La Willy Vogel AG, del Gruppo SKF, offre soluzioni per la lubrificazione dei bordini di guida delle ruote ferroviarie, atte a ridurne l’attrito con le fiancate interne delle rotaie, un problema che si incontra particolarmente nelle curve.

In tutto il mondol’industria ferroviaria sta attraversando un periodo di grande sviluppo e questo per varie ragioni, in particolare per le problematiche ambientali ed energetiche e per la crescente congestione delle grandi città. Anche l’entità degli investimenti necessari alla creazione di infrastrutture stradali sta contribuendo a far apprezzare le possibilità offerte dal trasporto ferroviario in termini di sostenibilità.

A favore dell’industria ferroviaria la SKF fornisce varie soluzioni, in particolare unità cuscinetto prelubrificate, munite sia di tenute incorporate sia di sensori, boccole complete di cuscinetti, cuscinetti per motori di trazione, sistemi di lubrificazione, cuscinetti radenti per alte prestazioni e servizi di manutenzione cuscinetti.

I principali contributi della Vogel a favore della sostenibilità sono i sistemi per la lubrificazione dei bordini di guida delle ruote dei veicoli ferroviari. L’attrito nelle zone di contatto tra i bordini e le rotaie provoca usura, la quale condiziona in larga misura gli intervalli di manutenzione e influenza sensibilmente i costi totali di esercizio del materiale rotabile e dei binari. Riducendo questo attrito si possono quindi ottenere considerevoli risparmi di energia. Il processo di usura è spesso accompagnato da stridii, che sono inaccettabili specialmente nelle zone abitate e che vanno anch’essi ridotti. Occorre inoltre tenere presente che quando le rotaie rimangono non lubrificate cresce il rischio di deragliamenti.

La lubrificazione precisa e selettiva dei bordini di guida delle ruote delle unità trainanti contribuisce anche a migliorare la situazione delle ruote delle vetture trainate e dei carri merci. Il lubrificante, spruzzato sui bordini del primo assale nel senso di marcia, viene trasferito sulla rotaia, consentendo la lubrificazione delle ruote che seguono. Un sistema di lubrificazione ben configurato può servire fino a 250 assali. Un certo numero di unità motorizzate per la lubrificazione dei bordini può servire l’intera rete.

La durata di esercizio delle ruote e dei binari si può estendere considerevolmente utilizzando soluzioni appropriate. Percorrenze fino a 500.000 km prima di dover riprofilare o rilavorare le ruote non sono più una rarità. Un sistema di lubrificazione si ammortizza in appena un anno, senza contare il risparmi ottenibili con una maggiore durata dei binari, soprattutto nelle curve. Grazie alla loro elevata affidabilità, abbinata ai progressi nelle tecniche di collaudo e monitoraggio, i sistemi Vogel di lubrificazione dei bordini si possono adattare a tutti i tipi di veicoli motorizzati. L’azienda ne ha elaborati diversi in funzione delle specifiche applicazioni.

I vantaggi della lubrificazione dei bordini di guida possono essere così sintetizzati:

• notevole riduzione dei fermi macchina e maggiore affidabilità operativa
• minore usura, con conseguenti più lunghi intervalli di ricondizionamento e sostituzione delle ruote e dei binari
• maggiore sicurezza grazie al minore rischio di deragliamento, dovuto ad esempio alla tendenza della ruota a “salire” sulla rotaia
• riduzione delle emissioni sonore
• minore impatto sull’ambiente, grazie all’uso di grasso biodegradabile
• qualità certificata, ad es. dal certificato Q1 della Deutsche Bahn AG
• controllo dei sistemi di lubrificazione dei bordini mediante la tecnologia dei sensori di curva

Sistemi single-line
Sistemi EasyRail single-line
In un sistema single-line il lubrificante è già dosato nella pompa a stantuffi e viene trasportato dall’aria compressa agli spruzzatori tramite un ripartitore di flusso. In questo caso quindi si installa una sola linea, che porta sia il lubrificante sia l’aria compressa. Si tratta di una configurazione semplice, che richiede meno tempo e spese di installazione. In molti casi è possibile installare il sistema di lubrificazione sui veicoli a pianale ribassato senza dover smantellare i pannelli.

Il sistema EasyRail (fig. 3) è costituito dal gruppo pompa-serbatoio, da un ripartitore di flusso e dagli spruzzatori che applicano il lubrificante ai bordini. Tutte le parti in movimento sono racchiuse nel gruppo pompa-serbatoio e perciò tutti i componenti sono facilmente accessibili e agevoli da mantenere o sostituire. Inoltre né il ripartitore né gli spruzzatori hanno parti in movimento, il che riduce notevolmente i tempi e le spese di manutenzione. Nel ripartitore di flusso la miscela aria-lubrificante viene divisa in parti eguali nella marcia in rettilineo.

Sistemi EasyRail City airless single-line
Il sistema di lubrificazione EasyRail City (figg. 4 e 5) si usa principalmente su treni suburbani e metropolitane in cui l’alimentazione di aria è un problema. Il sistema utilizza pompe elettromagnetiche con integrato uno spruzzatore che si può riscaldare.

Da un apposito serbatoio, il lubrificante (olio o grasso fluido) alimenta le pompe, mentre lo spruzzatore invia al bordino della ruota la giusta quantità di lubrificante. Questa soluzione è un’alternativa al lubrificatore a stoppino.

