Pubblicato il 28 settembre 2019, ultima modifica 11 dicembre 2019
Fleischmann fu, se non andiamo errati, il primo produttore a introdurre la commercializzazione di “Scambi pensanti” (denkende Weichen in tedesco). Si tratta di una tecnica intesa a semplificare il cablaggio elettrico di un plastico, nata nell’epoca del comando analogico.
Ne parliamo qui, dopo una breve introduzione per ricordare la terminologia in uso per identificare le parti dei deviatoi (volgarmente noti come scambi).
Lo scambio è una biforcazione di percorso, con una linea denominata “Corretto tracciato” e l’altra detta “Deviata“. Il punto di intersezione dove le due rotaie interne dei due cammini si incontrano è denominata “cuore” (ma in inglese si chiama invece “frog“, ovvero “rana“, per via della forma triangolare).
La scelta del cammino è effettuata con delle rotaie mobili, dette “aghi“, e le rotaie del ramo che si biforca sulle quali gli aghi vanno a poggiare sono denominate “controaghi“.
Tra gli aghi mobili e il cuore vi sono degli spezzoni di rotaia, detti “rotaie intermedie“. Tra il cuore e le rotaie intermedie vi è una zona libera, ove le ruote non sono costrette ad un preciso cammino. Tale zona è chiamata spazio non guidato, ed in corrispondenza di esso sui due lati esterni del deviatoio vi sono delle controrotaie che obbligano il veicolo a seguire il cammino previsto.
Nel caso di scambi ad alta velocità, invece, la parte terminale del cuore è dotata di un ago mobile, così da eliminare lo spazio non guidato, ed ovviamente quindi non vi è necessità di avere controrotaie.
Un rotabile che provenga dal lato “chiuso” di uno scambio può forzarlo (ma solo a bassa velocità, tipicamente non oltre 30 km/h): questa pratica è detta tallonamento. Ad esempio, sulla ferrovia del Renon alcune fermate non presidiate ove i treni, che viaggiano su una linea a binario unico, si possono incrociare, la coppia di scambi è disposta in modo tale che chi esce dalla fermata tallona lo scambio.
I deviatoi possono essere più complessi, come nel caso del doppio scambio inglese, degli scambi a tre vie.
Il record è probabilmente quello dello scambio presente al Musee National SNCF di Mulhouse, con ben 5 vie!
Quanto a complessità non sono male nemmeno quelli a doppio scartamento, dei quali abbiamo avuto modo di parlare in passato.
Ma torniamo ora al modellismo, e agli “scambi pensanti”.
In analogico per comandare diverse motrici si ricorre ai sezionamenti. Un esempio classico è quello della gestione degli incroci in stazione. Introducendo dei sezionamenti si può togliere selettivamente l’alimentazione ad uno dei convogli, lasciando che l’altro proceda. La situazione è mostrata nella figura seguente:
I cerchietti rossi segnano i sezionamenti del binario. I binari blu non hanno corrente sulla rotaia posta in basso, e un treno che vi transiti si fermerà (se la lunghezza del tratto interrotto è maggiore di quella che separa le presi di corrente più lontane tra loro della motrice). Gli interruttori I1 e I2 alimentano i due tratti interrotti, facendo ripartire il convoglio che vi si fosse fermato. Questo richiede dunque due interruttori ed un cablaggio (anche se semplice).
Gli scambi pensanti offrono una soluzione facilitata. L’idea è assai semplice, e consiste nell’usare lo scambio stesso come interruttore di corrente. Le rotaie la cui continuità è interrotta dallo scambio vengono alimentate dal corrispondente ago.
In genere cuore e controbinari non sono conduttori (sono realizzati in materiale plastico), anche se vi sono eccezioni che discuteremo dopo.
Negli scambi modellistici, i binari interni oltre il cuore sono elettricamente connessi con il binario intermedio corrispondente. L’alimentazione di quest’ultimo è in genere sempre presente, in quanto elettricamente collegato alla rotaia esterna.
