Come curvare in sicurezza un treno?

Forse non ve lo siete mai chiesto o forse già lo sapete , ma effettivamente come fa un treno a curvare in totale sicurezza?

Sappiamo che in un autoveicolo tutto ciò è possibile grazie al famoso ripartitore di coppia o differenziale , ma in un treno sarebbe una soluzione tecnicamente assai complessa (immaginate di dover montare un differenziale per ogni coppia di ruote).

Al tempo stesso economicamente molto dispendiosa ( causa l’elevato numero di cerchioni presenti per ogni vagone). Insomma creerebbe parecchie “rogne”. Durante una traiettoria curvilinea le ruote di un qualsiasi mezzo sono costrette a percorrere in tempi uguali , distanza differenti. Quindi per ottenere la condizione di aderenza necessaria all’ adempimento della curva , interviene il differenziale , il quale ripartendo la coppia motrice , fa in modo che le ruote girino a velocità diverse e quindi si riesce ad affrontare la curva in sicurezza.

La soluzione è semplice; prima di tutto occorre premettere che le rotaie sono montate leggermente verso l’interno.

In modo tale da far risultare la componente normale della forza peso dei cerchioni , perpendicolare con la base medesima delle rotaie  (onde evitare rotture della stessa e conseguente deragliamento del treno) ed ottenere una sorta di equilibrio tra le forze in gioco. Vedasi pic seguente:

Le ruote dei treni possono essere ottenute in due modi: monoblocco(pezzo unico ottenuto per fusione); bi-blocco (composte dal “corpo”, parte interna, e cerchione, parte esterna); in questo caso le due parti vengono unite tramite montaggio forzato ( ossia calettatura). La quale a sua volta può essere effettuata: a freddo o a caldo.
La prima mediante una pressa; la seconda, mediante riscaldamento della parte esterna , che raffreddandosi si serra sul pezzo interno.

Partendo dal presupposto che comunque le traiettorie curvilinee affrontate dai treni sono più ampie rispetto a quelle che potrebbe affrontare un autoveicolo, il segreto è la forma troncoconica delle ruote.

La forza centrifuga generata spingerà i cerchioni verso l’esterno e quindi quello interno girerà su una circonferenza di diametro minore rispetto alla sua antagonista.
In tal modo le ruote avranno la stessa velocità e “la differenza di strada” da percorrere verrà compensata proprio dal fatto che il cerchione esterno girerà su una circonferenza maggiore rispetto a quello interno evitando il deragliamento del treno.

Articolo a cura di Angelo Lancieri.