de cruzamento, com a zona 6 da ponta que foi fresada. Além disso reconhece-se a zona de transição 34 situada entre as placas 248 e 249, zona na qual a superfície de rolamento da peça de cruzamento se encontra ligeiramente rebaixada ao longo de um curto troço.

[0052] A fig. 3 mostra uma vista em alçado lateral da pata de lebre 1, encontrando-se as ilustrações das fig. 1, 2 e 3, no que se refere à posição relativa das partes principais, alinhadas na direcção longitudinal dos carris.

[00533 Finalmente reconhece-se ainda na fig. 1 que todas as placas de aletas 246-253 e 223 se encontram aparafusadas às chuli-pas, não estão representadas na figura, por meio de tira-fundos 33.

[0054] Para que cada um dos carris não se possa deslocar perpendicularmente à orientação longitudinal dos carris, prevêem-se nao placas de aletas nervuras levantadas verticalmente, entre as quais as partes de carril são no essencial mantidas em posição sem folga (com folgas apertadas) . Na prática esta folga só tem um valor máximo de cerca de 0,5 a 1 mm„ Estas placas de aletas serão descritas mais em pormenor em conjugação com as fig,. 12 a 15. 22

/· Γ00553 Finalmente deverá chamar-se a atenção, no que se refere à fig. 3, para o facto de a pata de lebre 1 ter uma ligeira sobre-elevação em relação à altura de superfície de rolamento da ponta da peça de cruzamento, na área compreendida entre os dois pontos 35, em correspondência com a forma cónica da faixa de rolamento da roda, de modo que a roda não desce nem sobe ao passar da ponta da peça de cruzamento para a pata de lebre e vice-versa. A altura da face superior do carril da pata de lebre encontra-se representada pela linha mais fina 36, que entre os pontos 35 tem em relação à superfície de rolamento 37 da pata de lebre um traçado plano (horizontal)„ [0056] A fig. 4 mostra um corte ao longo da linha A-A, junto da placa 249 da fig. 1. Nesta região a ponta 3 da peça de cruzamento apresenta ainda em larga medida a sua plena altura e suporta ainda uma parte da carga exercida pela roda.

[0057] Os dois carris contínuos de ponta 4 e 5 também se encontram ligados um ao outro pela cabeça e pelo patim por meio de uma soldadura a arco com gás de protecção C02.

[0058] A placa de aletas 249 tem duas aletas levantadas e verticais 39a e 39b e duas aletas laterais 40 e 41, mais baixas que as anteriores., O afastamento entre as aletas 40 e 39a ou entre as aletas 39b e 41 corresponde à largura do patim 16 das patas de lebre 1 e 2 existente neste sítio, havendo quanto muito uma folga muito reduzida com um máximo de 0,5 a 1 mm, de modo que o patim 16 das duas patas de lebre 1 e 2 se encontra fixado entre as correspondentes aletas 40 e 39a ou 41 e 39b na direcção perpendicular ao eixo longitudinal dos carris. As duas patas de lebre 1 e 2 assentam em placas intercalares 42, que têm uma espessura de por exemplo 9 mm e são de preferência constituídas por um material elástico. Além disso encontra-se inserida entre a placa intercalar e a face de baixo do patim uma placa intercalar suplementar 43, por meio da qual se pode ajustar a sobreelevaçâo 23 c

r acima referida da pata de lebre em relação à face superior do carril da ponta da peça de cruzamento. Estas placas intercalares 43 são facilmente intermutáveis e podem ser substituídas por uma placa intercalar mais grossa quando houver desgaste da superfície de rolamento das patas de lebre, o que faz com que se possa prescindir da soldadura de sobreposição até agora utilizada e de início descrita, para reabilitar a superfície de rolamento das patas de lebre 1 e 2.

