ES2574419T3

ES2574419T3 - Sistema de fijación de raíles

Info

Publication number: ES2574419T3
Application number: ES12727797.8T
Authority: ES
Inventors: Stefan LIENHARD; Daniel Walter; Erik Danneberg; Roland Buda
Original assignee: Schwihag AG
Current assignee: Schwihag AG
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2016-06-17
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: RU2013158333A; CA2838423C; MA35248B1; DK2718498T3; HUE027747T2; CN103748285A; CA2838423A1; BR112013031605A2; JP2014516126A; KR101981601B1; UA113521C2; US20140103132A1; ZA201308374B; AU2012266790A1; US9290888B2; CN103748285B; PT2718498T; EP2718498B1; MX339653B; MX2013014492A

Abstract

Sistema de fijación de raíles para la fijación en arrastre de fuerza-elástica de un raíl a una traviesa de una instalación de vías, que comprende al menos una placa de guiado angular que puede inmovilizarse sobre la traviesa con al menos un tornillo y al menos una pinza tensora, caracterizado porque los brazos de pinza tensora de la pinza tensora presentan radios de flexión, en donde la relación entre radios de flexión mutuamente adyacentes dentro de cada brazo de pinza tensora es <= 1,9 y la relación entre su radio de flexión máximo y mínimo es <= 3,8, y porque la relación entre peso y anchura de la placa de guiado angular es < 1,3 g/mm, de forma preferida aprox. 1,25 g/mm.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de fijacion de ralles

1. Campo de la invencion

La presente invencion hace referencia a un sistema de fijacion de ralles para la fijacion en arrastre de fuerza-elastica de un rail a una traviesa de una instalacion de vlas, que comprende al menos una placa de guiado angular que puede inmovilizarse sobre la traviesa con al menos un tornillo y al menos una pinza tensora, en donde generalmente entre el patln de rail y la traviesa de via esta prevista una capa intermedia de rail fabricada con material de goma, para garantizar un aislamiento electrico del rail respecto a la traviesa de via y/o a los elementos de acero del sistema de fijacion de ralles.

2. Estado de la tecnica

En los sistemas de fijacion de ralles conocidos el arriostramiento de los ralles de ferrocarril se realiza mediante los componentes tornillo, taco, placa de guiado angular y pinza tensora. Se utiliza una pinza tensora que, en estado de montaje, esta dispuesta entre una placa de guiado angular (placa de sujecion) y un tornillo (anclaje de fijacion). La pinza tensora presenta a este respecto dos alas, que estan conformados como elementos de torsion. Las alas de torsion o los brazos de ala tienen dos segmentos de varilla elastica situados en paralelo uno junto al otro, que estan unidos de forma enteriza mediante un pasador que forma un segmento de arriostramiento y esta doblado hacia fuera fundamentalmente de forma transversal respecto a los mismos.

Vease por ejemplo el documento WO 2006/005543 A1.

Estos sistemas de fijacion de ralles se usan sobre todo para fijar los ralles a un sustrato fijo, p.ej. una traviesa o placa de hormigon. A este respecto el rail a fijar esta situado directamente sobre el sustrato fijo a traves de la capa intermedia elastica. El guiado lateral del rail es asumido por las placas de guiado angular, que forman entre si respectivamente por parejas un canal de rail con precision de trazada. Las placas de guiado angular aplican las fuerzas aplicadas a traves del rail directamente al sustrato que soporta el rail. Para ello esta configurada sobre el sustrato respectivo para cada una de las placas de guiado angular una espaldilla (espaldilla de hormigon), en la que puede apoyarse la placa de guiado angular asociada.

La funcion de la pinza tensora en una fijacion de rail consiste en arriostrar el rail con una fuerza definida con la superficie de apoyo de rail de la traviesa. Esta fuerza de tension es proporcional a la resistencia al deslizamiento y a la resistencia a la torsion de la fijacion de rail. Ambas resistencias son decisivas para la estabilidad posicional del emparrillado de via. Ademas de esto la fuerza de tension actua en contra de un basculamiento del rail, si se producen fuerzas de guiado hacia fuera de la trayectoria del vehlculo, y garantiza de este modo la geometrla de via requerida y la trayectoria segura del vehlculo.

