PT99512A - Travessa de material sintetico destinado a construcao de superestruturas de vias-ferreas - Google Patents

Description

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 25 30 64.017 Ref: 31109

* A invenção refere-se a uma travessa de material sintético para utilização em superestruturas de vias-férreas, apresentando a seguinte constituição: num material sintético, nomeadamente espuma de poliuretano de alta resistência, são inseridos, em direcção longitudinal da travessa, núcleos de reforço que têm por objectivo a rigidez e/ou a ancoragem de tirafundos. Travessas sintéticas do tipo acima mencionado podem ser encontradas, por exemplo, na AT-PS 387 412. Neste sistema já conhecido, os núcleos de reforço são constituídos, em parte, por placas de aglomerado de madeira, utilizando adicionalmente chapas com um perfil relativamente complicado, a fim de melhorar a ancoragem dos tirafundos no interior das travessas sintéticas. A partir da AT-PS 305 330 já é conhecida tambénijuma forma de execução de travessas sintéticas deste tipo em que se prevêjem reforçoájde aço nas áreas de fixação dos carris. Este sistema, com reforços centrais de aço, apresenta o perigo de surgirem fendas na largura ou altura da espuma de poliuretano adjacente a estes reforços, nomeadamente quando .se verifica a passagem de cargas muito pesadas e cargas muito grandes sobre o eixo. Travessas sintéticas deste tipo são fabricadas normalmente com a ajuda de uma caixa de moldar que apés a introdução dos elementos que formam o núcleo, é cheia com poliuretano. 0 processo de endiurecimento dá origem a um aumento de volume, e conforme a forma da caixa de moldar, são obtidos os contornos exteriores de uma travessa sintética deste tipo. As estruturas das travessas sintéticas conhecidas até hoje, tinham a desvantagem, comparadas com as travessas tradicionais de madeira, betão ou aço, de poderem ser utilizadas apenas até a uma carga de no máximo 17 t sobre o eixo. Foram observadas muitas vezes fendas nas áreas laterais do núcleo de reforço no interior - -3 - 35 64.017 Ref: 31.109

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 25 30 de perfis ainda favorece, adicionalmente, uma melhor resistência de flexão da travessa, apresentando os núcleos, ao mesmo tempo, um peso baixo. Outro melhoramento no que respeita' à rigidez em áreas que tenham de suportar uma carga extremamente elevada e, sobretudo, um posicionamento exacto e se guro dos perfis colocados em direcção longitudinal das travessas, podem ser obtidos pelo facto de a construção ser feita de modo a que os perfis, na área subjacente ao assentamento dos carris, formem uma caixa oca em conjunto com pelo menos duas chapas sobrepostas e em paralelo em relação ao assentamento dos carris, sendo feita a ligação, de preferência, por soldadura. 0 perfil de caixa, formado desta maneira, possibilita uma ancoragem segura das buchas para a fixação de tirafundos, podendo os núcleos de reforço estender-se para a caixa oca, desde que se possa assegurar que o material sintético ao formar a espuma também penetre na área do perfil de caixa. A fim de conseguir uma fixação segura das buxas em perfurações nestas chapas, a construção poder ser feita, de preferência, de forma a que as chapas apresentem furos para a colocação das buchas para os tirafundos, em que os furos tenham, de preferência, numa direcção uma dimensão superior ao diâmetro da bucha. Consequentemente, o alargamento uniaxial destes furos para a colocação das buchas assegura, aquando da formação da espuma, o penetrar da massa sintética, que em seguida endurece, na área das buchas ou, respectivamente, no interior da caixa oca, limitada pelas superfícies paralelas e pelos perfis, de modo que se melhore a resistência à trac-ção e se garanta a absorção de momentos de derrubamento através de tirafundos deste tipo num sistema simples de an coragem. Uma construção deste tipo, e tendo em consideração um peso próprio particularmente baixo, dá origem também a um aumento considerável da vida útil das travessas.

