sk_08

APPARATI CENTRALI IDRODINAMICI

Descrizione generale del sistema

Un impianto di segnalamento in una stazione o in un bivio, nel quale siano realizzati i collegamenti di sicurezza fra scambi e segnali, viene detto genericamente Apparato di sicurezza. Quando la manovra dei deviatoi viene effettuata a distanza prende allora il nome di Apparato centrale. All’epoca della costruzione della Ostiglia-Treviso ebbero la massima diffusione negli impianti delle stazioni di una certa importanza delle Ferrovie dello Stato gli Apparati Centrali Idrodinamici.

Nelle stazioni di Ostiglia, Legnago e Grisignano di Zocco, proprio negli anni ’30, vennero installati tali nuovi dispositivi, che permettevano la manovra a distanza di tutti i dispositivi di piazzale della stazione come: scambi, segnali ad ala, segnali bassi girevoli (marmotte) e anche passaggi a livello (in prossimità della stazione).

Gli ideatori dell’innovativo sistema furono l’ing. Riccardo Bianchi, il primo direttore generale delle Ferrovie dello Stato, e l’ing. Giovanni Servettaz dirigente dell’officina meccanica Servettaz di Savona, specializzata nella produzione di carpenteria per gli apparati centrali ferroviari. La novità assoluta dell’ingegnoso sistema consisteva nella tipologia di trasmissione del movimento fra le leve di manovra della cabina e i dispositivi di piazzale da manovrare a distanza. Essi non venivano più azionati direttamente con la forza muscolare dell’uomo mediante trasmissioni rigide (come erano stati finora gli apparati centrali meccanici) ma bensì mediante un servomeccanismo idraulico che utilizzava la forza di un liquido in pressione. Schematicamente un apparato centrale Bianchi - Servettaz applicato alla manovra di un deviatoio può essere rappresentato nei suoi elementi essenziali dalle figure qui sotto riprodotte.

trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Tutti gli organi indicati, ad eccezione della leva L, servono a produrre o a trasmettere la forza che genera il movimento del deviatoio o del segnale e perciò sono organi di manovra; invece la leva L, della quale il deviatore si serve per azionare gli organi di manovra, è l'organo di comando. Le tubazioni riempite da tinteggiatura rossa sono quelle nelle quali il liquido è sotto pressione; nelle altre il liquido è a pressione atmosferica. Il liquido, composto da una miscela di acqua e glicerina (anticongelante), viene pompato dalla vasca di raccolta V all’accumulatore A mediante una pompa P. La pompa normalmente era azionata da un motore elettrico ma vi era sempre la possibilità di avere pressione nell’accumulatore, anche in caso di mancanza della corrente, mediante una pompa a mano posta di fianco al banco delle leve di manovra dell’apparato. L’accumulatore A è un serbatoio che contiene e accumula il liquido pompato, mantenendolo sempre in pressione costante a circa 50 - 60 atmosfere mediante un cilindro su cui grava un opportuno peso di ghisa Q. Il cilindro con sopra il peso è libero di spostarsi verticalmente in base alla quantità di liquido contenuto all’interno dell’accumulatore A. Mediante le condotte t il liquido in pressione giunge al distributore D e alla cassa di manovra dello scambio M. La leva di manovra L comanda mediante il tirante G il distributore D. In posizione della leva normale il distributore D chiude il passaggio del liquido in pressione. Lo scambio è mantenuto in posizione normale mediante la pressione del liquido tramite la condotta t, sempre in comunicazione con l'accumulatore, che preme sullo stantuffo S. Manovrando la leva in posizione rovescia si apre la comunicazione della condotta t con la condotta m. Il liquido in pressione giunge così anche sull’altra faccia dello stantuffo S' avente sezione doppia rispetto al lato opposto S. Di conseguenza la spinta su questa faccia sarà doppia, provocando la traslazione a destra del meccanismo che mediante un sistema di leve e tiranti manovra gli aghi dello scambio in posizione rovescia. Riportando la leva L in posizione normale si chiude il distributore e si scarica la pressione dello stantuffo S' nella vasca di raccolta V mediante le condotte m e s. Lo stantuffo S, non avendo più la forza di contrasto della faccia opposta S', trasla a sinistra il meccanismo riportando lo scambio in posizione normale.