Una elevada fuerza de tension y pretension es imprescindible, precisamente en zonas con unas grandes fuerzas de guiado laterales y unas grandes fluctuaciones de temperatura. Debido a que las fijaciones de rail modernas montan el rail elasticamente con el fin de distribuir la carga, la pinza tensora tiene que presentar, aparte de una elevada fuerza de tension, tambien una resistencia a la fatiga vertical en el caso de unas oscilaciones verticales elevadas.

Las pinza tensoras conocidas en el estado de la tecnica hacen posible, partiendo de la respectiva situation de montaje, unas fuerzas de tension de 10 - 14 kN y una resistencia a la fatiga con oscilaciones de hasta 2,0 mm (amplitud de las oscilaciones). Una exception la forman algunas pinza tensoras para “pistas de rodadura fijas”, que garantizan una resistencia a la fatiga con oscilaciones de hasta 3,5 mm, aunque con una fuerza de tension de solamente 10 kN.

Mediante la fijacion de rail se influye en la resistencia al giro y aqul de forma decisiva mediante la anchura (dimension paralela al patln de rail) de las placas de guiado angular, que desvlan las fuerzas laterales desde el rail a las espaldillas de la traviesa o de la traviesa de hormigon. La resistencia a la torsion de la fijacion de rail afecta a la rigidez de bastidor del emparrillado de via. Es necesario buscar una rigidez de bastidor elevada para la estabilidad de montaje de la via soldada de forma completa (protection contra una deformation de la via).

3. Objeto de la invencion

El objeto de la presente invencion consiste ahora en mejorar los sistemas de fijacion de ralles, de tal manera que, a pesar de una reduction de peso a causa de la optimization de material, por un lado puedan aplicarse unas fuerzas de conexion o pretension elevadas y puedan reducirse unas fuerzas laterales o cargas elevadas sobre las fijaciones.

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Este objeto es resuelto en el sentido de la invencion mediante un sistema de fijacion de ralles, que comprenda las caracterlsticas de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se definen unas conformaciones ventajosas de la invencion.

4. Resumen de la invencion

Conforme a la invencion se utilizan pinzas tensoras con las siguientes caracterlsticas en la zona de los brazos de pinza tensora o alas de torsion (zona desde el extremo libre de los brazos de pinza tensora hasta el soporte trasero): mediante la configuracion de grandes radios de flexion en el brazo de pinza tensora y unas variaciones de radio reducidas se consigue un desarrollo de tension continuo (evitacion de picos de tension). Al mismo tiempo los brazos de pinza tensora se preven en un modo de realizacion plano, de tal manera que pueden evitarse picos de tension locales en la zona de torsion y flexion. Ademas de esto el sistema de fijacion de ralles conforme a la invencion utiliza unas placas de guiado angular con una geometrla especial para obtener una aplicacion de fuerza optima de la fuerza de tension de la pinza tensora en la traviesa de la instalacion de via, as! como una reduccion optima de los materiales empleados y de la clase de los materiales empleados. En el sentido conforme a la invencion se preven de este modo unas placas de guiado angular con unas superficies oblicuas en su lado superior, con unos refuerzos dispuestos en el lado vuelto hacia la pinza tensora, as! como en el lado inferior, de este modo en el lado de la placa de guiado angular vuelto hacia la traviesa.

Las reducidas variaciones de radio dentro de la pinza tensora se aproximan a las de un muelle helicoidal (relacion entre radios adyacentes = 1), con el resultado de que pueden evitarse picos de tension locales y la distribucion de tensiones se realiza homogeneamente por toda la longitud del brazo de pinza tensora. La disposicion de radios iguales (muelle helicoidal) no es posible en una pinza tensora desde el punto de vista geometrico. En el caso de un diametro continuo aprox. igual (por ejemplo de 13 a 15 mm, de forma preferida 14,5 mm) del material de varilla de la pinza tensora se consigue, con los radios indicados en la figura 2, un valor de 1,9 para la relacion entre radios adyacentes. Las pinza tensoras conocidas por ejemplo en el estado de la tecnica poseen frente a esto en la relacion entre radios adyacentes, es decir en la zona de la maxima flexion, unos valores claramente > 3.