[0059] As partes dos patins de carril 16' viradas para o lado de fora encontram-se apertadas verticalmente e elasticamente, por meio de molas de aperto 26 convencionais, contra o lado de cima 38 da placa de aletas. Para este efeito encontra-se fixada às aletas do lado de fora 40 ou 41 um parafuso com gancho 44, utilizando-se para o efeito uma fixação de cauda de andorinha. A partir do suporte de parafuso projecta-se um perno roscado, no qual se encontra enroscada uma porca 45 com anilha plana, o que faz com que a rnola de aperto 26 seja por um lado apertada de encontro à placa de aletas 249 e por outro lado de encontro ao patim 16' virado para o lado de fora de cada uma das patas de lebre 1 ou 2. Na fig. 4 reconhece-se também nitidamente que a mola de aperto 26 assenta a alturas distintas na placa de aletas e no patim. Da mesma maneira os dois patins do lado de dentro das patas de lebre 1 e 2 são apertados por uma fixação interior de pata de lebre em relação à placa de aletas 249, encontrando-se igualmente aplicado às aletas do lado de dentro 39a e 39b um parafuso com gancho provido de uma porca 45, através do qual as molas de aperto 28 são apertadas com o auxílio da porca 45 e de uma anilha plana 46. A mola de aperto 27 assenta nos dois patins 16 e 49 da correspondente pata de lebre e da ponta da peça de cruzamento, e isto no essencial a alturas aproximadamente iguais.

[0060] Na fig. 4 reconhece-se também claramente que as duas patas de lebre 1 e 2 se encontram completamente desacopiadas uma 24

da outra na direcção vertical, podendo por isso oscilar livremente e independentemente uma da outra ou então podendo flectir elasticamente. Como já se referiu, as molas de aperto 2 6 do lado de fora são elementos tensores convencionais do tipo utilizado na Deutsche Bahn AG sob a designação de SKL 12. Na planta que a fig. 5 mostra as molas de aperto 28 para a fixaçao do lado de dentro têm no essencial a mesma forma que a da mola de aperto 26. 0 corte transversal que a fig. 4 mostra distingue-se no entanto pelo facto de ambos os lados assentarem no essencial à mesma altura sobre o lado de dentro dos patins de carril 16 de ambas as patas de lebre e da ponta da peça de cruzamento.

[0061] A fig. 5 mostra uma vista em planta da área da placa de aletas 249 representada em corte na fig. 4. Também neste caso a placa de aletas tem quatro aletas, de maneira análoga à da placa 248, isto é, comporta duas aletas 40 e 41 do lado de fora, maís baixas, e duas aletas 39a e 39b do lado de dentro, mais altas. Os dois carris de ponta, que em conjunto formam a ponta 3 da peça de cruzamento, isto é, os carris normais 4 e 5, encontram-se soldados um ao outro pela sua cabeça e pelo seu patim e estão cada um deles providos de patins 49 virados para o lado de fora, sobre os quais assentam fixações interiores de pata de lebre e de carril de ponta, fixações essas que neste caso têm igualmente a configuração de molas de aperto, distinguindo-se no entanto das molas de aperto 28 pelo facto de o apoio nos patins 49 da ponta 3 da peça de cruzamento se efectuar a uma altura mais baixa do que a do apoio nos patins 16 das patas de lebre 1 e 2.

[0062] Deverá referir-se que na zona da placa de aletas 249 as duas patas de lebre 1 e 2 se encontram mais sobreelevadas por acção de uma grossa camada intercalar 43 suplementar, o que é ilustrado pela linha 37 (fig. 4), que representa a altura da superfície de rolamento (face superior do carril) das patas de lebre 1 e 2, e pela superfície de rolamento 36 da ponta 3 da peça 25

c: t. de cruzamento, que se encontra deslocada para o lado de baixo em relação àquela outra linha.