Dispositivi fondamentali delle manovre

E' però facile constatare come, con un dispositivo analogo a quello indicato nelle figure sopra 3 e 4, l'agente che manovra la leva non ha alcun mezzo per assicurarsi se o meno il deviatoio abbia compiuta regolarmente la manovra comandata. Nasce quindi la necessità di munire la leva di un organo di controllo che dia l'indicazione della manovra compiuta dal deviatoio. Tale organo di controllo è costituito da una piastra sagomata, indicata C nella figura 5, la quale con opportuni spostamenti obbliga la leva a dividere i propri spostamenti, da normale a rovescia e viceversa, in due tempi o fasi: fase di manovra e fase di controllo.
La sagoma di controllo C è azionata da una coppia di piccoli stantuffi differenziai, Sc ed Sc' comandati a loro volta da un cassetto di distribuzione D' azionato direttamente dagli aghi del deviatoio e funziona nel modo indicato negli schemi seguenti.

trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Portando la leva L dalla posizione normale indicata nella figura 5 a quella rovescia, l'intero spostamento, che è di 60°, non si puù effettuare in un solo tempo; dopo una rotazione di 45° la leva viene ad urtare colla sporgenza Z contro la sagoma di controllo e si arresta nella posizione di attesa di controllo rovescio come è indicato nella figura 6. In questa prima fase però si ottiene già lo spostamento completo del cassettino di distribuzione e quindi si comanda la manovra del deviatoio. Gli aghi di questo, nell'utlima parte della loro corsa, spostano il cassettino del distributore di controllo D1, in modo da permettere al liquido in pressione proveniente dalla condotta di pressione costante di penetrare nella condotta c e di portarsi lungo di essa contro la faccia dello stantuffo di controllo Sc1 la cui sezione è doppia a quella dello stantuffo Sc. Il liquido eserciterà quindi su Sc1 una spinta doppia che su Sc, sollevando la sagoma di controllo; la leva sarà allora libera di compiere gli ultimi 15° gradi del proprio movimento come si vede nella figura 7.

trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Analogalmente, alla manovra inversa dalla posizione rovescia a quella normale, la leva, dopo una rotazione di 45°, sarà arrestata nella posizione di attesa di controllo normale dovuta alla sporgenza Z' (figura 8), che urterà contro la sagoma di controllo. Però con questa prima fase già si ottiene di riportare in alto il cassettino del distributore D c con ciò s'interrompe la comunicazione del liquido in pressione con la condotta m e si rimette questa in comunicazione con la condotta di scarico alla vasca, ottenendosi così nel modo già visto la manovra del deviatoio. Gli aghi di questo, nell'ultima parte della loro corsa, spostano il cassettino del distributore di controllo D1, in modo da mettere la condotta di controllo in comunicazione con quella s di scarica alla vasca, di conseguenza lo stantuffo Sc1 non è più sottoposto a pressione e perciò la pressione tutt'ora agente sullo stantuffo Sc provoca l'abbassamento della sagoma di controllo, permettendo così alla leva di compiere l'ultima fase della propria corsa.

In modo perfettamente analogo si ottiene la manovra di una comunicazione, fra due binari, nella quale i deviatoi, come già si è visto, debbono avere sempre disposizioni concordanti cioè debbono essere o entrambi disposti per il passaggio sui due binari paralleli o entrambi disposti per il passaggio dall'uno all'altro di essi. I due deviatoi vengono allora comandati da un unica leva e le due casse di manovra sono messe in concordanza collegando il distributore di controllo del deviatoio più importante, che si contraddistingue con l'indicazione di deviatoio I, col cilindro di manovra del deviatoio meno importante detto deviatoio II. Il distributore di controllo di quest'ultimo è collegato con lo stantuffo inferiore (grande) del controllo su leva.
Nelle figure 9-10-11-12-13-14 sono rappresentate schematicamente le varie fasi della manovra dalla posizione normale alla posizione rovescia e viceversa di una comunicazione.

trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Nelle comunicazioni comprendenti deviatoi importantissimi, come quelli situati sui binari principali di corsa ed incontrati di punta dai treni veloci, si usa ancora un altro dispositivo e cioè il doppio controllo totalizzato. Tale dispositivo differisce dal precedente per il fatto che i due deviatoi, formanti la comunicazione, pur continuando ad essere comandati da un unica leva, sono manovrati e controllati separatamente l'uno dall'altro come se fossero due deviatoi indipendenti (figura 15).

trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Ad ogni deviatoio corrisponde presso la leva un distinto stantuffo differenziale di controllo , ottenendosi così due separati controlli; i due controlli vengono poi totalizzati e condotti ad agire sulla leva nel modo seguente.
Applicato a banco di manovra vi è un piccolo bilanciere b nel cui punto di mezzo è articolato il tirante che comanda la sagoma di controllo della leva. Ai due estremi del bilanciere sono invece imperniati due tiranti che fanno capo rispettivamente ai due stantuffi differenziali di controllo (figura 16a-b-c).
Osservando la figura si può facilmente comprendere il funzionamento del meccanismo. La sagoma di controllo assumerà la posizione estrema, e dunque permetterà alla leva di completare la sua corsa, solo se entrambe le coppie di stantuffi differenziali di controllo siano stati azionati e spostati nella stessa posizione (tutti e due in alto o tutti e due in basso).

Banco di manovra a leve idrodinamiche

Le leve degli Apparati Centrali Idrodinamici sono raggruppate in incastellature che formano un unico complesso detto banco di manovra ; in esso tutte le leve sono indicate con un numero progressivo a cominciare dalla sinistra rispetto all’operatore. Ciascuna leva è costituita da una piastra sagomata di ghisa munita di un’impugnatura che, all’estremità opposta viene contenuta in due altre piastre aventi ciascuna una sporgenza a forma di eccentrico. A tali sporgenze eccentriche sono adattati due collari in bronzo collegati fra loro e facenti capo ad un pezzo a forma di staffa che termina in un manicotto filettato al quale si collega il tirante verticale che va al relativo distributore, cioè al rubinetto che comanda l’immissione o lo scarico del liquido in pressione verso l’ente da manovrare. Alla leva è anche articolata, a mezzo di una bielletta, una doppia asta che collega la leva ad un apposito meccanismo speciale di vincolo chiamato serratura meccanica. La serratura meccanica è montata davanti al banco ed è formata da una scatola verticale collegata alle leve che si estende a tutta la lunghezza del banco stesso. La serratura meccanica è un dispositivo di sicurezza che vincola o libera la manovra delle leve nella loro posizione estrema, in modo tale che non si vengano a compiere indebitamente operazioni incompatibili fra di loro. Ad esempio per azionare la leva di un segnale di partenza è necessario che le leve relative agli scambi che interessano l’itinerario cui comanda il segnale siano nella posizione voluta. Oppure ancora, quando è azionata la leva di un segnale di partenza viene inibita la manovra di altre leve che comandano altri segnali o scambi incompatibili con l’itinerario già predisposto.

trasmissione idrodinamica
trasmissione idrodinamica
Banco di manovra di un apparato centrale idrodinamico a 10 leve. Si notino i collegamenti delle leve con i relativi distributori di comando, le tubazioni di mandata e ritorno e i relativi rubinetti di isolamento, la scatola dei collegamenti di sicurezza delle leve detta “serratura meccanica” e la lunga leva della pompa a mano utilizzata in caso di mancanza della corrente elettrica. Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Il banco di manovra è posto normalmente in apposite cabine dotate di ampie vetrate per la visibilità del piazzale. Esse possono essere addossate al fabbricato viaggiatori in corrispondenza dell’ufficio movimento del capostazione (ad esempio come quella di Ostiglia) oppure poste alle estremità della stazione e costruite in posizione rialzata rispetto al piano dei binari per avere una maggiore visuale sulla situazione del piazzale (ad esempio come le cabine di Legnago). Quando le cabine sono più di una prendendo il nome con delle lettere (cabina A, cabina B) a cominciare con la prima lettera alla sinistra della stazione, ponendosi dal lato dei binari con il fabbricato viaggiatori alle spalle (come per la numerazione di tutti gli altri enti di piazzale). All’interno delle cabine inoltre vi sono tutti i dispositivi di consenso e di blocco di sicurezza della stazione per la circolazione dei treni nonché i quadri elettrici per l’illuminazione e la ripetizione della posizione dei segnali ad ala e degli altri dispositivi di piazzale. I dispositivi idraulici dell’apparato come l’accumulatore, la pompa e la vasca di raccolta del liquido sono poste normalmente all’esterno della cabina.

