Abrazadera para rieles aislante y compuesta integralmente por una composición polimérica.

Una abrazadera para rieles (10) para fijar equipamientos de vías,

dicha abrazadera para rieles es anticorrosiva,aislante y está compuesta íntegramente por una composición polimérica producida por pultrusión, por moldeado, porcolado, por enrollamiento o por bobinado y está hecha de una sola pieza, caracterizada por el hecho de que lacomposición polimérica es un composite que comprende:

- una resina sintética; y

- fibras de refuerzo.

Abrazadera para rieles aislante y compuesta integralmente por una composición polimérica Campo de la invención [0001] La presente invención pertenece al dominio de los equipamientos de vías férreas y, más particularmente, corresponde a una abrazadera para rieles utilizable en un sistema de fijación de rieles, según el preámbulo de la reivindicación 1 (ver, por ejemplo GB-A-990895) .

Antecedentes de la invención [0002] Es sabido que los equipamientos de las vías férreas deben soportar y guiar los vehículos ferroviarios que circulan en dichas redes. Se utiliza unos soportes aislantes, llamados “abrazaderas para rieles” en el dominio de la invención, en los sistemas de fijación de los rieles sobre radieres, por ejemplo, en trenes de metro del transporte público.

Las abrazaderas para rieles sirven para mantener y anclar el riel en la vía de hormigón armado. Para ser utilizables, las abrazaderas para rieles deben presentar una gran resistencia mecánica en flexión e, igualmente, permitir el aislamiento eléctrico del riel. Es más, cada vez que un tren pasa, la abrazadera para rieles debe ceder un poco, es decir, debe crear un movimiento para que el riel pueda subir un poco.

A causa de las exigencias mecánicas y dieléctricas anteriormente mencionadas, las abrazaderas para rieles han sido construidas exclusivamente en acero y caucho hasta el presente. Se encuentran constituidas de un cuerpo metálico recubierto parcialmente con caucho aislante y, opcionalmente, con un barniz. El acero de la abrazadera para rieles es vertido en moldes y las costuras de la pieza creadas por el molde son borradas por desbroce o desbabado, o por otro procedimiento estándar. El acero tiene a menudo un módulo de rigidez de 10 a 20 millones de libras por pie cuadrado (psi) . La superficie del acero donde se debe depositar el caucho se prepara según procedimientos específicos. A menudo, se debe utilizar un apresto puesto antes de vulcanizar el caucho moldeado sobre la pieza metálica.

Los procedimientos para fabricar las abrazaderas para rieles en dos piezas comprenden varias etapas de fabricación, preparación y consolidación, lo que aumenta el tiempo y los costos de producción.

Es más, las abrazaderas para rieles hechas de acero y de caucho, son susceptibles al óxido, lo que conduce a la separación y al eventual desprendimiento de las partes en sus componentes. Los trenes de metro son a menudo subterráneos, lo que es habitualmente un medio húmedo. En consecuencia, las abrazaderas para rieles de dos piezas en base a acero y caucho son muy susceptibles al óxido. La oxidación es específicamente más rápida en lugares en donde las tensiones de superficie son más elevadas, es decir, en la superficie de contacto entre el caucho y el acero. Más aún, cuando las vías férreas son instaladas en el exterior, quedan expuestas a la lluvia, lo que puede agravar la oxidación y producir pérdidas de electricidad.

Un problema serio que se encuentra al utilizar este tipo de abrazaderas para rieles de materiales combinados con distintos cauchos, es que una vez que el óxido alcanza una cierta cantidad de superficie entre el caucho y el acero, el caucho se desprende del acero. Este desprendimiento puede crear un cortocircuito. Las abrazaderas para rieles conocidas en el estado del arte, comprenden partes metálicas que son conductoras y que le dan las propiedades mecánicas estructurales a la pieza de la abrazadera para rieles.

A menudo se emplean abrazaderas para rieles en sistemas tales como los mostrados en las Figuras 1 y 2. Estas Figuras muestran un costado de la vía (1) con un riel (12) . Allí se localizan abrazaderas para rieles (10) para fijar el riel (12) a un radier (14) .