[0063] A fig. 6 mostra um corte através da placa de aletas 251, isto é, numa zona em que os carris normais 4 e 5 acabam de fazer a transição da zona da ponta em que se encontram separados para a zona da ponta da peça de cruzamento em que se encontram soldados, o que é tornado visível pela costura de soldadura 51 da fig. 7. Neste local a placa de aletas tem um total de cinco aletas, que são as duas aletas do lado de fora 40 e 41, as duas aletas para a fixação das patas de lebre e dos carris de ponta 39a e 39b, bem como uma aleta central 52 que, estando situada entre o carril de ponta 4 e o carril de ponta 5, mantém um certo afastamento entre estas duas partes de ponta na direcção perpendicular à da extensão longitudinal dos carris. Uma vez que nesta zona o lado de fora dos patins dos carris de ponta 4 e 5 apresenta ainda em larga medida o perfil normal dos carris normais, as molas de aperto para a fixação interior das patas de lebre e dos carris de ponta 28 estão configuradas de tal maneira que possuem de ambos os lados a mesma altura de assentamento. Podem no entanto utilizar-se em principio as mesmas molas de aperto que se aplicam nas fixações do lado de dentro das patas de lebre das fig. 4 e 5. Deverá observar-se ainda que no objecto da invenção as duas patas de lebre terminam já a seguir à placa 251, enquanto que as mesmas, de acordo com o estado actual da técnica, só terminam a seguir à placa 253. Este encurtamento tornou-se possível devido à muito maior elasticidade horizontal das duas patas de lebre, que só são apertadas junto dos seus patins.

[0064] A fig. 7 mosira uma vista em planta do corte representado na fig. 6. Aqui reconhece-se nomeadamente a zona de transição da parte soldada da ponta 3 da peça de cruzamento (costura de soldadura 51) para os carris normais 4 e 5, assim como a aleta estreita 52. 26

[0065] A fig. 8 mostra numa vista em planta uma primeira variante do dispositivo de segurança contra deslocamento 30, com cinco parafusos de cada lado, tendo sido omitidas as cabeças dos carris de ponta e das patas de lebre, dispositivo esse que se encontra localizado na zona da ponta da peça de cruzamento, entre as placas de aletas 250 e 251, isto ê, numa região em que os dois carris de ponta já se encontram soldados um ao outro pela sua cabeça e pelo seu patim. O dispositivo de segurança contra deslocamento 30 é constituído por dois pares de elementos de segurança contra deslocamento 57 e 58, dos quais o do lado de fora se encontra apertado contra a pata de lebre 1 ou 2 e o do lado de dentro 58 contra a correspondente ponta 3 da peça de cruzamento. A fixação efectua-se de preferência por meio de parafusos 59 que atravessam a furação 32 (fig. 3) da pata de lebre, bem como por meio de parafusos 60 que passam através das furações 31 dos dois carris de ponta 4 e 5. Cada um dos dois elementos de segurança contra deslocamento de um par tem um corpo de base 62 ou 63 que se projecta para dentro da câmara de talas de junção 18 das patas de lebre 1 e 2 ou para dentro da câmara de talas de junção 61 dos carris de ponta 4 e 5, corpo esse que se estende paralelamente à correspondente alma do carril e que é apertado pelo correspondente parafuso 59 ou 60, de modo a entrar na câmara de talas de junção, contra a alma do carril. Além disso cada elemento de segurança contra deslocamento 57 e 58 apresenta elementos de batente 64 ou 65, que se projectam perpendicularmcnte ao eixo longitudinal dos carris, numa posição horizontal, a partir do corpo de base 62 ou 63, elementos esses que se encontram desalinhados uns em relação aos outros na direcção longitudinal dos carris, de modo que os elementos de batente 64 e 65 de um par 57, 58 engrenam uns nos outros à maneira de um pente, formando assim batentes contra um deslocamento longitudinal de um carril 1 em relação ao carril vizinho 4 ou do carril 5 em relação ao carril 2 na direcção longitudinal dos carris. Em conformidade com o exposto os elementos de batente têm uma conformação tal que, ao colocar os carris da via férrea, se assentam primei- 27