Le leve del banco di manovra possono assumere, come già detto in precedenza, due posizioni estreme. La posizione normale (con l’impugnatura inclinata di 60° rispetto alla verticale dal lato opposto a quello dell’operatore) che è la posizione di riposo, corrispondente alla via impedita dei segnali e alla posizione normale, generalmente per il corretto tracciato, dei deviatoi; la posizione rovescia (con l’impugnatura verticale) che è quella nella quale viene comandata la manovra dei segnali e quella dei deviatoi nella posizione opposta alla precedente. Nel caso che la leva, oltre a comandare idrodinamicamente la manovra di enti di piazzale, debba anche stabilire o interrompere determinati circuiti elettrici od essere elettricamente bloccabile, essa è munita di un combinatore elettromeccanico.





Cassa di manovra idrodinamica

Le casse di manovra idrodinamiche degli scambi si dividono in due tipi: la cassa di manovra con fermascambio rotativo, utilizzata per la manovra dei deviatoi semplici e la cassa di manovra con fermascambio a Z, utilizzata per la manovra dei deviatoi inglesi doppi. La cassa di manovra è costituita da un piastra di base, pareti e coperchio in lamiera; essa viene fissata ad una certa distanza dal deviatotio ed a questo collegata mediante due zatteroni in ferro profilato fissati ai contraghi; in tal modo la cassa costituisce un corpo solidale con la parte fissa del deviatoio e ne segue gli eventuali spostamenti causati dal transito dei treni.

Cassa di manovra F.S. con fermascambio rotativo

All’interno della cassa si trovano due cilindri (C1 e C2) contrapposti ai lati di un albero a doppio stantuffo. Al centro dell’albero viene collegato, attraverso opportuni rimandi, il tirante di manovra T del telaio degli aghi del deviatoio. Per il controllo si adopera un sistema collegato alla manovra stessa (tiranti Tc, S’, I e cassetto di controllo R); affinché però l’impianto risulti completo, occorre che vi sia anche un dispositivo di fermascambiatura, il quale garantisce che nelle posizioni estreme non solo gli aghi si trovino nella posizione esatta ma siano opportunamente fermascambiati cioè vincolati ai contraghi.

fermascambio rotativo
Manuale del ferelettrico IV - Segnalamento ferroviario e apparati di sicurezza, C.I.F.I. 1971

Nel tipo di cassa con fermascambio rotativo si adopera appunto un dispositivo formato da un albero perpendicolare al deviatoio, che può ruotare intorno ad un asse orizzontale e che porta due blocchi di ghisa di forma appropriata (B e B’); questi, a seconda della rotazione dell’albero possono disporsi in modo che, in ciascuna delle due posizioni estreme del deviatoio , un blocco risulti accostato all’ago accosto, e l’altro sia interposto fra l’ago discosto e il rispettivo contrago. La rotazione dell’albero è comandata, a mezzo di apposito rimando S, dai cilindri di manovra del deviatoio.

Occorre tener presente che per poter effettuare regolarmente la manovra di un deviatoio è necessario accertarsi che il deviatoio non solo sia libero da veicoli, ma non possa essere impegnato da veicoli, eventualmente in moto verso di esso, durante la fase di manovra. Nei deviatoi manovrati a mano si fa affidamento unicamente sull’attenzione dell’agente che è addetto alla manovra; nei deviatoi centralizzati, invece, spesso lontani e non visibili dal posto di manovra, è necessario servirsi di un dispositivo che impedisca materialmente la manovra del deviatoio nel caso in cui questo, ovvero un tratto di binario per un determinata distanza di sicurezza a monte del deviatoio stesso, sia impegnata da veicoli. Nelle manovre idrodinamiche si fa uso, a tale scopo, dei pedali meccanici.

pedale meccanico
Manuale del ferelettrico IV – Segnalamento ferroviario e apparati di sicurezza, C.I.F.I. 1971