Sugli scambi Fleischmann (serie con massicciata, non gli ex-Roco) questo collegamento è dato da un gancetto conduttore che può essere rimosso con una pinzetta.
Scambi più complessi, come gli scambi tripli e quelli inglesi, possono essere resi pensanti con la stessa tecnica.
Anche Kato ha scambi che possono diventare “pensanti”: il termine usato dal produttore giapponese è “Power Routing”. DI fabbrica anche gli scambi Kato, come i Fleischmann, non sono “pensanti”: li si può rendere tali spostando tre viti poste sul fondo dello scambio stesso.
Minitrix offre la stessa funzionalità, chiamandola in modo diverso: gli scambi sono detti “Stopweichen” (scambi che fermano), ed anche qui tale caratteristica viene abilitata rimuovendo una linguetta metallica.
Vediamo cosa accade quando tali gancetti vengono rimossi. A questo punto l’ago, oltre a realizzare un ponte meccanico per il passaggio del rotabile, costituisca anche un ponte elettrico: in altre parole è lui che fa da interruttore, portando la corrente al binario intermedio (e alla sua prosecuzione oltre il cuore). Ecco quindi che si realizza quanto mostrato nella seguente immagine, dove la freccia nera evidenzia il ramo non alimentato a seconda della posizione dello scambio.
E’ chiaro che è anche possibile rimuovere solo uno dei due gancetti, ottenendo così una soluzione ibrida, nella quale uno dei due rami è sempre e comunque alimentato mentre l’altro lo è solo quando esso è meccanicamente abilitato.
Ecco che allora possiamo facilmente ottenere un interessante comportamento nel nostro caso di una semplice stazione con raddoppio atto ad effettuare incroci.
Anche qui i cerchietti rossi segnano i sezionamenti del binario. I binari di corretto tracciato non hanno corrente sulla rotaia posta in alto, quelli in deviata sulla rotaia posta in basso – a meno che lo scambio non sia “aperto”: quindi a seconda della posizione dello scambio sinistro, vi sarà corrente sul lato sinistro in alto oppure in basso, e idem per il lato destro. Le rotaie esterne hanno sempre corrente, le interruzioni sono sulle interne. Nella zona centrale, due fili provvedono a portare corrente alla parte centrale dei sezionamenti. Come si vede, non vi è più la necessità di alimentare in modo esplicito i sezionamenti, e la sosta dei treni può essere comandata semplicemente giocando sulla posizione degli scambi.
Ancor più semplice è il caso dei tronchini, o binari morti. Un treno che vi accede vi resterà fermo non appena lo scambio nega l’accesso al binario, senza bisogno di alcun sezionamento, né di cablaggio.
Si tratta dunque di una tecnica molto semplice e pratica, usabile per l’analogico, per il quale è nata, ma volendo anche per il digitale, per la realizzazione di semplici automatismi (in connessione ad esempio con sistemi di rilevazione di presenza). Unica controindicazione è il fatto che l’eventuale ossidazione del punto di contatto tra ago e contrago creerebbe seri problemi, non riuscendo più ad alimentare le sezioni di binari che da tale contatto dipendono.
Prima di chiudere diciamo che vi è un secondo tipo di “scambio pensante”: quelli a cuore polarizzato, detti anche “electrofrog”. Si tratta di scambi dall’aspetto più realistico, e che permettono migliori proprietà di marcia perché il loro cuore non è di plastica ma metallico. Questo però implica un più complesso funzionamento elettrico: lo si può intuire osservando lo schema delle correnti sullo scambio, a seconda della posizione dell’ago.
Ne discutiamo in dettaglio nella prossima puntata, che è dedicata, come esempio di tale tipologia, agli scambi Peco electrofrog.
Continua con la
Poichè ho in programma di riutilizzare tanti vecchi scambi di recupero, questo articolo mi è particolarmente prezioso. Attendo la seconda parte. Grazie
Renato M.
Grazie per l’apprezzamento, Non ci sarà molto da aspettare, ma per la prossima nota dovremo dare la precedenza a un report da Novegro.