j ν το os carris de ponta 4 e 5 com os elementos de segurança contra deslocamento 58 já aparafusados sobre as placas de aletas, fazendo-se descer seguidamente na vertical e do lado de cima as patas de lebre com os elementos de segurança contra deslocamento 57, também já aparafusados, ao que os elementos de batente 57 e 58 engrenam uns nos outros à maneira de um pente, ficando a assegurar o alinhamento de um carril em relação ao outro ao longo da sua direcção longitudinal. Os elementos de batente 64 e 65 dos correspondentes elementos de segurança contra deslocamento 57 e 58 formam, como se depreende da fig. 9, um copo 73 aberto para o lado do carril que lhe fica em frente, para assegurar a introdução do parafuso 59 e o alojamento da cabeça do parafuso.

[0066] Para assegurar também o afastamento entre os carris e deste modo a largura do trilho condutor, os elementos de batente têm, como melhor se reconhece na parte da esquerda da fig. 8 e principalmente na fig. 9, troços de parede 67 e 68 que se estendem na vertical e que engrenam uns nos outros, formando assim um batente na direcção perpendicular ao eixo longitudinal dos carris, que é a direcção y. Estes troços de parede verticais 67, 68 só se estendem ao longo de aproximadamente metade do comprimento dos elementos de batente 64 e 65, medido perpendicularmente em relação ao eixo longitudinal dos carris, e começam na extremidade livre dos elementos de batente. Nesta configuração os elementos de batente verticais 67, ligados aos carris normais 4 ou 5, estendem-se de baixo para cima, isto é, a partir do patim do carril na direcção da cabeça do carril, enquanto que inversamente os troços de parede vertical 68 ligados à pata de lebre 1 ou 2 se estendem de cima para baixo, isto é, a partir da cabeça do carril na direcção do patim dn carril, para permitir que as patas de lebre possam ser inseridas pelo lado de cima em conjunto com os respectivos elementos de segurança contra deslocamento.

[0067] Se bem que os carris vizinhos 1 e 4 ou 5 e 2 se encontrem ligados uns aos outros por meio dos elementos de segurança con-

tra deslocamento, não há no entanto um acoplamento rígido, como por exemplo acontece com as peças de calço convencionais, podendo as partes de carril em vez disso flectir, mover ou oscilar na vertical independentemente umas das outras, ficando assim totalmente desacopladas umas das outras na direcção vertical, no que se refere ao momento de inércia, tanto mais que a massa principal desta disposição se encontra prevista na proximidade do eixo neutro X.

[0068] Na fig. 11 reconhece-se ainda melhor o dispositivo de segurança contra deslocamento. Cada elemento de segurança contra deslocamento 57 e 58 tem batentes 64 e 65 que comportam entre si recessos 7 5, cada um dos quais recebe o batente 64 ou 65 que fica defronte do mesmo, de modo que os elementos de segurança contra deslocamento engrenam uns nos outros à maneira de um pente. Os batentes 64 e 65, que se projectam a partir do respectivo corpo de base 62 e 63, têm uma abertura cilíndrica 73 em cujo fundo existe uma furação 74 destinada a fazer passar o parafuso de fixação. Os dois batentes laterais extremos de cada elemento de segurança contra deslocamento 57 e 58 têm abas 67, 68, que se estendem verticalmente e que engrenam igualmente umas nas outras (ver o corte A-A) , o que faz com que a pata de lebre e a ponta da peça de cruzamento sejam também mantidas juntas na direcção perpendicular ao eixo longitudinal dos carris, isto é, na direcção y, obtendo-se deste modo uma segurança contra inclinação lateral dos carris. Mesmo assim não há, como se deverá acentuar muito particularmente, qualquer acoplamento na direcção vertical, de modo que todos os carris, isto é, a ponta da peça de cruzamento e as duas patas de lebre, se podem mover livremente na vertical em relação aos outros carris, só se fazendo também sentir neste contexto o momento de inércia de cada um dos carris, o que aumenta substancialmente a elasticidade vertical.

