Deviatoio
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Il deviatoio, detto anche scambio, è un ente ferroviario atto a deviare la corsa di un treno portandola da un binario ad un altro.
I deviatoi sono di tre tipi: manuali, elettromeccanici e oleodinamici.
Indice |
[modifica] Generalità
[modifica] Deviatoi manuali
Sono azionati dall'uomo per mezzo della sua forza muscolare. Di solito si avvalgono di congegni meccanici elementari quali contrappesi e leve che facilitano la loro manovra. Tali congegni sono detti "caciotte" o "macachi" agevolano lo sforzo fisico del deviatore e mantengono pressato in posizione l'ago dello scambio. Gli scambi o deviatoi manuali sono solitamente percorribili da treni a velocità non superiori ai 30 km/h.
[modifica] Deviatoi elettromeccanici
Sono azionati dall'elettricità e sono generalmente meccanici. Manovrati a distanza, possono essere percorsi in genere a 30 o 60 km/h..
[modifica] Deviatoi oleodinamici
Sono i più moderni. Azionati da una serie di bracci espandibili, il cui moto è regolato dalla variazione di pressione di una sostanza oleosa, sono di solito applicati su linee ad alta velocità, o linee ad elevato traffico, o comunque linee dove per varie esigenze sia necessario che i treni percorrano le deviate a velocità particolarmente elevate. Per la loro estrema versatilità e qualità, nonché per l'elevato raggio di curvatura del ramo deviato, sono a seconda dei modelli in grado di sostenere treni in corsa a velocità di 100 km/h, 160km/h o 220km/h in piena sicurezza.
I deviatoi sono di vario tipo: semplice, doppio, inglese, etc. e possono essere con cuore a punta fissa o mobile (questi ultimi per alta velocità).
[modifica] Caratteristiche costruttive
Un deviatoio è formato da diverse componenti complesse, le quali comunque possono dividersi in due macrocategorie: delle componenti fisse e delle componenti mobili. Queste ultime sono costituite dai due aghi, destro e sinistro, che vengono tenuti a distanza fissa da una barra scorrevole. Lo scorrimento di questa barra permette di spostare gli aghi da una posizione all'altra, delle quali una permette il transito sul corretto tracciato, e l'altra sul ramo deviato. In particolare gli aghi posizionati come in figura permettono il passaggio sul ramo deviato. Per permettere il passaggio della ruota ferroviaria col suo bordino attraverso il cuore, è necessaria un'area in corrispondenza del cuore stesso, in cui manca la rotaia e di conseguenza il punto d'appoggio per la ruota. Tale area quindi è penalizzante per la stabilità del veicolo ferroviario, e viene per questo denominata zona nociva. Per questo motivo in corrispondenza della zona nociva sono previste delle controrotaie, che minimizzano il rischio di svio (deragliamento) del veicolo ferroviario. Va anche detto che ormai la quasi totalità dei veicoli ferroviari è provvista di carrelli, ciascuno dei quali con quattro ruote e due assi: per cui in realtà vi è una mancanza di un punto d'appoggio su quattro, e il rischio di svio è effettivamente quasi nullo.
La parte dei due aghi vicina al cuore viene inoltre denominata tallone, mentre per ovvi motivi la parte opposta prende il nome di punta. Da queste due nomenclature sono poi nate di conseguenza le espressioni "prendere il deviatoio di punta" (cioè guardando la figura percorrere il deviatoio da sinistra a destra), e "prendere il deviatoio di tallone" (da destra a sinistra). È facile intuire come la velocità con la quale può essere percorso il ramo deviato dipenda anche dal raggio della curva corrispondente. All'aumentare di questo raggio quindi accade che l'angolo in corrispondenza del cuore, formato dalle due rotaie interne, diventi sempre più piccolo. La conseguenza di questo è che, all'aumentare del raggio, la lunghezza della zona nociva aumenti sempre di più, a scapito della sicurezza. Nei deviatoi ad alta velocità (160 e 220 km/h) si è quindi previsto un meccanismo di cuore mobile, sostanzialmente simile come principio al meccanismo presente nei due aghi. In questo modo la zona nociva sparisce completamente, a vantaggio della sicurezza e del comfort di marcia, rendendo non necessario l'utilizzo di controrotaie.
[modifica] Geometria dei deviatoi FS
Un deviatoio in genere viene identificato univocamente attraverso due parametri: il primo è il raggio di curvatura R del ramo deviato, il secondo è la tangente dell'angolo β formato dagli assi dei due rami deviati, come illustrato in figura. A parità di raggi di curvatura possono infatti esistere tangenti diverse, al variare della lunghezza del tratto in curva. Quest'ultimo può concludersi, a seconda delle tipologie di deviatoio, indifferentemente prima o dopo il cuore, per cui possono esistere deviatoi a cuore curvo o cuore retto. Ciascun deviatoio viene identificato con una nomenclatura del tipo:
- S 60 UNI / 400 / 0.094
| Rotaia | Raggio | Tg | Cuore | Lunghezza | Velocità |
| S 50 UNI | 170 | 0.12 | Retto | 23.99 | 30 |
| S 50 UNI | 245 | 0.10 | Retto | 30.29 | 30 |
| S 60 UNI | 170 | 0.12 | Retto | 25.082 | 30 |
| S 60 UNI | 250 | 0.12 | Curvo | 29.836 | 30 |
| S 60 UNI | 400 | 0.074 | Retto | 39.083 | 60 |
| S 60 UNI | 400 | 0.094 | Curvo | 38.02 | 60 |
| S 60 UNI | 1200 | 0.040 | Retto | 73.668 | 100 |
| S 60 UNI | 1200 | 0.055 | Curvo | 69.000 | 100 |
| S 60 UNI | 3000 | 0.022 | Retto | 132.000 | 160 |
| S 60 UNI | 3000 | 0.034 | Curvo | 109.83 | 160 |
S significa che è uno scambio semplice; 60 UNI identifica il tipo di rotaia, che ha un peso lineare di 60 kg al metro. Attualmente vengono utilizzate quasi solo rotaie 60 UNI, qualche linea secondaria ha ancora rotaie 50 UNI. 400 corrisponde al raggio di curvatura del ramo deviato, mentre 0.094 è la tangente dell'angolo di deviata. I deviatoi più comuni in uso nella rete FS sono riportati nella tabella a lato.
Le velocità massime ammesse sul ramo deviato sono commisurate al suo raggio di curvatura, e sono dimensionate in modo da prevedere un'accelerazione laterale sul veicolo di circa 0.65m/s². Fanno eccezione le deviate da 400 metri di raggio, dove l'accelerazione laterale raggiunge quasi il valore di 0.7m/s². La ragione di questa eccezione è essenzialmente storico/progettuale: progettare un deviatoio con un'accelerazione minore avrebbe richiesto raggi maggiori, e questo avrebbe creato delle difficoltà nell'inserimento di queste deviate in uno scenario esistente. La sicurezza viene comunque salvaguardata: per lo svio di un veicolo sarebbero necessarie accelerazioni laterali ben maggiori, mentre i limiti esistenti sono fissati essenzialmente per il comfort dei passeggeri.