Los radios indicados en la figura 2b optimizan la distribution de tensiones, con lo que pueden evitarse picos de tension locales y garantizarse un reducido comportamiento de asiento, por medio de que se hace posible una relacion entre el radio maximo y el mlnimo en la zona de los brazos de pinza tensora de 3,8. Frente a esto los valores de las pinza tensoras conocidas en el estado de la tecnica son claramente superiores a 7, por ejemplo en la pinza tensora conocida del estado de la tecnica.

Como puede deducirse de los datos de medidas de las figuras 2a y 2c, los brazos de pinza tensora estan configurados con un valor > 2,6 en la relacion entre la mitad de la anchura de pinza tensora (de forma preferida 86 mm) y la altura de forma preferida (preferiblemente 33 mm) de la pinza tensora.

Mediante la relacion conforme a la invencion > 2,6 pueden evitarse picos de tension locales causados por superposiciones entre flexion y torsion y, de este modo conseguirse una fuerza de tension y una amplitud de oscilacion mayores con el mismo empleo de material, precisamente de forma preferida una elevada fuerza de tension > 14 kN al mismo tiempo que una resistencia a la fatiga en un recorrido de oscilacion (amplitud de oscilacion) > 3,5 mm.

Las placas de guiado angular (WFP) utilizadas en el sistema de fijacion de ralles conforme a la invencion se han representado en la figura 3 en una vista en planta y varios cortes, en la figura 4a en una vista en planta en perspectiva as! como en la figura 4b en una vista en perspectiva segun se mira desde el lado inferior. Mientras que las placas de guiado angular conocidas (vease por ejemplo la solicitud de patente alemana DE 39 18 091 C2) presentan una superficie paralela a la superficie de apoyo sobre la traviesa, lo que hace necesaria una desviacion de las fuerzas laterales para reducirlas a traves de las espaldillas de la traviesa de hormigon, la placa de guiado angular perfeccionada posee una superficie oblicua y unos refuerzos dispuestos en paralelo a la misma en el lado inferior. La superficie oblicua hace posible una flujo de fuerza directo sin desvlos de las fuerzas, y mas bien las fuerzas de guiado se desvlan desde la trayectoria del vehlculo a traves del rail hasta la placa de guiado angular y, desde esta, perpendicularmente a la superficie de asiento hasta una espaldilla prevista sobre la traviesa de hormigon.

Asimismo se consigue un menor peso a pesar de encontrase presente una preferiblemente mayor anchura de la placa de guiado angular, a causa de una reduccion de material u optimization de material en las zonas que sufren un menor esfuerzo y sin presentarse un debilitamiento de las secciones transversales relevantes, sometidas a unos esfuerzos elevados. Una placa de guiado angular estandar posee una anchura de 110 mm con un peso de 170 a 180 g (relacion entre peso y anchura de 1,55 - 1,65). Como placa especial se utiliza en la zona de la via una variante con una anchura de 150 mm y un peso aprox. de 230 g (relacion entre peso y anchura de aprox. 1,55). La placa de guiado angular de nuevo desarrollo conforme a la invencion hace posible una anchura de preferiblemente 150 mm, un peso de solamente 190 g y de este modo una relacion entre peso y anchura de aprox. 1,25. Las medidas propuestas conforme a la invencion permiten de forma preferida la configuracion de una placa de guiado angular con una anchura > 110 mm y una relacion entre peso y anchura < 1,3. Asimismo mediante las medidas

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propuestas conforme a la invencion puede realizarse la adaptacion de la placa de guiado angular a patines de rail y capas intermedias mas gruesos, con un empleo de material que aumenta proporcionalmente menos en comparacion con el estado de la tecnica.

Los medios previstos preferiblemente en la placa de guiado angular para alojar y sujetar la capa intermedia, de forma preferida unas cavidades laterales sobre la placa de guiado angular, estan dispuestos de forma preferida en las zonas no sometidas a grandes esfuerzos de la placa de guiado angular y preferiblemente de modo congruente o alineado con las esquinas de la placa intermedia, que de este modo se sujeta optimamente en direction tanto horizontal (resbalamiento) como vertical (elevation).