Il pedale meccanico è costituito da una barra di ferro a U collocato lungo una delle rotaie, e che si estende, di norma, per un lunghezza variabile fino a 17,50 metri prima della punta dello scambio. Esso in posizione di riposo si dispone lievemente più in basso del piano di rotolamento della rotaia. Il pedale è collegato ad un certo numero di manovelle, M, sorrette da appositi supporti S fissati alla rotaia a mezzo di bulloni B; l’ultima delle manovelle è collegata all’albero del fermascambio rotativo o al bilanciere MN della cassa di manovra con fermascambio a Z. Iniziatasi la manovra, mentre l’albero del fermascambio rotativo compie la sua prima rotazione in modo da liberare dal blocco l’ago accosto, le manovelle collegate al pedale ruotano e quest’ultimo si innalza; la sua permanenza in tale posizione, a quota superiore al piano di rotolamento della rotaia, dura per tutto il tempo in cui avviene il movimento degli aghi; quando tale movimento è completato il pedale si abbassa di nuovo. E’ chiaro che se, quando si inizia la manovra, un veicolo si trova sulla rotaia nella zona occupata dal pedale, quest’ultimo non può innalzarsi perché impedito dalle ruote del veicolo, e quindi la manovra non si può effettuare. Pertanto il pedale meccanico realizza la condizione di immobilizzazione del deviatoio.

Riassumendo la manovra si compie quindi nelle seguenti fasi:

Manovra con fermascambio a Z

Nei deviatoi inglesi doppi, dove il fermascambio rotativo per ragioni di spazio non potrebbe essere montato, viene usato un altro tipo di manovra, la manovra con fermascambio a piastra o a Z, nella quale il sistema di comando è quello già descritto per il tipo precedente, ma è diversa la realizzazione del controllo; quest’ultimo non è dato solamente dalla posizione del fermascambio, ma è anche un controllo di punta, ottenuto a mezzo di un tirante comandato dalle punte degli aghi.

fermascambio a zeta
Manuale del ferelettrico IV – Segnalamento ferroviario e apparati di sicurezza, C.I.F.I. 1971

La cassa di manovra contiene la coppia di cilindri di comando C1 e C2. Lo stantuffo attraverso la testa a croce N, muove un bilanciere M che al suo estremo porta un tirante che si collega al pedale meccanico (descritto sopra), mentre a metà del suo braccio più lungo porta una piastra A collegata ad una slitta E (vedi figura sotto) che scorre all’interno della scatola S del fermadeviatoio. Alla scatola S fanno capo anche un tirante Tc collegato alle punte degli aghi, un bilanciere V collegato al rubinetto distributore di controllo e un bilanciere K che tramite il tirante T manovra aghi del deviatoio.

scatola a esse
Manuale del ferelettrico IV – Segnalamento ferroviario e apparati di sicurezza, C.I.F.I. 1971

La scatola S del fermascambio consta di un basamento fissato al fondo della cassa e di un coperchio munito di apposita finestrella, fissato ad esso mediante quattro bulloni. Il basamento ha due appendici H’ e H’’ che portano due perni F e G. Sul primo di detti perni (F) ruota una leva K a bracci diseguali che si collega al tirante di manovra T degli aghi dello scambio con il braccio più lungo, e che porta all’estremità del braccio più corto un perno C. Nel secondo perno (G) ruota una leva più corta V che si collega ad una estremità con il rubinetto del distributore di controllo, e che portà all’estremità opposta il perno C’.

All’interno della scatola S scorre inoltre una slitta E munita di due particolari scanalature che ricordano la lettera a Z, da qui il nome del fermascambio. La slitta come già detto sopra è collegata (tramite la piastra A e il braccio NM) allo stantuffo di manovra. Nelle due scanalature a Z scorrono i due perni C e C’ portati rispettivamente dai bilanceri K e V.

Superiormente alla slitta vi sono due risalti prismatici P e P’ muniti di un dente ricavato in posizione opportuna. Al di sopra della slitta ed ortogonalmente ad essa inoltre può scorrere un’altra piastra R munita di due intacche laterali nelle quali vanno ad incastrarsi i corrispondenti denti dei risalti P e P’, e di due appendici rivolte verso il basso, portanti ciascuna un dado filettato regolabile X. Trasversalmente alla scatola del fermadeviatoio è collocato il tirante di controllo Tc che con un particolare dente di risalto (non visibile in figura) può muovere la piastra R poggiandosi alle sue estremità verso il basso tramite i dadi X.