[0069] 0 técnico especializado poderá depreender sem problemas outros pormenores com base nas fig. 9 a 11. 29 Γ“ [0070] A ficf. 12 mostra uma variante de um dispositivo de segurança contra deslocamento, com três parafusos de cada lado, num corte de uma vista em planta. Também neste caso o dispositivo de segurança contra deslocamento é composto por dois pares de elementos de segurança contra deslocamento 57 e 58, dos quais o do lado de fora 57 se encontra apertado por meio de três parafusos de encontro à alma da pata de lebre 1 ou 2 e o elemento 58 está igualmente apertado por meio de três parafusos 60 de encontro às almas 4 e 5 dos carris normais que formam a ponta da peça de cruzamento. Cada uma das almas atrás referidas possui furações para a passagem dos parafusos. Também neste caso cada um dos dois elementos de segurança contra deslocamento 57 e 58 de um par tem um corpo de base 62 ou 63, que se projecta para o interior da câmara de talas de junção das patas de lebre ou dos carris de ponta, corpo esse que se estende paralelamente à correspondente alma do carril e a partir do qual sobressaem os dentes 93-98, que servem de elementos de batente e que engrenam uns nos outros à maneira de um pente. Nesta configuração o elemento de segurança contra deslocamento 57, fixado à pata de lebre 1 ou 2, tem dois dentes 93 e 94 desalinhados um em relação ao outro na direcção longitudinal dos carris, enquanto que o elemento de segurança contra deslocamento 58 fixado ao carril normal 4 apresenta dois pares de dentes 95, 96 e 97, 98, alojando cada par destes dentes entre si o dente 93 ou o dente 94. No exemplo de realização da fig. 12 os dentes 93 e 94 têm, visto em planta, a forma de um trapézio, cora uma base de dente alargada, o que faz com que estes dentes possam suportar grandes esforços. O espaço livre entre os dentes 95 e 96 ou 97 e 98 tem por isso também uma forma trapezoidal, de modo que os elementos de segurança contra deslocamento engrenam uns nos outros com uma folqa reduzida (2 a 3 mm). Uma vez que a ocorrência de esforços que actuam na direcção longitudinal dos carris provoca também, devido à forma trapezoidal dos dentes, uma componente de esforço dirigida perpendicularmente à direcção longitudinal dos carris, prevêem-se em ambas as extremidades de um par de elementos de segurança contra ρ., £ deslocamento 57, 58 qanchos 67, 68 que engrenam uns nos outros e que suportam estes esforços transversais o [0071] A variante da fig„ 13 distingue-se da da fig. 12 pelo facto de os dentes 93 a 98 terem, visto em planta, um perfil rectangular, pelo que se omitiram os ganchos.

[0072] Como se reconhece nas representações em corte das fig. 15a e 15b, os diversos dentes de um elemento de segurança contra deslocamento são ligados entre si por perfis 99 ou 100, encontrando-se estes perfis dispostos paralelamente ao plano de rolamento e desalinhados uns em relação aos outros. No exemplo de realização representado na figura o perfil 99 do elemento de segurança contra deslocamento 58 ligado à ponta da peça de cruzamento encontra-se situado acima do perfil 100 do elemento de segurança contra deslocamento 57 ligado à pata de lebre. Isto permite, quando a pata de lebre já se encontra fixada na via férrea, que a peça de cruzamento possa ser inserida pelo lado de cima.

[0073] A fig. 15c mostra um corte transversal dos ganchos que suportam os esforços transversais.

[00 74] A fig. 14 ilustra mais uma vez, sob a forma de um corte ao longo da linha I-I da fig. 13, a engrenagem à maneira de um pente dos dentes 93 a 98 e dos perfis 99 e 100 que fazem de ponte aos dentes.