I vantaggi dei sistemi airless single–line sono i seguenti:

• struttura compatta
• forma costruttiva semplificata
• assenza di unità di alimentazione aria compressa
• facilità d’installazione

Sistemi dual-line
Sistema SP8 dual-line ad alta pressione
Il sistema SP8 ad alta pressione per la lubrificazione dei bordini di guida delle ruote (figg. 6 e 9) è di tipo dual-line e viene impiegato principalmente sulle locomotive di grandi dimensioni. La distanza massima dalle ruote è di 20 m e quella tra la pompa e lo spruzzatore è di 10 m. Gli spruzzatori inviano il lubrificante sui bordini del primo assale e/o su quelli del primo assale di un carrello. Il lubrificante che viene trasferito dal bordino alla fiancata della rotaia serve a ridurre anche l’attrito dei bordini che seguono. La pompa fa arrivare il grasso alla valvola di controllo; da questa il grasso stesso viene indirizzato agli spruzzatori del primo assale nel senso di marcia appropriato. Normalmente il lubrificante viene dosato dagli spruzzatori in volumi di 0,03 o 0,05 cm³ per spruzzatore e inviato sui bordini con aria compressa ad una pressione massima di 100 bar. Il sistema ad alta pressione consente di operare anche in condizioni di temperatura molto basse, dell’ordine dei -40°C, ed è di tipo bidirezionale.

Sistema SP9 dual-line a bassa pressione
Il sistema SP9 per la lubrificazione dei bordini di guida delle ruote (fig. 7) si impiega principalmente per unità multiple e piccole locomotive con 5 m di distanza tra il serbatoio e lo spruzzatore. Gli spruzzatori inviano il lubrificante sui bordini del primo assale e/o su quelli del primo assale di un carrello. Il lubrificante che viene trasferito dal bordino alla fiancata della rotaia serve a ridurre anche l’attrito dei bordini che seguono. L’aria compressa per il serbatoio in pressione viene attivata quando il veicolo si appresta a partire. Il lubrificante viene fatto arrivare agli spruzzatori, è costantemente disponibile ed è dosato negli spruzzatori stessi. Questi ultimi vengono attivati dall’aria compressa che è controllata dal blocco valvole. Quando il veicolo è a riposo il serbatoio viene depressurizzato.

I vantaggi di questa configurazione sono i seguenti:

• struttura compatta
• assenza di una pompa del grasso separata
• alimentazione separata dei particolari sostituibili
• dosaggio preciso degli spruzzatori
• sistema indipendente dalla lunghezza del veicolo

Sistema Tram dual-line con alimentazione aria compressa
Il sistema Tram (fig. 8) è impiegato nei veicoli tranviari ed è munito di uno spruzzatore doppio per ciascuna ruota. Uno speciale compressore, alimentato a corrente alternata o continua, fornisce l’aria in pressione. Esiste la possibilità di combinare la lubrificazione dei bordini con quella delle rotaie. La pompa pneumatica fa arrivare il grasso al distributore-dosatore e al blocco miscelatore.

Il campo di applicazione di questo sistema sono i veicoli privi di alimentazione di aria compressa, preferibilmente quelli urbani o quelli in cui è possibile combinare la lubrificazione dei bordini e delle rotaie.

I vantaggi di questo sistema sono i seguenti:

• l’unità che fornisce aria compressa la versatilità
• la possibilità di variare il dosaggio dei distributori a stantuffi
• la possibilità di combinare la lubrificazione dei bordini e delle rotaie, riducendo sensibilmente lo stridio nelle curve

Sensore di curva CS200
La Vogel ha elaborato un sistema in grado di migliorare la lubrificazione quando il treno affronta una curva, situazione in cui attrito e usura tendono ad aumentare. Il sensore di curva CS200, impiegato in tutti i sistemi di lubrificazione dei bordini, offre una serie di funzioni e di vantaggi e serve a ottimizzare la quantità di lubrificante. Quando vengono attivati i due spruzzatori, la lubrificazione avviene con modalità dipendenti dal tipo di curva, dal tempo o dalla distanza.

La lubrificazione avviene dopo un certo numero di impulsi ricevuti, stabiliti in precedenza. Nel caso di una lubrificazione dipendente dal tipo di curva, è possibile indicare se deve avere luogo da entrambi i lati del binario oppure solo da quello esterno, a seconda del senso di marcia. Le curve vengono rilevate tramite un sensore integrato di sensibilità regolabile.

Lubrificanti
La qualità dei lubrificanti ha un’influenza decisiva sull’efficacia della lubrificazione applicata all’interfaccia ruota-rotaia e, in definitiva, determina il livello di attrito, usura e rumore. Recentemente sono stati fatti tentativi per ottenere superfici lisce in modo ottimale e con usura minima aumentando la percentuale di additivi solidi.

Indipendentemente dal fatto che una certa quantità di usura dei bordini è necessaria per un funzionamento adeguato dell’interfaccia ruota-rotaia (mentre un aumento del diametro del bordino non è desiderabile, in quanto aumenta il rischio di deragliamento) le particelle solide nel lubrificante vanno bene solo se non intasano il sistema di lubrificazione. La Vogel offre un assortimento di lubrificanti per tutti i tipi di applicazioni di questo genere.

I sistemi Vogel di lubrificazione dei bordini di guida delle ruote hanno una lunga tradizione di eccellenti prestazioni. Importanti aziende fornitrici di materiale rotabile, quali Alstom, Ansaldo Breda, Bombardier, Siemens e Stadler equipaggiano i loro veicoli con tali sistemi.