BRPI0609513A2 - dormente ferroviário e via férrea - Google Patents
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Abstract
Um dormente ferroviário alongado para suportar linhas férreas sobre um leito de cascalho ou semelhante, o dormente tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, e uma extensão entre a primeira e a segunda extremidade, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das superficies laterais ter uma parte suscetível de ser embutida em pedra não planar se estendendo entre a primeira e segunda extremidades, de tal modo configurada a efetuar reduzido deslizamento lateral e longitudinal do dormente no interior do dito leito, enquanto proporcionando uma redução no volume de material utilizado.
Description
"DORMENTE FERROVIÁRIO E VIA FÉRREA"
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um dormente ferroviário aperfeiçoado dotado de requisitos de desempenho satisfatórios da indústria ferroviária, enquanto minimizando a quantidade de material necessária,; e mais especificamente o dito tirante é formado de um material composto de fibra-resina lignocelulósica.
Fundamentos da Invenção
Atualmente, na América do Norte e mundialmente, a grande maioria de dormentes ferroviários é produzida de peças retangulares de madeira de lei ou de madeira mole impregnadas de creosoto. As dimensões típicas para estes dormentes são de cerca de 12,4 m a 2,6 m de comprimento, cerca de 18-23 cm de largura e cerca de 15 a 18 cm em altura. Mesmo dormentes produzidos de materiais mais novos, tal como concreto, aço, plástico ou compósitos em geral, reproduzem esta configuração retangular padrão.
Uma das questões principais de segurança e desempenho da ferrovia reside na estabilidade lateral da linha férrea, isto é, no deslocamento lateral dos dormentes perpendicular aos trilhos paralelos, particularmente, na capacidade da inteira linha resistir a deslocamento lateral quando submetida às forças produzidas pela passagem dos trens. O deslocamento lateral da linha é caro pois exige uma manutenção dispendiosa para reposicionar a linha e, caso permitido exceder os limites estabelecidos, o deslocamento lateral pode causar não só a pane da linha como o eventual descarrilamento.
Tipicamente quando instalados, os dormentes são parcialmente enterrados em cascalho conhecido como lastro. A relação dormente/lastro constitui uma das principais defesas contra deslocamento lateral dos trilhos. Tanto mais perfeitamente é o dormente encravado no lastro, tanto maior será a resistência da linha ao deslocamento lateral. A indústria ferroviária confiasobre a fricção entre o lastro e os dormentes de madeira para resistir ao deslocamento. Esta fricção aumenta com o transcorrer do tempo devido à formação de pequenas cavidades nos dormentes causadas pela ação abrasiva do cascalho. Infelizmente, em situações onde extensões de trilho significativas têm de ser substituídas, esta "fase de condicionamento" pode forçar o usuário da linha a temporariamente desacelerar a marcha dos trens, que pode sua vez pode causar complexidade operacional e perda de eficiência. Esta é uma das razões porque dormentes de aço não encontraram ampla aceitação. O seu fator de fricção é muito baixo e, conseqüentemente, eles são suscetíveis a deslocamento longitudinal, isto é, deslocamento paralelo às linhas férreas.
Os produtores de dormentes de HDPE extrudado (polietileno de alta densidade) procuraram superar a propriedade "escorregadia" natural do HDPE estampando em relevo ou formar reentrâncias nas superfícies laterais, enquanto respeitando as dimensões originais dos dormentes.
A patente US n° 4 285 115 concedida em 25 de agosto de 1981 a Arbed descreve um dormente de aço ou de concreto dotado de estabilidade direcional e resistência a deslizamento aperfeiçoadas devido ao dormente ser formado em um perfil em Y. Cada braço do perfil em Y é de seção transversal idêntica e uniforme.
A patente US ns 6 230 981 Bl concedida em 15 de maio de 2001 a Corus U.K. Limited descreve um dormente ferroviário em aço com perfil em U invertido que pode ter uma seção central entalhada de largura reduzida. A patente US 6 230 981 Bl concentra-se exclusivamente em produzir um dormente oco partir de aço laminado a frio. A finalidade da seção transversal central reduzida é criar maior travamento de lastro que tem de ser propelido para o interior do dormente e reduzir a quantidade de lastro necessária para preencher o interior do dormente. A região central também pode ser preenchida com material esponjado que efetivamente preveniria o ingresso do lastro nesta região. Não é esclarecido se o perfil central entalhadoé para travar o dormente em posição ou para aumentar o atrito entre o dormente e o lastro.