Tal como se ilustra, las abrazaderas para rieles (10) sirven para mantener el riel (12) sobre una montura aislante (16) o directamente sobre un radier (14) . Preferentemente, el riel (12) se encuentra dispuesto sobre una montura aislante (16) . Las abrazaderas para rieles (10) se disponen entonces para montar la parte del riel (12) sobre la montura aislante (16) y el reborde de la montura. Ventajosamente, las abrazaderas para rieles (10) mantienen el riel (12) en la montura (16) por medio de tornillos (18) que pasan a través de la abrazadera para rieles (10) y de la montura (16) . El tornillo (18) puede ser un perno mantenido con ayuda de una tuerca (15) . La abrazadera para rieles (10) fija entonces el riel (12) en el lugar como una pinza.

Otros elementos de la vía son los de la rueda portadora (20) ; una rueda de guía (24) ; una barra guía (26) ; aislantes (28) ; y una pista de rodamiento (30) (en acero tal como se ilustra en la Figura 1, o bien en hormigón, tal como se ilustra en la Figura 2) .

La Figura 3 muestra que las abrazaderas para rieles pueden estar desplazadas unas de otras para fijar el riel.

Otro tipo de abrazadera para rieles utilizada para mantener los rieles sobre el radier es una abrazadera para rieles llamada “de broches”, que se construye en dos piezas y que es parte de un sistema de vía “de broches” tal como se muestra en la Figura 4.

El sistema de broches (32) comprende una abrazadera para rieles “de broches” (34) además de una montura adaptada (36) que posee una parte inferior (38) provista de un agujero (40) . La abrazadera para rieles de broches (34) actúa en efecto como un elemento de broche, normalmente en forma de tenaza helicoidal que comprende un primer extremo, un segundo extremo y un punto de palanca entre ambos. El primer extremo se encuentra inserto en el agujero (40) de la parte inferior, el segundo extremo (42) se apoya sobre el riel mientras que el punto de palanca se apoya sobre la parte inferior (38) , permitiendo que el riel se encuentre engrapado al radier. La Figura 5 muestra la montura adaptada (36) utilizada en este sistema de vía.

La parte inferior (38) de la montura adaptada (36) se encuentra construida normalmente de un material aislante tal como un polímero, mientras que el elemento de broche (36) es a menudo metálico. Siempre existe entonces, una construcción combinada que puede traer problemas de oxidación por separación. Es más, este sistema de abrazadera para rieles de broches comprende elementos metálicos que son conductores eléctricos y/o elementos combinados, lo que conduce a problemas y dificultades de seguridad para los trabajadores y para el público.

El sistema de abrazadera para rieles de broches es caro e implica dificultades de instalación y de inspección.

La Figura 6 muestra un sistema de vía en el cual una abrazadera para rieles es utilizada de acuerdo al estado de la técnica. Esta abrazadera para rieles comprende un cuerpo de acero (17) , y un revestimiento de caucho (19) en un extremo. La Figura 7 muestra una montura que tiene rebordes (42) que definen una ranura (44) . Se puede poner caucho en la ranura (44) con el fin de que esté en contacto con el riel, opcionalmente para disminuir las vibraciones. Esta forma de montura demanda a menudo una fabricación por compresión.

La Figura 8 muestra una abrazadera para rieles conocida. Dicha abrazadera para rieles (10) comprende un cuerpo de acero (17) que tiene un agujero (45) , y un revestimiento de caucho (19) .

La corriente utilizada en estos sistemas es a menudo de 748 a 778 voltios. Trabajar con estos voltajes elevados es peligroso y la supervisión de las abrazaderas para rieles es importante, ardua y costosa.

Resumen de la Invención [0019] La presente invención tiene por objeto solucionar los problemas anteriormente descritos.

Más precisamente, la invención concierne a una abrazadera para rieles para fijar los equipamientos de la vía, siendo dicha abrazadera para rieles anticorrosiva, aislante y estando compuesta íntegramente de una composición polimérica producida por pultrusión, por moldeo, por colado, por compresión, por enrollamiento o por bobinado.

De acuerdo con la invención, la abrazadera para rieles se encuentra formada por una sola pieza.