[0075] A fig. 16 mostra uma vista em planta e a fig. 17 um corte transvsrsal de uma placa de aletas do tipo utilizado no âmbito da presente invenção. 0 exemplo de realização com quatro aletas aqui representado entra em linha de conta para as placas de aletas 250 e 251 da fig. 1, devendo chamar-se a atenção para o facto de nas fig. 12 e 15 as aletas serem paralelas umas às outras e perpendiculares à aresta longitudinal da placa de aletas, en- 31 quanto que na prática (ver fig. 1) terão evidentemente de estar orientadas sob um ângulo agudo, que é aquele que os carris fazem entre si. A placa de aletas é constituída por uma placa superior 83 rectangular e alongada, a partir de cuja face superior se projectam verticalmente as aletas 40, 39a, 39b e 41. O afastamento entre as superfícies situadas frente a frente das aletas 40 e 39a, bem como das aletas 39b e 41, corresponde do lado de fora a metade da largura do patim do carril e do lado de dentro ao patim encurtado das patas de lebre, correspondendo o afastamento entre as faces das aletas 39a e 39b, que ficam frente a frente, à largura adaptada do patim de ambos os carris soldados um ao outro da ponta da peça de cruzamento. Além disso as placas de aletas têm de ambos os lados furações 85, através das quais é possível fazer passar parafusos de fixação (por exemplo os tira-fundos 33 da fig. 1 ou também parafusos de passagem para chuli-pas de betão), que servem para obter uma fixação em relação à chulipa.

[0076] As aletas 40 e 41 por um lado e 39a, 39b por outro têm alturas diferentes, em conformidade com as alturas distintas dos pontos de assentamento das molas de aperto» As aletas têm um corpo de base em forma de paralelepípedo e encontram-se fixadas à placa 83, podendo essa fixação ser efectuada por meio de uma soldadura directa ou por meio de uma soldadura mediante um furo, para o que se utilizam por exemplo uns curtos pernos cilíndricos 86, que se encontram ligados às aletas por forjamento e que são inseridos em furações da placa 83» [0077] As fig. 18 e 19 mostram vistas em alçado lateral das aletas 39a e 41, re.spectivamente. Todas as aletas têm do seu lado de cima 87 uma abertura 88 que, na vista em planta da fig. 17, tem uma forma rectangular que se alarga para o lado de baixo na direcção da placa 83, de modo a formar uma reentrância 89 em forma de cauda de andorinha» Estas reentrâncias em forma de cau- 32

da de andorinha 89 sequram as fixações por parafuso 44, do tipo de cauda de andorinha (fig„ 4), de encontro à placa de aletas.

[0078] A fig. 20 mostra uma secção transversal de dois carris normais, que formam a ponta da peça de cruzamento, antes da sua soldadura "aberta". O corte que a figura mostra situa-se por exemplo entre as placas de aletas 249 e 250 da fig. 1. Os carris de ponta 34 e 5 a soldar um ao outro são previamente maquinados nas superfícies viradas umas para as outras da cabeça de carril 15, do patim 16 e da alma 17, sendo os carris neste caso soldados um ao outro unicamente pelas suas superfícies 52 situadas na zona da cabeça e 53 situadas na zona do patim. Nos exemplos de realização das fig. 20 e 21 trata-se de uma assim chamada soldadura aberta, em que as superfícies a soldar uma a outra 52-52 e 53-53 apresentam um afastamento horizontal, no interior do qual se encontra disposto um queimador oxiacetilénico ou um aquecedor indutivo 54 ou 54' destinado ao aquecimento. Com este queimador ou aquecedor as superfícies a soldar uma à outra são aquecidas até à temperatura de soldadura. Seguidamente retiram-se os queimadores ou aquecedores 54 ou 54' desta zona, por exemplo por basculamento para o lado de fora, sendo as duas partes de carril apertadas uma contra a outra, daí resultando então as costuras de soldadura 55 e 56., Esta soldadura por compressão aberta distingue-se pelo facto de o cordão de soldadura ser relativamente pequeno. Além do mais consegue-se que as duas almas de carril 17 fiquem situadas bem junto uma da outra, sendo o seu afastamento 56' de só 3 a 4 mm no máximo, o que faz com que a estabilidade seja substancialmente incrementada, nomeadamente na zona dianteira da ponta 3 da peça de cruzamento.