Quando la pressione fa spostare lo stantuffo dei cilindri, il bilanciere NM è sollecitato a muoversi ruotando verso destra, e spinge la piastra A e la relativa slitta E che scorre verso l’interno della scatola S. In prima fase la slitta E libera l’intacca di blocco P’ del tirante Tc e tramite la scanalatura a Z e il perno C’ relativo al bilanciere V comanda subito il distributore di controllo, che tramite la relativa condotta di controllo, segnala in cabina la mancanza di controllo del deviatoio. Il perno C, relativo al bilanciere K, non comanda per il momento nessun movimento in quanto la rispettiva feritoia a Z è ancora parallela alla traslazione della slitta. La rotazione verso destra del bilanciere NM inoltre provoca l’innalzamento del pedale meccanico. Proseguendo il movimento il perno C relativo al bilanciere K viene interessato dalla parte inclinata della scanalatura che ne comanda la rotazione verso destra trasmettendo il movimento agli aghi, che si spostano, seguendo la manovra. Con gli aghi si sposta pertanto anche il tirante Tc. A manovra ultimata quest’ultimo urta contro il perno X (che è filettato in modo da essere regolabile) e sposta con esso la piastra R di quel tanto che è necessario perché la intacca corrispondente si presenti davanti al dente del risalto P. Solo se ciò avviene la slitta E completa la sua corsa verso destra portando il distributore di controllo nella posizione estrema e realizzando le condizioni di controllo del deviatoio. E’ chiaro che, se le punte degli aghi non hanno completato la loro corsa, il tirante Tc e la piastra R non assumono la posizione estrema e la tacca del risalto P non può combaciare e penetrare nell’intacca della piastra R, impedendo il completamento della manovra e il relativo controllo del deviatoio.

E’ da segnalare che le manovre idrodinamiche dei deviatoi non sono tallonabili; infatti, allorché il deviatoio viene impegnato di calcio in falsa posizione, nella manovra con fermascambio rotativo si verifica, di norma, la rottura dei due blocchi attraverso una apposita sezione di minore resistenza, e nella manovra con fermascambio a Z si manifesta la rottura o la deformazione del braccio più lungo del bilanciere K.

Nel caso che due deviatoi costituiscano una comunicazione, è conveniente raggruppare la loro manovra a mezzo di un unico comando. In tal caso la leva di comando in cabina è unica e la manovra dei deviatoi può avvenire in cascata o in parallelo. Si dice in cascata quando la leva comanda solo un deviatoio e il comando del secondo avviene tramite il distributore di controllo del primo. La manovra del secondo deviatoio si effettua così solo dopo che quella del primo si è regolarmente effettuata. Il controllo del secondo deviatoio totalizzerà perciò l’avvenuta manovra dei due deviatoi. Si dice in parallelo invece quando la manovra dei due deviatoi viene comandata dalla cabina simultaneamente e indipendentemente; i controlli pervengono anch’essi indipendentemente in cabina e sono totalizzati attraverso opportuni organi.

La manovra idrodinamica affrontò e risolse per la prima volta i principali problemi legati alla sicurezza degli scambi (poi ripresi e perfezionati con le più moderne manovre elettriche) e più specificatamente quello di fermascambiatura, controllo e immobilizzazione del deviatoio.

Segnali e passaggi a livello con manovra idrodinamica

In una stazione dotata di Apparato Centrale Idrodinamico i segnali ad ala di partenza della stazione venivano comandati anch’essi tramite la manovra idrodinamica e dunque tramite apposite leve del banco di manovra. La leva da segnale in posizione normale corrisponde alla via impedita dell’ala semaforica, in posizione rovescia comanda la via libera. Per la manovra rovescia della leva (e dunque per la via libera) occorre che le altre leve del banco, tramite la serratura centrale o il combinatore elettromeccanico, soddisfino tutte le condizioni di sicurezza e siano dunque nella posizione corretta per assicurare l’itinerario interessato dal relativo segnale. Prima della manovra a via libera del segnale occorrerà pertanto predisporre l’instradamento e comandare la chiusura di eventuali passaggi a livello posti a valle del segnale.

segnale ad ala
Cristiano Zenato, Evoluzione storica e tecnica del segnalamento ferroviario italiano, 2006.

