Materiale rotabile

Materiale rotabile

Il materiale rotabile è composto da tutti quei veicoli che correndo su rotaia costituiscono il mezzo per trasportare persone o cose. Possono essere classificati motori o rimorchiati, a seconda che abbiano un motore di trazione oppure no.

Ogni amministrazione ferroviaria stabilisce il proprio scartamento e la propria sagoma limite (dimensioni esterne del rotabile) che generalmente vengono unificate per facilitare e rendere conveniente lo scambio con i paesi esteri.
La struttura meccanica, indipendentemente se si tratta di un veicolo motore o altro, è costituita da tre parti fondamentali: gli organi di trazione e repulsione, il telaio e i carrelli. Caratteristico dei veicoli motori è invece il “rodiggio” che definisce il complesso degli assi motori (B0′ B0′ -bizeroprimo bizeroprimo- indica una motrice con due carrelli a due assi motori indipendenti).

GANCIO E RESPINGENTI

Lo sforzo di trazione e l’accostamento di due veicoli senza creare urti vengono espletati da due organi distinti: il gancio e il respingente. Entrambi questi organi devono mantenere i rotabili accoppiati a una distanza costante tra loro, devono permettere dei movimenti ai rotabili in caso di curve o passaggi su scambi e devono essere resistenti agli sforzi massimi di trazione o frenatura.

 

Il gancio di trazione in particolare non deve sganciarsi durante la marcia ma nello stesso tempo deve essere manovrabile velocemente e in tutta sicurezza così come tutti gli altri collegamenti di servizi essenziali tra un mezzo e l’altro: gli accoppiatori per il passaggio dell’aria compressa (indispensabile per il comando dei freni), la presa REC (Riscaldamento Elettrico Carrozze), le prese per i telecomandi nei treni navetta.

I CARRELLI

Il carrello è l’elemento costruttivo comune a tutto il materiale rotabile, motore e trainato: la stragrande maggioranza dei rotabili ferroviari moderni è montata su carrelli.
Essi vengono detti “portanti” o “motori” a seconda che possano o meno sviluppare sforzi di trazione: in essi vengono in pratica concentrati tutti gli elementi di rodiggio e della sospensione e per questo rappresentano l’elemento caratteristico di riferimenti per la definizione di un rotabile, in particolar modo dei locomotori.

Un carrello portante è costituito da due organi di sospensioni: primaria e secondaria. La sospensione primaria è realizzata con molle a elica e il movimento fra gli assi e il telaio ha per vincoli delle guide verticali. Quella secondaria è costituita da una trave detta “trave oscillante”, sospesa pendolarmente al telaio del carrello e appoggiata su molle a belstra: su di essa appoggia la cassa e la rotazione relativa fra cassa e trave oscillante è consentita da una rolla sferica. I carrelli motore presentano soluzioni innovative dovute alla presenza di motori di trazione e relative trasmissioni e sospensioni. Una classificazione è quella che si riferisce al mezzo usato per la trasmissione del moto: il sistema “con bielle”, il “sistema ad ingranaggi” e il “sistema diretto”. La funzione di base del carrello resta comunque quella di trasmettere alla cassa gli sforzi di trazione e frenatura, generati al contatto ruota-rotaia, consentendo alla cassa tutte le libertà di movimento e un rotazione relativa rispetto a un asse verticale passante per il centro di simmetria. Queste condizioni vengono realizzate in vari modi e perciò molti sono i tipi di carrello effetivamente progettati e costruiti.

TENDENZE COSTRUTTIVE

L’evoluzione della tecnologia procede fianco a fianco con la progettazione e realizzazione di carrelli per nuovi rotabili, soprattutto nell’ottica dell’alta velocità. Le più interessanti realizzazioni sono costutiuite dal montaggio dei motori sottocassa anziché sul carrello, e del carrello monomotore.

Inoltre, continuano gli esperimenti in corso presso le varie amministrazioni per la realizzazione di veicoli ad assetto variabile, nei quali, fra cassa e carrello, sono interposti dei dispositivi automatici che in curva spostano il centro di gravità della cassa, permettendo una maggiore inclinazione per contrastare la forza centrifuga. Ciò consente a questo tipo di treni di incrimentare la velocità di un 30% anche su linee ferroviarie non predisposte all’alta velocità. Su questo principio è basato l’elettrotreno ad assetto variabile delle FS più noto come Pendolino, il cui pantografo è montato, tramite appoggi idonei, direttamente sul carrello anziché sulla cassa che è libera di inclinarsi lateralmente.

Dal sito rotaie.it, ecco la panoramica completa dei carrelli in uso sui mezzi FS (Dagli Album delle FS, edizioni del 1977, 1979, 1980).

DISPOSITIVI DI FRENATURA

Tutti i rotabili ferroviari sono dotati di dispositivi frenanti chiamati a svolgere diverse funzioni, a seconda delle necessità: arresto del convoglio (freno d’arresto), impedire che dopo l’arresto un veicolo si rimetta in moto (freno di stazionamento), creare una maggiore resistenza supplementare mantenendo la velocità entro determinati limiti, per esempio in discesa.

I freni si distinguono innanzitutto secondo il tipo di dispositivo frenante (a ceppi agenti sui cerchioni, a ceppi agenti sui tamburi fissati alle ruote, a ceppi agenti sui dischi, a pattini magnetici agenti sulle rotaie), secondo l’origine che determina la frenatura (a mano, a vuoto, ad aria compressa, ad azionamento elettromagnetico, elettrico puro), oppure secondo le caratteristiche di funzionamento (automatico, diretto, moderabile) e infine secondo le condizioni d’impiego (per merci, per viaggiatori, per montagna, per alta velocità, etc…).

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