5. Description detallada de las figuras

En las figuras 1a y 1b se ha representado un sistema de fijacion de ralles conforme al estado de la tecnica, y precisamente en una vista en planta como vista fragmentaria de una instalacion de vlas la fijacion de un rail a una traviesa de hormigon (fig. 1) y como corte a lo largo de la llnea II-II de la fig. 1 (fig. 1b). Un rail 2 tendido sobre una traviesa de hormigon 1 a traves de una capa intermedia 7 se inmoviliza mediante pinzas tensoras 3 y tornillos de traviesa 4, que se atornillan con la intercalation de unas placas de guiado angular 5, atravesando el pasador central de la pinza tensora 3, en tacos de rosca de material plastico 6 de la traviesa de hormigon 1. Un sistema de fijacion de ralles tan corriente se mejora claramente, como se ha descrito antes, mediante el montaje de la pinza tensora representada en la fig. 2 y de la placa de guiado angular representada en las figuras 3 y 4.

La figura 2 muestra en los reajustes a) a d) diferentes vistas de una pinza tensora, tal y como se utiliza en el sistema de fijacion de ralles conforme a la invencion. La pinza tensora 3 conforme a la invencion presenta una anchura de 172 mm (vease la fig. 2a) con una altura maxima de solo preferiblemente 33 mm (vease la fig. 2c). En la vista en planta de la fig. 2b puede verse que la pinza tensora 3, que esta fabricada de forma continua con un material de varilla con un diametro de aprox. 13 a 15 mm, presenta dos alas identicas (brazos de pinza tensora) 3a, 3b, que estan unidas entre si a traves de un pasador central 3c. A traves de este pasador central 3c se implanta despues el tornillo de traviesa (no representado aqul) en la traviesa de hormigon (tampoco representada). La distancia mutua entre los extremos de las alas 3a, 3b es preferiblemente de 63 mm. Las alas 3a, 3b conformadas simetricamente presentan, para evitar picos de tension locales una curvatura, en la que la relation entre radios adyacentes asume un valor de < 1, 9, en donde en esta forma de conformation especial conforme a la figura 2 los radios estan conformados entre 18,5 y 70 mm.

La figura 3 muestra una vista en planta sobre una placa de guiado angular 5 conforme a la invencion que, para aplicar las fuerzas que actuan sobre la placa de guiado angular 5 a traves de un rail (no representado) hasta dentro de una traviesa de hormigon (no representada), ha adoptado una forma particular. Centralmente dentro de la placa de guiado angular 5 esta previsto un taladro de paso 5a para guiar a traves suyo un tornillo de fijacion (no representado). De forma adyacente al taladro de paso 5a estan previstas unas superficies de asiento 5b, 5c para el pasador central de una pinza tensora (no representada). En las zonas de esquina de la placa de guiado izquierda 5 estan dispuestas unas cavidades 5d, 5e, que permiten una sujecion segura de una capa intermedia (no representada). La conformacion de la placa de guiado angular 5 se usa en particular para una reduction de material especlfica, con un rendimiento fundamentalmente igual o incluso mejor.

La figura 3b muestra una vista en corte a lo largo del corte A-A de la figura 3a, de este modo centralmente a traves del taladro de paso 5a para el tornillo (no representado). En el lado derecho de la placa de guiado angular 5 se han practicado unas mesetas y unos chaflanes 5f, a traves de los cuales puede realizarse de forma particularmente ventajosa la transferencia de la fuerza desde el rail (no representado) a la traviesa de hormigon (no representada). En el lado superior de la placa de guiado angular 5 se ha practicado ademas una superficie oblicua 5g, a traves de la cual junto con el chaflan 5h en el lado izquierdo de la placa de guiado angular 5 y el refuerzo 5i, en el lado inferior de la placa de guiado angular 5, se consigue un empleo optimo del material. El chaflan 5h coopera de forma preferida en arrastre de fuerza con una espaldilla tambien achaflanada de una traviesa de hormigon (no representada), para conseguir un flujo de fuerza optimo desde el rail (no representado) hasta la traviesa de hormigon (no representada).