La manovra idrodinamica dei segnali può effettuarsi in due modi diversi, secondo la distanza alla quale si trova il segnale rispetto alla cabina dalla quale è comandato. Nel caso in cui tale distanza sia limitata (non oltre 300 metri), si adopera la cosiddetta manovra diretta.

In questo caso, rovesciando la leva del segnale, il liquido in pressione agisce, attraverso la relativa condotta che dalla cabina perviene al segnale, su un cilindro applicato alla piantana del segnale. Lo stantuffo all’interno del cilindro, a seguito della pressione, si solleva e comanda a mezzo dei tiranti ad esso collegati, il sollevamento del contrappeso che provoca a sua volta la disposizione a via libera del segnale. Al mancare della pressione, in seguito alla manovra in posizione normale della leva o alla rottura di una tubazione, l’azione del contrappeso ha la prevalenza e l’ala si ridispone in posizione orizzontale. Il cilindro di comando è costruito in bronzo, è disposto verticalmente ed è chiuso alla estremità inferiore. Lateralmente alla estremità inferiore si trova un foro filettato con un raccordo provvisto di guarnizione a cui viene assicurata la condotta proveniente dal banco di manovra.

Il cilindro inoltre è provvisto di un tappo di spurgo del liquido e di un foro di fissaggio alla piastra imbullonata alla piantana del segnale. All’interno del cilindro può scorrere verticalmente uno stantuffo la cui tenuta idraulica è assicurata nella parte superiore mediante un premistoppa. Particolare attenzione e cura deve essere prestata nella fase di serraggio del premistoppa in quanto una coppia di serraggio eccessiva potrebbe causare l’inceppamento dello stantuffo e quindi, nel caso più grave, la mancata ridisposizione a via impedita del segnale. La parte superiore dello stantuffo è a forma di occhiello ed è collegata meccanicamente con un perno e una copiglia ad una doppia staffa. La staffa è collegata ad un bilanciere munito di contrappeso. Il bilanciere è vincolato alla piantana del segnale e nel braccio più lungo porta la massa di contrappeso, nel braccio più corto è collegato il tirante di manovra dell’ala del segnale.

cilindro segnale
Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Nel caso invece in cui la distanza fra la cabina di comando e il segnale superi i 300 metri, si adopera la manovra indiretta con cassa taglia. In questo sistema la manovra lato cabina è sempre di tipo idrodinamico ma la condotta con il liquido in pressione non arriva direttamente al segnale ma ad un particolare dispositivo chiamato appunto cassa taglia. Dalla cassa taglia in poi la trasmissione prosegue fino al segnale mediante trasmissione meccanica flessibile di tipo a filo singolo. Lo stesso sistema è adoperato anche per la manovra delle barriere dei PL, quando si vogliano comandare con apparato idrodinamico; la leva del banco di idrodinamico posta in posizione rovescia quindi comanderà tramite la condotta del liquido in pressione la propria cassa taglia che a sua volta comanderà tramite trasmissione a filo singolo le casse di manovra delle barriere che saranno dunque sempre di tipo Rizzi (cfr. scheda) .

cassa taglia
Istruzioni sugli apparati centrali idrodinamici, Ferrovie dello Stato - Servizio lavori e costruzioni, 1939

Come si può osservare dalla figura sopra la cassa taglia è costituita da un contenitore metallico di forma rettangolare, ispezionabile superiormente da un coperchio apribile. All’interno è fissato il cilindro di comando che riceve la pressione del liquido dalla tubazione. All’estremità dello stantuffo è fissata una puleggia, guidata durante il suo movimento da una guida fissata sul fondo della cassa metallica, nella quale poggia la gola della carrucola. Nella puleggia si avvolge, per circa mezzo giro, il filo di acciaio della trasmissione flessibile, di cui un’estremità è fissata dentro la cassa taglia alla base del cilindro di comando, mentre l’altra estremità è collegata a distanza all’organo da comandare segnale ad ala o cassa di manovra PL tipo Rizzi (cfr. scheda) .

