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Nuove soluzioni con sensori per le ferrovie

Boccole Ferrovie Affidabilità

Nelle applicazioni ferroviarie ad alta velocità c’è una crescente richiesta di affidabilità e sicurezza, in particolare in Europa. La SKF ha realizzato nuove soluzioni con sensori incorporati nelle unità cuscinetto, che stanno diventando uno standard per le nuove generazioni di veicoli.

La maggioreintegrazione tra i paesi europei ha varie implicazioni, tra cui quelle relative al traf­fico ferroviario. I servizi merci e passeggeri sulle lunghe distanze diventano più appetibili e commercialmente validi a patto che le operazioni si possano svolgere senza interruzioni su percorsi che interessano più reti. A tal fine si stanno costituendo numerosi corridoi internazionali sia tradizionali sia ad alta velocità con il sistema di segnaletica e protezione automatica ECTS (European Train Control System) sulle sezioni più importanti.

 

La gestionedel traffico è un aspetto sempre più importante di tutte le modalità di trasporto. I vantaggi economici e ambientali delle ferrovie sono in larga misura condizionati dal fatto che i treni viaggiano su rotaie e dalla presenza di scambi e incroci. L’efficienza dei treni dipende da una segnaletica appropriata e da sistemi di controllo e comu­nicazione adeguati, a cui si richiede sia di fare in modo che i veicoli viaggino in modo sicuro ed efficiente e osservino i limiti di velocità imposti, tenendo conto della configurazione dei percorsi, sia di controllarne la posizione reciproca sulla base delle capacità di frenatura e di altri fattori.

Nel passato i sistemi di controllo del traffico si sono sviluppati su base nazionale senza norme comuni tecniche e operative. Di conseguenza nelle politiche di trasporto europee è diventata prioritaria l’armonizzazione dei sistemi di comando e controllo al fine di migliorare i servizi transfrontalieri sulle lunghe distanze.

Le specifiche TSI (Technical Specifications for Interopera­bility) relative all’esercizio ferroviario ad alta velocità sono ad uno stadio avanzato ed è in corso la produzione di documenti analoghi relativi all’esercizio tradizionale. Tra le parti interessate è stato convenuto che per il futuro sistema di segnaletica la soluzione tecnica più adeguata è l’ERTMS (European Rail Traffic Management System). Per oltre un decennio le ferrovie europee e i fornitori hanno lavorato insieme, con il supporto della commissione europea/DG TREN, per sviluppare questi nuovi sistemi armonizzati di controllo e comunicazione.

Dopo un periodo di prove e certificazioni, l’ERTMS sta entrando nella fase di realizzazione. In vari paesi sono stati introdotti vari progetti ETCS, che si tradurranno entro il 2008 in oltre 16.000 km di binari controllati da tale sistema in tutta Europa.

Attualmente in Europa si usano circa 20 sistemi CC (Controllo-Comando) diversi. La loro funzione va dal semplice avvertimento, dall’avvertimento/arresto e dalla supervisione continua o discontinua della velocità alla completa segnalazione in cabina. L’indicatore principale del miglioramento dell’interoperatività nei corridoi internazionali è senza dubbio la quantità dei sistemi di controllo-comando necessari sui treni. L’obiettivo a lungo termine di tutte le reti ferroviarie è quello di sostituire i sistemi CC esistenti con quelli ETCS.

 

I cuscinettisensorizzati fanno parte dello sviluppo. Molti veicoli ferroviari per l’alta velocità sono muniti del sistema WSP o WSSP (Wheel Slip/Slide Protection) di protezione contro lo slittamento e il blocco delle ruote nelle frenate, che in linea di principio funziona come l’ABS delle auto e degli autocarri e sfrutta come segnale la velocità di rotazione. Un’altra applicazione per i veicoli motorizzati è il rilevamento della velocità per l’unità TCU di controllo della trazione (Traction Control Unit). I segnali di velo­cità si impiegano anche per il tachimetro in cabina di guida. Nei treni odierni si usano motori diesel o motori elettrici, tutt­avia, in entrambi i casi l’aziona­mento alla fine è dato da un motore elettrico normalmente dotato di una ruota polare munita di sensore di velocità. Dato che il sistema deve consentire di viaggiare in avanti e indietro, il sensore ha due canali sfasati per rilevare il senso di marcia.

Nel sistema automatico ETCS e in quello italiano SCMT (Sistema di Controllo Movimentazione Treno) i segnali dei sensori si usano anche come rilevatori di posizione.

 

Gli ultimi sviluppili troviamo nei sensori per rilevare velocità, senso di rotazione e condizioni dei cuscinetti, che in molti treni moderni stano diventando standard. I sistemi sensorizzati SKF sono in grado di rilevare:

  • la temperatura dei cuscinetti per il sistema di monitoraggio a bordo,
  • il senso del movimento,
  • l’accelerazione verticale e/o laterale.

 

I sensori SKFsono approvati dall’Union Internationale des Chemins de Fer. I segnali emessi sono compatibili con le unità elettroniche di controllo prodotte dai vari fornitori.

Il materiale rotabile per l’alta velocità deve poter rilevare continuamente la temperatura. Il sistema SKF per il controllo della temperatura dei cuscinetti è installato a bordo del treno e trasmette i messaggi di attenzione e allarme direttamente al personale addetto. I sensori sono integrati nei cuscinetti delle boccole e i relativi segnali ven-g­ono convertiti in forma digitale e trasmessi all’unità centrale di monitoraggio.

 

Per l’esattoposizionamento è necessario un contagiri e un di­s­positivo di controllo del senso di rotazione delle ruote delle locomotive e delle unità multiple. Per l’ETCS la SKF ha realizzato una nuova soluzione meccatronica, che ha le seguenti caratteristiche:

  • è modulare
  • ha una sola connessione
  • consente un facile smontaggio delle ruote
  • rende facile la manutenzione dei sensori
  • dà spazio per il montaggio della messa terra sull’estremità dell’assile

 

Il principiodi misurazione si basa su un’unità a rulli conici (TBU) sensorizzata, con tenute incorporate e prelubrificata, pronta per il montaggio.

Oggi le boccole SKF che incorporano sensori della velocità e delle condizioni dei cuscinetti si impiegano nei treni ad alta velocità, nelle carrozze passeggeri, nelle locomotive e nelle unità multiple di molti paesi europei. Nelle singole applicazioni l’interfaccia dei sensori è definita in funzione delle esigenze del cliente.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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