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A da espuma de poliuretano, sobretudo quando as cargas sobre o eixo eram mais elevadas. A invenção aqui apresentada tem como objectivo o aperfeiçoamento da travessa sintética do tipo acima mencionado, de modo a ser capaz de suportar com segurança também cargas mais elevadas sobre o eixo sem que exista o perigo de se formarem fendas, oferecendo, ao mesmo tempo, a possibilidade de um fabrico particularmente simples e uma ancoragem segura dos tirafundos ou semelhantes. Para alcançar este objectivo, a travessa, segundo a invenção, é caracterizada por) no seu essencial, os bordos longitudinais do núcleo de reforço serem sobrepostos por perfis que ultrapassam a altura dos núcleos. Verificou--se que pelo facto de os núcleos de reforço que se encontram em direcção longitudinal em relação à travessa, apresentarem agora nos seus bordos longitudinais adicionalmente um perfil que ultrapassa a altura destes núcleos, deixaram de aparecer fendas nos bordos dos núcleos de reforço, mesmo no caso de haver cargas mais elevadas sobre o eixo. Através dos perfis que no sentido da altura ultrapassam a altura do núcleo de reforço, não foi melhorada apenas a rigidez do núcleo de reforço, mas também foi diminuída, com eficácia, a formação^le fendas. Um aperfeiçoamento preferencial da travessa, segundo a invenção, prevê que a construção seja feita de tal modo que- os perfis tenham a forma de perfis em U ou C e que as pontas livres de um perfil estejam voltadas para as pontas livres do perfil oposto. Uma construção deste tipo em que os perfis são colocados em direcção longitudinal ao longo dos bordos dos núcleos de reforço, tem como consequência um posicionamento melhor e mais seguro dos núcleos, em que as pontas livres, viradas para dentro, destes perfis em U ou C apresentam uma certa elasticidade contrária à formação de fendas. Esta forma 35 64.017 Ref: 31.109

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 25 A fim de assegurar que na área das buchas o material dos núcleos de reforço não impeça a espuma de poliuretano de penetrar realmente no interior do perfil oco, a construção é feita, de preferência, de tal forma que os núcleos no interior da caixa oca, formada pelos perfis e pelas cha pas, apresentam na área das perfurações das chapas igualmente perfurações, cujo diâmetro ultrapassa o diâmetro exte rior das buchas.

Um aumento da vida útil e, sobretudo , um aumento da estabilidade quando suporta cargas muito elevadas sobre o eixo, pode ser conseguido também pelo facto de a superfície da chapa virada para o assentamento do carril apresentar um revestimento de um material distribuidor de pressões, nomeadamente uma placa de um material sintético com retículas ou nós. Um revestimento distribuidor de pressões deste tipo é designado normalmente como "construct material", sendo um revestimento que além de uma distribuição melhor de pressões implica também uma melhor fixação do poliuretano nas superfícies lisas metálicas. De forma já conhecida, os núcleos de reforço podem ser constituídos por placas de madeira, nomeadamente placas de aglomerado de madeira, podendo ser utilizados materiais de construção muito baratos que ao mesmo tempo proporcionam grande estabilidade e uma ancoragem segura dos parafusos.

Para melhorar o efeito isolante da travessa, a construção prevê de preferência, buchas de um material sintético.

Em seguida, o invento é explicado mais em pormenor através de um exemplo de execução representado em esquema nos desenhos anexos, os quais mostram na Fig. 1 um corte longitudinal através de uma travessa sintética, segundo a invenção, juntamente com um carril fixado, representado também em esquema; na Fig. 2 a tra- _ 6 = 1 1 5 15

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64.017 Ref: 31.109 vessa sintética vista por cima, segundo Fig. 1 e em direcção da seta II, mas sem representação do carril; na Fig. 3 um corte segundo a linha III-III das Fig. 1 e 2, em escala aumentada, na área do posicionamento dos tira-fundos para a fixação do carril na travessa sintética, segundo a invenção; na Fig. 4 um corte semelhante ao da Fig. 3, segundo a linha IV-IV das Fig. 1 e 2, numa área fora do assentamento do carril; e na Fig. 5, também em escala aumentada, e visto por cima, uma chapa com posição essen-jCialmente paralela em relação ao assentamento do carril que juntamente com os perfis forma uma caixa oca.