Disponendo in posizione rovescia la leva di comando posta in cabina, della relativa cassa taglia, si invia, tramite l’apposita tubazione, il liquido in pressione che giunge al cilindro di comando e aziona il suo stantuffo spingendolo verso l’esterno. La puleggia si sposta per tanto orizzontalmente lungo la propria guida mettendo in trazione il filo della trasmissione flessibile che subisce uno spostamento pari circa il doppio della corsa dello stantuffo. La trazione del filo comanda a distanza il relativo segnale ad ala o la cassa di manovra PL tipo Rizzi (cfr. scheda) . Ridisponendo in posizione normale la leva posta in cabina, viene tolta la pressione al cilindro di comando della cassa taglia e per effetto dei contrappesi del meccanismo posti sul segnale o sul cassa di manovra del PL il sistema ritorna nella posizione di riposo iniziale.

Normalmente le casse taglia venivano collocate vicino alla cabina dove era installato il banco dell’apparato centrale, in modo che le tubazioni, la cui posa era costosa, fossero più brevi possibili e che la parte più lunga del percorso della trasmissione fosse costituita dalla ben più economica trasmissione flessibile a filo singolo.

segnale basso (marmotta)
Elementi di cultura professionale - Nozioni sul materiale mobile e sugli impianti ferroviari, Ferrovie dello Stato - Scuole aiuto macchinisti, 1940

In una stazione in cui era installato un Apparato Centrale Idrodinamico anche la manovra dei segnali bassi era effettuata a distanza dalla cabina mediante tale meccanismo. I segnali bassi si disponevano a “via libera” ruotando di 90° rispetto al proprio asse, per tanto l’azione idrodinamica doveva imprimere nel segnale tale rotazione. Anche i segnali bassi pertanto erano dotati alla base di un cilindro di comando in bronzo al quale arrivava, tramite l’apposita tubazione, il liquido in pressione dal banco della cabina.

Superiormente al cilindro di comando vi era un altro cilindro, esterno, che supportava tramite una spina, uno stelo interno sopra il quale era fissato il piatto di sostegno della lanterna per l’illuminazione notturna del segnale. Il cilindro esterno e lo stelo interno erano fissi ed erano fissati al basamento del segnale. Interposto fra i due vi era inoltre un cilindro mobile il quale inferiormente appoggiava allo stantuffo di comando. Questo cilindro mobile presentava lateralmente una doppia scanalatura elicoidale che costituiva la guida per il movimento rotatorio del cilindro stesso attraverso la spina fissa. La scatola esterna girevole del segnale era fissata a questo cilindro mobile.

Disponendo la manovra del segnale lo stantuffo si sollevava in virtù della pressione inviata dal banco della cabina. Con questo si sollevava anche il cilindro intermedio, le cui scanalature elicoidali lo costringevano alla rotazione durante il sollevamento.

Raggiunto il punto di fine corsa superiore dello stantuffo il cilindro intermedio, e dunque la scatola esterna del segnale ad esso fissata, avevano ruotato di 90° attorno alla lanterna fissa. Il segnale così si era predisposto per la “via libera” mostrando di giorno, la faccia bianca con contorno nero e di notte, proiettando luce bianca, tramite il vetrino bianco in corrispondenza della lanterna.

Ridisponendo la leva di manovra della cabina in posizione normale, veniva tolta la pressione al cilindro di comando del segnale basso. Il suo stantuffo rientrava per gravitò, sottoposto all’azione del peso della scatola del segnale, che si abbassava e contemporaneamente, costretta dal meccanismo elicoidale, ruotava in senso opposto al precedente. Quando il meccanismo era arrivato nella posizione di fine corsa inferiore, il segnale aveva ruotato in senso opposto di 90° e si era ridisposto nella condizione di riposo di “via impedita” mostrando di giorno, la faccia a strisce oblique alternate bianche e viola, e di notte, proiettando luce viola tramite il vetrino viola in corrispondenza della lanterna.

E’ da notare che il vetrino bianco posto nel segnale si trova in una posizione più bassa di quello viola, proprio in virtù del fatto che la scatola esterna disponendosi a “via libera” ruota di 90° e contemporaneamente si solleva, mentre la lanterna posta internamente rimane fissa. Per tanto il vetrino bianco quando il segnale si dispone per “la via libera” si porta alla stessa altezza di quello viola.

Questo particolare meccanismo che provocava il continuo rialzo e abbassamento del segnale girevole ad ogni sua manovra suggerì al personale delle ferrovie il diffusissimo soprannome di “marmotta” che in gergo ferroviario è tuttora il soprannome dei segnali bassi, anche se ora sono di tipo luminoso e dunque non girano e non si sollevano più.