De acuerdo la invención, la abrazadera para rieles está compuesta por un polímero compuesto (composite) , que comprende:

-una resina sintética; y

-fibras de reforzamiento.

Preferentemente, la resina es escogida entre epóxidos, poliésteres, vinilos, ésteres y uretanos. Preferentemente también, las fibras son escogidas entre vidrio, aramida, cerámica, cartón, cristal, algodón, lino y cáñamo.

De acuerdo con un segundo modo de realización preferido, la abrazadera para rieles comprende un polímero termoelástico escogido preferentemente entre poliésteres, poliacetales homopoliméricos y policarbonatos.

La invención concierne también un sistema... [Seguir leyendo]

1. Una abrazadera para rieles (10) para fijar equipamientos de vías, dicha abrazadera para rieles es anticorrosiva, aislante y está compuesta íntegramente por una composición polimérica producida por pultrusión, por moldeado, por colado, por enrollamiento o por bobinado y está hecha de una sola pieza, caracterizada por el hecho de que la composición polimérica es un composite que comprende:

- una resina sintética; y

- fibras de refuerzo.

2. La abrazadera para rieles de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la resina se selecciona entre epóxidos, poliésteres, vinilésteres y uretanos.

3. La abrazadera para rieles de acuerdo a las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que las fibras se seleccionan entre vidrio, aramida, cerámica, cartón en cuerda, sisal, algodón o cáñamo.

4. La abrazadera para rieles de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de que las fibras de reforzamiento se encuentran en forma de mechas o de entretejidos.

5. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de que la composición polimérica comprende un polímero escogido entre poliésteres, poliacetales y policarbonatos.

6. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que se encuentra provista de un agujero que permite el paso de un medio de fijación.

7. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de que presenta una dureza Barcol entre 40 y 50.

8. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por el hecho de que presenta una resistividad eléctrica de acuerdo con la norma ASTM D-299 por debajo de 7 Ohm/cm×1012.

9. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por el hecho de que presenta un módulo de elasticidad entre 200.000 y 10.000.000 psi.

10. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por el hecho de que presenta una resistencia a la tracción de acuerdo con la norma ASTM D-638 entre 7.000 y 120.000 psi.

11. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por el hecho de que presenta una resistencia a la compresión según a norma ASTM D-695 entre 12.000 y 70.000 psi.

12. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por el hecho de que presenta una resistencia al cizalle de al menos 2.000 psi.

13. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por el hecho de que presenta un coeficiente de expansión térmica de a lo más 10×10-6 In/In/°F.

14. La abrazadera para rieles de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada por el hecho de que presenta una constante dieléctrica de acuerdo con la norma ASTM D-150 a 60 Hz entre 4 y 7.

15. Un sistema de vía férrea que comprende:

- un riel (12) que tiene un parte superior (50) y una parte inferior (52) ;

- al menos una montura (16) para soportar la parte inferior (52) del riel (12) ;

caracterizado por el hecho de el sistema comprende al menos una abrazadera para rieles tales como las definidas en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, teniendo la abrazadera para rieles (10) una superficie, estando la superficie en contacto con la parte inferior (52) del riel (12) y estando la abrazadera para rieles (10) fijada a la montura (16) de manera que permita una presión de la superficie contra la parte inferior (52) del riel (12) para prevenir el desplazamiento sustancial del riel (12) .

16. El sistema de acuerdo a la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que cada abrazadera para rieles pertenece a una primera pluralidad de abrazaderas para rieles o a una segunda pluralidad de abrazaderas para rieles, estando la primera pluralidad de abrazaderas para rieles dispuesta sobre un primer costado lateral del riel y la segunda pluralidad de abrazaderas para rieles estando dispuesta sobre un segundo costado lateral del riel.

17. El sistema de acuerdo a la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que cada abrazadera para rieles de la primera pluralidad de abrazaderas para rieles se encuentra desfasada relativamente con respecto a una abrazadera para rieles correspondiente de la segunda pluralidad de abrazaderas para rieles.

18. El sistema de acuerdo a la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que la montura es anticorrosiva, aislante y está compuesta íntegramente de una segunda composición polimérica producida por pultrusión, por moldeado, por colado, por enrollamiento o por bobinado.

(ESTADO DE LA TÉCNICA)