Nas Figs. 1 e 2, o P 1 designa uma travessa sintética com um núcleo de reforço formado por uma placa de aglomerado de madeira 2 que se encontra em direcção longitudinal da travessa. Como se compreenderá ainda melhor através da^figuras seguintes, o núcleo de reforço 2 é limitado por perfis 3 nos bordos que decorrem em direcção longitudinal da travessa, ultrapassando estes perfis a altura do núcleo 2. Na área do assentamento do carril 4, fixado na travessa sintética 1 por parafusos 7, esboçados no esquema, e através da interposição de uma placa perfilada 5 e uma placa distribuidora de pressões 6 e revestimentos amortecedores eventualmente existentes, os perfis 3, colocados em direcção longitudinal do núcleo de reforço 2, estão ligados entre si através de, pelo menos, duas chapas 8 sobrepostas e essencialmente paralelas em relação ao assentamento do carril. Os perfis 3, ligados entre si sobretudo através de soldadura, assim como as chapas 8 formam então uma estrutura de caixa oca que envolve o núcleo de reforço, ou seja, a placa de aglomerado! de madeira 2 por completo. As chapas 8 apresentam perfurações 9 a fim de se assentarem as buchas sintéticas 10 para a fixação dos tirafundos. Mais, são indicadas na Fig. 2 perfurações 11 adicionais nas chapas 8 cuja função é assegu n. - 30 64.017 Ref: 31.109

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 25 30 rar que, aquando da moldagem das travessas pela espuma, o material sintético possa penetrar duma forma que será explicada mais pormenorizadamente com a ajuda das seguintes figuras. Decorrendo em direcção longitudinal das travessas 1, veêm-se nitidamente nas Fig. 3 e 4 os per fis 3 colocados nos bordos do núcleo de reforço, ou seja, da placa de aglomerado de madeira 2. Os perfis 3 são formados por perfis U ou C, cujas pontas livres 12 são sem pre viradas uma para a outra. A utilização de perfis U ou C proporciona, por um lado, o aumento da resistência de flexão da travessa e, por outro, evita-se a abertura de fendas na travessa quando esta for submetida a cargas na área do bordo do núcleo de reforço ou dos perfis. Aqui é bem visível que os perfis 3, colocados em direcção longitudinal, ultrapassam o núcleo 2 em altura.

Na área do assentamento do carril, representado na Fig. 3, os perfis 3 são ligados entre si através das chapas 8, colocadas em direcção transversal em relação à superfície da travessa e onde foram introduzidas buchas plásticas 10 para a fixação dos tirafundos. Na área das buchas 10, a placa, ou seja, o núcleo de reforço 2 apresenta também perfurações 13 cujo diâmetro ultrapassa o diâmetro exterior das buchas, de modo que a estrutura das perfurações 9 nas chapas de reforço 8, representadas mais em pormenor na Fig. 5, assegura o penetrar e a formação da espuma na caixa oca formada pelos perfis 3 e pelas chapas 8. Na parte superior da caixa oca, formada pelos perfis 3 e pelas chapas 8, é aplicado adicionalmente um revestimento 14, constituído por um material distribuidor de pressões, por exemplo, uma placa de retículos ou de nós de um material sintético, "construct--material", o que proporciona uma melhor distribuição da pressão na espuma de poliuretano. = (8 = 35 1 5 10 15

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Em áreas parciais, fora do assentamento do carril, como se encontra representado na Fig. 4, são utilizados apenas os perfis 3 colocados junto dos bordos da placa de reforço, ou seja, do núcleo, em direcção longitudinal da travessa.