La figura 3c muestra un corte a traves de la placa de guiado angular 5 de la figura 3a a lo largo de la llnea B-B. Lateralmente respecto al taladro de paso 5a estan previstas respectivamente unas superficies de asiento 5b, 5c para el pasador central de una pinza tensora (no representada), para conseguir una union sin resbalamiento entre la pinza tensora (no representada) y la placa de guiado angular 5. En el lado inferior de la placa de guiado angular 5 se han obtenido cuatro refuerzos 5i mediante una reduccion de material apropiada entre los refuerzos 5i.

Las figuras 3d a 3f muestran unos cortes a traves de la placa de guiado angular 5 conforme a la figura 3a, a lo largo de los cortes C-C (figura 3d), D-D (figura 3e) as! como E-E (figura 3f). En todos los cortes conforme a las figuras 3d a 3f puede verse que la superficie oblicua 5g, por un lado, as! como el chaflan 5h, por otro lado, estan previstos de forma continua por toda la anchura de la placa de guiado angular 5.

La figura 4 muestra finalmente unas vistas en perspectiva desde arriba (figura 4a) y desde abajo (figura 4b) sobre una placa de guiado angular 5 conforme a la invencion. En las esquinas alejadas del chaflan 5h la placa de guiado angular 5 presenta las cavidades 5d, 5e ya descritas anteriormente para sujetar una capa intermedia (no representada). Entre los refuerzos 5i, a traves de los cuales se realiza la aplicacion de fuerza a la traviesa de 5 hormigon (no representada), en particular hacia dentro de una espaldilla (no representada) sobre una traviesa de hormigon, se ha reducido material conservando los niveles de seguridad exigidos, para optimizar en total el peso de la placa de guiado angular 5.

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REIVINDICACIONES

1. Sistema de fijacion de ralles para la fijacion en arrastre de fuerza-elastica de un rail a una traviesa de una instalacion de vlas, que comprende al menos una placa de guiado angular que puede inmovilizarse sobre la traviesa con al menos un tornillo y al menos una pinza tensora, caracterizado porque los brazos de pinza tensora de la pinza tensora presentan radios de flexion, en donde la relacion entre radios de flexion mutuamente adyacentes dentro de cada brazo de pinza tensora es < 1,9 y la relacion entre su radio de flexion maximo y mlnimo es < 3,8, y porque la relacion entre peso y anchura de la placa de guiado angular es < 1,3 g/mm, de forma preferida aprox. 1,25 g/mm.
2. Sistema de fijacion de ralles segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los radios de flexion de los brazos de pinza tensora estan situados en un margen de 18 a 70 mm.
3. Sistema de fijacion de ralles segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque entre el patln de rail y la traviesa esta dispuesta una capa intermedia de rail de un material electricamente aislante, de forma preferida de goma, para el aislamiento del rail respecto a la traviesa y/o a los materiales electricamente conductores, de forma preferida elementos de acero, del sistema de fijacion de ralles.
4. Sistema de fijacion de ralles segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material de varilla de la pinza tensora presenta en general un diametro aproximadamente igual, en particular en un margen de aprox. 13 a 15 mm, de forma particularmente preferida de 14,5 mm.
5. Sistema de fijacion de ralles segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la fuerza de tension de la pinza tensora es > 14 kN y la pinza tensora presenta una resistencia vertical, en el caso de oscilaciones, con una amplitud > 3,5 mm.
6. Sistema de fijacion de ralles segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la placa de guiado angular presenta en su lado superior una superficie oblicua y unos refuerzos dispuestos en su lado inferior.
7. Sistema de fijacion de ralles segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la anchura de la placa de guiado angular es > 110 mm, de forma preferida de 150 mm.
8. Sistema de fijacion de ralles segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la relacion entre la mitad de la anchura de pinza tensora y la altura de la pinza tensora es > 2,6.
9. Sistema de fijacion de ralles segun una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque la placa de guiado angular presenta unos medios, de forma preferida unas cavidades laterales, para alojar y sujetar la capa intermedia de rail.