[0079] A fig. 21 mostra a ponta da peça de cruzamento após a mesma ter sido soldada junto do seu patim, formando a costura de soldadura 56 e junto da sua cabeça, formando a costura de soldadura 55. 33 [0080] As fig. 22 e 23 mostram uma representação semelhante à da das fig. 20 e 21, mas referida a uma soldadura fechada por compressão. Os grupos de aquecimento 54 e 54" são colocados acima da cabeça 15 e por baixo do patim 49 dos carris de ponta 4 e 5, sendo as superfícies 52 e 53 a soldar uma à outra comprimidas uma de encontro à outra com uma determinada pressão prévia. Tendo sido realizado o pré-aquecimento e verificando-se uma queda de pressão devido ao amolecimento do material, inicia-se automaticamente a operação de soldadura.

[0081] As juntas a soldar podem ter um comprimento considerável, da ordem de grandeza de 1 a 2 m, ou mesmo maior. Apesar deste comprimento as costuras soldadas por compressão apresentam uma excelente qualidade de material, uma vez que não se utilizou qualquer material aditivo de soldadura e não ter havido pratica-mente nenhum pré-aquecimento suplementar critico, como acontece durante a soldadura de acordo com o estado actual da técnica, que é uma soldadura em ambiente de gás de protecção C02» [0082] Na fig. 23 reconhece-se que o cordão de soldadura 55 é um pouco maior na soldadura fechada do que na soldadura aberta por compressão. Dos lados de fora da cabeça e do patim este cordão de soldadura é removido, por exemplo por rectificação, tendo esta operação já sido realizada na representação que a fig. 23 mostra.

Lisboa, 13 de Março de 2001

ACEMUn. OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAI». 34

Claims (16)

1. Vi 7 REIVINDICAÇÕES lo Peça de cruzamento rígida para agulhas e cruzamentos, com duas patas de lebre e uma ponta de peça de cruzamento, disposta entre aquelas patas, ponta essa que forma em conjunLu com as ditas patas de lebre trilhos condutores que confluem sob um ângulo agudo e que se destinam a dar livre passagem ao verdugo de uma roda, estando para esse efeito as duas patas de lebre e a ponta da peça de cruzamento assentes numa placa de aletas com aletas que se levantam verticalmente em relação à placa, estando disposto entra cada par dessas aletas um patim das patas de lebre e o patim da ponta de peça de cruzamento, caracterizada por as patas de lebre (1, 2) e a ponta (3, 4, 5, 6) da peça de cruzamento se encontrarem fixadas com elas ticidade vertical à placa de aletas (247 a 253) por meio de molas de aperto (26, 27, 28, 29) com elasticidade na direcção vertical, e por a posição horizontal das patas de lebre (1, 2) em relação à ponta (3, 4, 5, 6) da peça de cruzamento e consequentemente a largura do trilho condutor (11) ser exclusivamente assegurada pelas aletas (39, 39a, 39b, 40, 41), entre as quais os patins das patas de lebre ou da ponta da peça de cruzamento, respectivamente, são mantidas em posição com uma folga quase nula.
2. 2. Peça de cruzamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por cada uma das patas de lebre (1, 2) e a ponta (3, 4, 5, 6) da peça de cruzamento assentarem em placas intercalares (42, 43) dispostas entre o patim do correspondente carril e a placa de aletas (247 a 253).
3. 3. Peça de cruzamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por as placas intercalares (42, 43) serem especialmente elásticas pelo facto de serem feitas a partir de um elas- tómero„ 1