Ma Fig. 5 que representa uma chapa de reforço 8 vista por cima, vê-se nitidamente que as perfurações 9 para a aplicação das buchas plásticas apresentam na direcção ou no eixo designado com 15, uma dimensão superior ao diâmetro das buchas. Desta forma, e aquando da expansão da espuma, nomeadamente espuma de poliuretano de elevada resistência, para a caixa de moldar previamente preparada com o núcleo da travessa e as armações e buchas de plástico, a massa sintética pode penetrar na área das perfurações 13 da placa de reforço 2, cujo diâmetro é superior ao diâmetro exterior das buchas, tornando possível, desta forma, uma ancoragem segura das buchas de plástico em toda a espessura da travessa. Na Fig. 5 veêm-se também as perfurações 11 previstas adicionalmente para que a massa sintética possa entrar ao mesmo tempo que forma a espuma , o que dá origem a uma ligação segura entre a massa sintética e o núcleo de aglomerado de madeira. Ao efectuar a moldagem da travessa sintética segundo esta invenção, ficou demonstrado que a u-tilização de perfis em direcção longitudinal nos bordos do núcleo de reforço proporciona uma grande estabilidade, permitindo cargas elevadas sobre o eixo, por exemplo, de 25 t. Desta forma, e tendo em consideração cargas desta dimensão sobre o eixo, é possível manter as propriedades vantajosas das travessas sintéticas, como são o facto de as influências provenientes do ambiente praticamente não causarem pre juizos, uma vida útil extremamente longa, até 60 anos, e um peso próprio baixo. Lisboa, 14 de Janeiro de 1992

ENG.» MANUEL MONIZ PEREIRA Adjunto do ΔΟγΊ Eng.° Vasco leite Arco da Conceição, 3-1.* 1 ICO LISBOA

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Claims (1)

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-REIVINDICAÇOES- 5 1- - Travessa de material sintético 10 (1) para superestruturas de vias-férreas, onde são inseridos num material sintético, nomeadamente espuma de poliuretano de alta resistência, núcleos de reforço (2) em direcção longitudinal das travessas, tendo como objectivo a estabilidade e/ou a ancoragem de-tirafundos, caracte-rizada por serem colocados nos bordos longitudinais dos núcleos de reforço (2) perfis (3) que em altura ultrapassam os núcleos (2). 15 Mod. 71 - 20.000 ex. - 90y08 2— - Travessa de material sintético de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os perfis (3) terem a forma de perfis em U ou C, estando as pontas livres (12) de um perfil (3) voltadas para as pontas livres (12) do perfil oposto. 3§ - Travessa de material sintético de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por os perfis e, pelo menos, duas chapas (8), sobrepostas e em paralelo em relaçao ao assentamento do carril, formarem uma caixa oca, sendo a ligação feita sobretudo por soldadun. 30 4§ - Travessa de material sintético de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizada por as chapas (8) apresentarem perfurações (9) para a colocação de buchas de plástico (10) para os tirafundos. 5- - Travessa de material sintético, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por as perfurações (9) apresentarem, numa direcção (15), uma dimensão superior ao diâmetro das buchas (10).

35 .1 10 15 Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 64.017 Ref: 31109 6i - Travessa de material sintético de acordo com a reivindicação 3, 4 ou 5, caracterizada por os núcleos (2) no interior da caixa oca, formada pelos perfis (3) e pelas chapas (8), na área das perfurações (9) das chapas (8) apresentarem também perfurações (13) cujo diâmetro ultrapassa o diâmetro exterior das buchas (10). 7- - Travessa de material sintético de ácordo -coie uma- das reivndicações 3 até 6, caracterizada por a superfície da chapa (8) virada para o assentamento do carril ter um revestimento de um material distribuidor de pres_ sões, nomeadamente uma placa de retículos ou de nós feita à base de um material sintético. 8^ - Travessa de material sintético de acordo com uma das reivindicações 1 até 7, caracterizada por serem utilizados como material para os núcleos de reforço (2) placas de madeira, sobretudo placas de aglomerado de madeira. . ICV.1S31 Lisboa, Por V0EST-ALPINE Eisenbahnsysteme Gesellschaft m.b.H.

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