O pedido de patente US na 2003/0085293 Al, publicado em 8 de maio de 2003 (Nosker & outros) descreve uma configuração de superfície de dormente ferroviário consistindo de um padrão de reentrâncias que contatam o lastro, que aumenta a resistência dos dormentes a deslizamento (resumo). Constitui um padrão alternativo às tentativas precedentes de entalhamento da superfície (parágrafo 0020). Considera a moldagem ou estampagem em relevo do padrão ao dormente de modo a não comprometer as dimensões em seção transversal retangulares totais (parágrafo 0024).
Todavia, nenhuma das referências à técnica anterior supracitadas proporciona dormentes dotados de eficácia suficientemente aperfeiçoada para prevenir não só o deslizamento lateral do dormente como deslocamento de linha longitudinal com reduzido volume do tirante e, assim uma redução nos custos de material.
Por conseguinte, há necessidade de um dormente aperfeiçoado que reduza o deslocamento lateral do dormente dentro do lastro, enquanto ao mesmo tempo reduza ao mínimo o volume do dormente, e assim, a quantidade de material exigida.
Sumário da Invenção
Constitui um dos objetivos da presente proporcionar um dormente ferroviário que trabalha em conjunção com o lastro de cascalho para maximizar a fricção entre o dormente e o lastro, de imediato, a partir da ocasião da instalação.
Um objetivo adicional da presente invenção é proporcionar um dormente que minimiza suficientemente o volume de dormente efetivo.
Por conseguinte, a invenção proporciona, sob um aspecto, um dormente ferroviário alongado para suportar os trilhos da linha sobre um leito de cascalho ou semelhante, o dormente tendo uma primeira extremidade, umasegunda extremidade, um comprimento entre a primeira e a segunda extremidade e uma superfície superior, uma superfície inferior e um par das ditas superfícies entre a primeira e segunda extremidades, caracterizado pelo fato de pelo menos uma das superfícies laterais ter uma parte de uma forma incrustável no cascalho não planar se estendendo entre as ditas primeira e segunda extremidades, configurada de tal maneira a efetuar a redução do deslizamento lateral e longitudinal do dormente no interior do dito leito.
De preferência, o dormente, é conforme definido precedentemente no qual pelo menos uma das superfícies laterais tem uma parte de forma ondulada se estendendo entre a primeira e a segunda extremidade, no qual a parte ondulada de tal modo configurada a definir uma pluralidade de superfícies côncavas e convexas que são incrustadas no leito de cascalho para efetuar reduzido deslizamento lateral e longitudinal do dormente no interior do leito.
Preferencialmente, a invenção apresenta um dormente no qual a parte ondulante se estende pelo inteiro comprimento entre a primeira e a segunda extremidade do dormente.
Ainda de preferência, a invenção apresenta um dormente no qual ambas as superfícies laterais têm uma forma ondulada.
Nas modalidades preferenciais, o dormente conforme precedentemente definido tem uma primeira parte extrema adjacente e se estendendo por uma primeira distância da primeira extremidade e uma segunda parte extrema adjacente e se estendendo por uma segunda distância da segunda extremidade, em que:
(i) as superfícies laterais da primeira parte extrema são paralelas à extensão da primeira distância;
(ii) as superfícies laterais da segunda parte extrema são paralelas à extensão da segunda parte; e
(iii)a primeira parte extrema e a segunda parte extremadefinem entre si uma parte interna.
Em modalidades preferenciais adicionais, a parte interna tem uma pluralidade de partes centrais definindo uma pluralidade de diferentes larguras internas.
Em modalidades preferenciais adicionais, a parte interna tem uma pluralidade de partes de largura decrescente para dentro a partir da primeira parte extrema e da segunda parte extrema.
A parte interna de preferência é estriada e afilada para dentro a partir da primeira parte extrema e da segunda parte extrema.