   b \y.
4. 4. Peca de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 2 ou 3, caracterizada por as patas de lebre (1, 2) terem na zona de passagem da roda da peça de cruzamento para a pata de lebre e vice-versa uma sobreelevação em relação à altura da face superior do carril, isto é, em relação à altura da superfície de topo do carril da ponta da peça de cruzamento, e isto por acção de placas intercalares (42, 43) com uma espessura diferenciada que corresponde à forma cónica da banda de rolamento da roda.
5. 5. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada por cada uma das molas elásticas de aperto, destinadas ao aperto entre o patim (16) virado para o lado de dentro das patas de lebre e o patim da peça de cruzamento que lhe fica em frente, assentarem unicamente nos patins de carril acabados de mencionar e estarem fixadas à res-pectiva aleta (39a, 39b).
6. 6. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada por as molas de aperto (28) estarem apoiadas na zona dianteira fresada (6) da ponta da peça de cruzamento, sobre o lado de cima da zona rebaixada (6) e sobre os vizinhos patins (16) das patas de lebre (1 ou 2, res-pectivainente) e estarem fixadas às aletas (39a, 39b).
7. 7. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada por as molas de aperto (27, 28, 29) lo calizadas do lado de dentro exercerem uma força de compressão de 10 a 15 kN por cada ponto de apoio.
8. 8. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizada por as placas de aletas (247 a 253) terem uma prémoldagem convexa virada para o lado dos carris,, 2
9. 9. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizada por as aletas (39, 39a, 39b, 40, 41) das placas de aletas (247 a 253) terem uma largura menor do que as aletas do lado de fora (40, 41).
10. 10. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizada por após a zona da transição da roda da pata de lebre para a peça de cruzamento e vice-versa se encontrar montado nas partes de carril situadas frente a frente um dispositivo de segurança contra deslocamento (30), que impede um movimento de umas partes de carril em relação às outras na direcção longitudinal desses carris, permitindo no entanto uma flexão vertical ou uma oscilação dessas partes de carril.
11. 11. Peça de cruzamento de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por cada dispositivo de segurança contra deslocamento (30) ser formado por um par de elementos de segurança contra deslocamento (64, 65) que é fixado à alma do carril (1, 4; 2, 5) que lhe está associada, engrenando esses elementos à maneira de um pente ao longo da direcção longitudinal dos carris „
12. 12. Peça de cruzamento de acordo com a reivindicação 11, caracte rizada por cada um dos elementos de segurança contra deslocamento (64, 65) comportar uma aba vertical (68, 67) que se projecta a partir da extremidade livre do respectivo elemento de segurança contra deslocamento, ao que os troços verticais de parede (67, 68) se agarram alternadamente pelo lado de trás, formando assim um batente na direcção perpendicular ao eixo longitudinal dos carris.
13. 13. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizada por as partes de carril que formam a ponta (3, 6) serem formadas ao longo de todo o comprimento da 3 ponta da peça de cruzamento por carris normais soldados um ao outro pelas suas zonas de cabeça e de patim.
14. 14. Peça de cruzamento de acordo com a reivindicação 13, caracte-rizada por as partes de carril a soldar uma à outra serem ligadas entre si por uma soldadura aberta à compressão, na qual as partes de carril a soldar uma à outra se encontram dispostas com um determinado afastamento entre si, sendo neste espaçamento enfiado um grupo de aquecimento (54), que é retirado quando for atingida a temperatura de soldadura, sendo as duas partes de carril a soldar uma à outra seguidamente comprimidas uma de encontro à outra.
15. 15. Peça de cruzamento de acordo com a reivindicação 13, caracte-rizada por as partes de carril a soldar uma à outra serem soldadas por meio de uma soldadura fechada à compressão, na qual as partes de carril a soldar uma à outra são comprimidas uma de encontro à outra e se colocar na zona da soldadura um grupo de aquecimento (54).

    Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 15, caracterizada por a soldadura à compressão ser uma soldadura autogénea à compressão ou uma soldadura à compressão por via indutiva.
16. 17. Peça de cruzamento de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 16, caracterizada por a soldadura à compressão ser uma soldadura autogénea à compressão ou uma soldadura laser à compressão com folha compensadora.

    Lisboa, 13 de Março de 2001 3ENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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