Ainda em outras modalidades preferenciais, a invenção presenta um dormente ferroviário para suportar os trilhos da linha sobre um leito de cascalho, o dormente tendo:
uma primeira extremidade; uma segunda extremidades;
uma superfície superior, uma superfície inferior e um par de superfícies laterais entre as ditas primeira e segunda extremidade;
caracterizado pelo fato de que o dormente tem uma primeira parte extrema adjacente e se estendendo por uma primeira distância da primeira extremidade e tendo uma primeira largura de parte extrema;
uma segunda parte extrema adjacente se estendendo por uma segunda distância da segunda extremidade e tendo uma segunda largura de parte extrema; no qual:
(i) as superfícies laterais da primeira parte extrema são paralelas à extensão da dita primeira distância;
(ii) as superfícies laterais da segunda parte extrema são paralelas à extensão da dita segunda distância; e
(iii)a primeira parte extrema é separada da segunda parte extrema por uma parte interna; na qual a parte interna tem(a) um ponto médio eqüidistante da primeira parte e da segunda parte e de menor largura que as primeira e segunda partes extremas;
(b) superfícies laterais de forma ondulante de modo a definir uma pluralidade de superfícies côncavas e convexas;
(c) um par de partes cuneiformes constituídas por uma pluralidade de partes dotadas de largura decrescente para dentro a partir da primeira parte extrema e da segunda parte extrema no ponto médio;
em que a dita pluralidade e ondulação das superfícies côncavas e convexas incrustadas no leito de cascalho é de tal ordem a efetuar reduzido deslizamento lateral e longitudinal do dormente no interior do leito.
Preferencialmente, um dormente conforme precedentemente definido tem
(i) um comprimento entre a primeira extremidade e a segunda extremidade selecionado de aproximadamente 2,4 a 2,6 metros;
(ii) uma altura selecionada de aproximadamente 1,50 a 1,80 metros;
(iii)uma largura de primeira parte extrema e uma largura de segunda parte extrema selecionada dentre cerca de 18 a 23 cm;um comprimento de primeira parte extrema e de segunda parte extrema selecionado dentre cerca de 40 a 50 cm;
(iv) uma largura de ponto médio selecionada dentre cerca de 8 a 12 m; e
(v) cada uma das partes coniformes tem uma distância entre cristas ondulante selecionada de 15 a 30 cm.
O dormente pode ser formado, por exemplo, de um material selecionado dentre madeira, concreto, aço, matéria plástica e um material compósito.
O material compósito de preferência é um material de resina lignocelulósico, preferencialmente no qual a resina é um fenolformaldeído;O compósito de resina lignocelulósico de preferência é um formaldeído fenólico.
O compósito de resina, lignocelulósico preferencialmente é produzido pelo processo conforme descrito no PCT/CA 2004/CA2004/001679 - Tembec Industries, Inc publicado em março de 2005, compreendendo:
(a) proporcionar uma pasta aquosa de fibra lignocelulósico dotada de uma consistência efetiva;
(b) desidratar a pasta semifluida compreendendo aplicar compressão multidimensional à pasta semifluida para proporcionar um material desidratado a uma taxa de desidratar efetiva sob uma pressão eficaz para prevenir ou reduzir a formação de fissuras e vazios no interior do dito material; e
(c) secar uma quantidade efetiva do material desidratado a uma temperatura e por um período de tempo eficaz para proporcionar o dito material de fibra lignocelulósico formado desidratado de uma espessura de pelo menos 5 mm.
Sob um aspecto adicional, a invenção apresenta uma ferrovia conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, e um par de trilhos ferroviários sobre um leito de cascalho, no qual os dormentes são engastados no leito de cascalho.
Descrição Sucinta dos Desenhos
Para que a invenção receba uma maior compreensão, modalidades preferenciais passam a ser descritas a seguir, meramente a título de exemplo, com referência aos desenhos apensos, de acordo com os quais:
A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma ferrovia com dormentes de madeira de acordo com a técnica anteriormente existente;
A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma ferrovia com dormentes de acordo com a invenção;A figura 3 é uma vista em planta esquemática da linha férrea de acordo com a figura 1;
A figura 4 é uma vista em planta esquemática da linha férrea de acordo com a figura 2;
A figura 5 é uma vista em perspectiva de um dormente;
A figura 6 é uma vista em planta esquemática de um dormente de acordo com a invenção;
A figura 7 é uma vista em planta esquemática do dormente da figura 6;
A figura 8 é uma vista longitudinal lateral esquemática do dormente da figura 6; e na qual os mesmos numerais designam partes idênticas.
Descrição Detalhada de Modalidades Preferenciais
Com referência às figs. 1 e 2, estas mostram trilhos de aço 10 15 perpendicularmente afixados a uma pluralidade de dormentes de madeira paralelos 12 de acordo com a técnica anterior, encastrados em um leito de lastro de cascalho 14.
A fig. 2 e a fig. 4 mostram trilhos de aço 10 afixados a uma pluralidade de dormentes 16 de material composto de resina lignocelulósica 20 (formaldeído fenólico) de acordo com a invenção, encastrados no interior de um lastro de cascalho 14.
Com referência também às figs. 5-8, um dormente 16 tem um comprimento de cerca de 2,60 m entre a primeira extremidade 18 e uma segunda extremidade 20, uma altura constante de cerca de 1,8 cm ao longo de 25 sua extensão, e uma largura de cerca de 23 cm nas partes extremas 22, 24 adjacente às suas extremidades 18 e 20, respectivamente.
As extremidades efetivas 18 e 20 são suavemente arredondas. As partes extremas 22, 24 se estendem longitudinalmente por cerca de 45 cm das extremidades 18 e 20, respectivamente, para definir entre elas, uma parteinterna 26 de aproximadamente 1,68 metros tendo uma parte central 28 no meio do dormente 16.
A parte 26 tem uma forma ondulada assim configurada de modo a definir uma pluralidade de superfícies côncavas e convexas que quando incrustadas no lastro 14 reduzem o deslizamento longitudinal e lateral do dormente 16 conforme indicado pelas setas "A" e "B", respectivamente. Nas modalidades ilustradas, a parte 26 é, assim, em forma de estria enquanto sendo afilada para o interior a partir de cada parte extrema 22, 24 para a parte central 28, para constituir um par de partes coniformes 30, 32 e define uma pluralidade de partes de diferentes larguras, que na presente modalidade as ditas larguras decrescem para dentro a partir de cada parte extrema 22, 24.
Genericamente, cada uma das partes coniformes 30, 32 tem uma distância entre cristas ondulada "d" selecionada dentre 15 a 30 cm, e de aproximadamente 256 cm na modalidade ilustrada. As partes coniformes 30, 32 gradualmente decrescem em largura a partir da largura "wi" (fig. 6) de 23 cm da parte extrema 22, 24 para aquela de 10 cm no ponto central 28.
O dormente 16 pode ser produzido por um processo conforme descrito no supracitado documento PCT/CA 2004/001679.
Embora a presente exposição tenha descrito e ilustrado determinadas modalidades preferenciais da invenção, deve ser entendido que a invenção não está limitada àquelas modalidades específicas. Mais exatamente, a invenção abrange todas as modalidades que são funcionais ou de equivalência mecânica das modalidades específicas e aspectos característicos que foram descritos e ilustrados.
Claims (16)
1. Dormente ferroviário alongado para suportar trilhos de ferrovia sobre um leito de cascalho ou semelhante, o dormente tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, uma extensão entre a primeira e segunda extremidade e uma superfície superior, uma superfície inferior e um par de superfícies laterais entre as primeira e segunda extremidades, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das superfícies laterais tem uma parte de uma forma não plana incrustável no lastro se estendendo entre as ditas primeira e segunda extremidades, de tal modo configurada a efetuar reduzido deslizamento lateral e longitudinal do dormente no interior do dito leito.
2. Dormente ferroviário de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das superfícies laterais tem uma parte de forma ondulada se estendendo entre a primeira e segunda extremidades, em que a parte ondulada é configurada de tal modo a definir uma pluralidade de superfícies côncavas e convexas que são incrustáveis no leito de cascalho para efetuar reduzido deslizamento lateral e longitudinal do dormente no interior do dito leito.
3. Dormente ferroviários de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a parte ondulada se estende por toda a extensão entre a primeira e a segunda extremidade do dormente.
4. Dormente ferroviário de acordo com a reivindicação 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ambas as superfícies laterais têm uma forma ondulada.
5. Dormente ferroviários de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, o dormente caracterizado pelo fato de que tem uma primeira parte extrema adjacente e se estendendo por uma primeira distância da primeira extremidade e uma segunda parte extrema adjacente e se estendendo por uma segunda distância da segunda extremidade em que:(i) as superfícies laterais da primeira parte extrema são paralelas ao comprimento da primeira distância;(ii) as superfícies laterais da segunda parte extrema são paralelas ao comprimento da segunda parte; e(iii) a primeira parte extrema e a segunda parte definem entre si uma parte interna.
6. Dormente ferroviário de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita parte interna tem uma parte central de uma largura mais estreita que as larguras da dita primeira e da segunda parte extrema.
7. Dormente ferroviário de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a dita parte interna tem uma pluralidade de partes centrais definindo uma pluralidade de diferentes larguras internas.
8. Dormente ferroviário de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a dita parte interna tem uma pluralidade de partes de larguras decrescentes para dentro a partir da primeira parte extrema e da dita segunda parte extrema.
9. Dormente ferroviário de acordo com a reivindicação 6 ou reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a parte interna tem a forma de estria e afilada para dentro a partir da dita primeira parte extrema e da dita segunda parte extrema.
10. Dormente ferroviário para suportar ferrovias sobre um leito de cascalho ou semelhante, o dormente caracterizado pelo fato de que tem uma primeira extremidade;uma segunda extremidade;uma superfície superior, uma superfície inferior e um par de superfícies laterais entre a primeira e extremidade e a segunda extremidade;em que o dormente tem uma primeira parte extrema adjacentee se estendendo por uma primeira distância da primeira extremidade e tendo uma largura de primeira parte extrema;uma segunda parte extrema adjacente e se estendendo por uma segunda distância da segunda extremidade e tendo uma largura de segunda parte extrema;no qual(i) as superfícies laterais da primeira parte extrema são paralelas ao comprimento da dita segunda distância; e(ii) as superfícies laterais da segunda parte extrema são paralelas ao comprimento da segunda distância; e(iii)a primeira parte extrema é separada da segunda parte por uma parte interna;em que a parte interna tem (a) um ponto central eqüidistante da dita primeira parte e da dita segunda parte e de menor largura que as ditas primeira e segunda partes extremas;(b) as superfícies laterais de forma ondulada de modo a definir uma pluralidade de superfícies côncavas e convexas;(c) um par de partes coniformes constituídas por uma pluralidade de partes tendo larguras decrescentes para dentro da dita primeira parte extrema e da segunda parte extrema para o dito ponto central;em que a dita pluralidade e ondulação das superfícies côncavas e convexas passíveis de serem embutidas no leito de cascalho é de tal natureza a efetuar reduzido deslizamento lateral e longitudinal do dormente no interior do dito leito.
11. Dormente de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que tem:(i) um comprimento entre a primeira extremidade e a segunda extremidade selecionado de entre 2,40 a 2,60 m;(ii) uma altura selecionada de aproximadamente 15 a 18 cm;(iii) uma primeira largura de parte extrema e uma segunda largura de parte extrema selecionada de cerca de 15 a 23 cm;(iv) o comprimento da primeira parte extrema e da segunda parte extrema selecionado para ser de cerca de 40 cm a 50 cm;(v) uma largura de ponto central selecionada de cerca de 8 a 12 cm; e(vi) cada uma das ditas partes afiladas tem uma distância entre cristas onduladas selecionada para ser de 15 a 30 cm;
12. Dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que é formado de um material selecionado dentre madeira, concreto, aço, um material plástico e um material compósito.
13. Dormente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o material compósito é um material de resina lignocelulósico.
14. Dormente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita resina é um fenolformaldeído.
15. Dormente de acordo com a reivindicação 13 ou reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o material compósito éproduzido(a) proporcionando uma pasta semifluida de fibra lignocelulósica aquosa dotada de uma consistência efetiva;(b) desaguando a pasta semifluida compreendendo aplicar compressão multidimensional à pasta semifluida para proporcionar um material desaguado a uma razão de desaguar eficaz sob uma pressão efetiva para prevenir ou reduzir a formação de fissuras e vazios no interior do material; e secar uma quantidade eficaz do dito material desaguado a uma temperatura efetiva e período de tempo eficaz para proporcionar o ditomaterial de fibra lignocelulósica secado, formado de um formato dotado de uma espessura de pelo menos 5 mm.
16. Via férrea caracterizada pelo fato de que compreende em combinação um dormente de acordo com qualquer uma das reivindicações ---1 a 15, e um par de trilhos de ferrovia sobre um leito de cascalho, em que os dormentes são embutidos no leito de cascalho.
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