MANOVRA ELETTRICA DA SEGNALE SEMAFORICO
NOTE COMPLEMENTARI
Questa pagina è a cura dell'Ing. Cristiano Zenato
Note complementari
Il motore della cassa di manovra elettrica semaforica FS è a corrente continua e nel tipo più diffuso veniva alimentato a 110 V, normalmente tramite una batteria di accumulatori al piombo situata in cabina.
Il meccanismo nel suo complesso prendeva il nome di manovra elettrica diretta FS, in quanto il circuito di manovra - passando tramite la leva di comando, o più in generale il dispositivo interruttore – alimentava in campagna direttamente sia il motore che lo slot.
Invece nei casi in cui per motivi di economia d’impianto (numero esiguo di semafori presenti nel piazzale, etc.) la cabina non fosse dotata di centralina con batteria di accumulatori, e quindi non fosse disponibile la tensione sopra menzionata, veniva adoperata la manovra elettrica indiretta FS con motore a corrente continua alimentato a 10 V.
Figura 1 - disposizione interna del relè ausiliario a ridosso dello slot S (foto C. Zenato)
Queste casse di manovra, meno diffuse delle precedenti, avevano la medesima costituzione di quelle dirette a 110 V: l’unica differenza - oltre ad avere il motore e lo slot con avvolgimenti interni idonei al funzionamento con questa tensione particolarmente bassa - era di tipo impiantistico e consisteva nel fatto che l’alimentazione al motore ed allo slot era assicurata non dalla consueta batteria in cabina, bensì da una batteria di pile ad alta capacità situata in apposito contenitore stagno ai piedi dello stesso segnale semaforico.
In questa variante un relè ausiliario (con tensione di funzionamento pari a 12 V=) ad un solo contatto è incorporato nella cassa di manovra (mirabilmente incastrato tra le bobine dello slot, vedi foto) e viene alimentato dalla cabina con un circuito di comando a 48 V [1]; disponendo la manovra il relè ausiliario si eccita chiudendo l’unico suo contatto, che a sua volta stabilisce il circuito locale alimentando il motore con la corrente erogata dalle pile ai piedi del segnale.
Figura 2 - Schema elettrico dell'alimentazione a 110 V= (a sinistra) ed a 10 V= (a destra).
Effettuata la manovra a via libera, il rullo Ap del contatto di fine corsa C come già visto divarica le lamelle T aprendo il contatto ed escludendo contemporaneamente tanto l’alimentazione del motore quanto quella del relè ausiliario (che quindi ritorna in posizione di riposo) ma non quella dello slot [2], che mantenendo l’attrazione dell’ancora F trattiene il segnale a via libera fino a quando non viene effettuata l’occupazione dello stesso.
Figura 3 - Schema elettrico interno delle casse di manovra diretta (a sinistra) ed indiretta (a destra)
La distinzione tra manovra FS diretta ed indiretta avviene immediatamente al primo sguardo senza nemmeno controllare le tensioni di targa riportate sulle carcasse dei motori: è infatti sufficiente controllare il numero di lamelle T presenti (una per la manovra diretta che interessa l’alimentazione del motore, e due per quella indiretta che interessano rispettivamente le alimentazioni del motore e del relé ausiliario), la presenza del relé ausiliario tra le bobine dello slot (relé assente nella manovra diretta) ed il numero di contatti della morsettiera interna (due per la manovra diretta a cui applicare i 110 V di manovra, e cinque per quella indiretta a cui applicare rispettivamente i 48 V di manovra per eccitare il relé ausiliario nei primi due di sinistra, il negativo dei 48 V diretto allo slot nel contatto centrale, ed i 12 V della batteria di pile nei due contatti di destra).
Come ultima curiosità faccio notare lo sdoppiamento fisico dei poli negativi a 48 V (solo nella manovra indiretta) collegati separatamente al relé ausiliario ed allo slot, a differenza del polo positivo che risulta in comune ai due dispositivi: questo fatto rende possibile la subordinazione della manovra del segnale - a cura del preposto che agisce sulla leva del banco - al consenso del D.M. dalla cabina effettuato mediante apposita leva di consenso del banco consensi. La realizzazione pratica di questa subordinazione risulta immediata, essendo sufficiente sostituire semplicemente il ponticello tra i contatti 2 e 3 della morsettiera con uno dei contatti disponibili sulla leva di consenso del D.M.
È chiaro infatti che a consenso concesso da parte del D.M. (leva rovescia e propri contatti chiusi) i contatti 2 e 3 della morsettiera interna della cassa di manovra vengono tra loro cortocircuitati, assicurando perciò la chiusura del circuito elettrico tanto al relé ausiliario che aziona il motore quanto allo slot; invece a leva di consenso normale (propri contatti aperti) i contatti 2 e 3 della morsettiera interna non risultano elettricamente collegati, ed anche pervenendo regolarmente ai morsetti 1 e 2 i 48 V della manovra per eccitare il relé ausiliario (il motore gira regolarmente compiendo la gran parte della prima fase) lo slot S non può eccitarsi per la presenza del circuito aperto al morsetto 3 sul proprio polo negativo.
Ciò comporta la mancata attrazione dell’ancora F (accostamento e successivo immediato allontanamento di quest’ultima) dalle espansioni polari dello slot S, la conseguente assenza del puntello Y all’estremità X della leva K che rimane a riposo, il distacco immediato del perno P dall’incavo della camma G per inefficienza del cinematismo di irreversibilità, e la ripetizione ciclica a vuoto di tutto il movimento del meccanismo di manovra (al limite fino ad esaurimento della carica delle pile…) senza alcun movimento da parte dell’ala semaforica.
Figura 4 – Particolare della morsettiera interna a 5 contatti di
una cassa di manovra indiretta FS:
si noti il ponticello di shunt tra i contatti 2 e 3 per assicurare l’esistenza
del consenso elettromeccanico durante la manovra (foto C. Zenato).
Come esemplificazione pratica di quanto appena riportato si osservi la demo, nella quale in luogo della leva FS da consenso si trova un interruttore bipolare a coltello (perfettamente equivalente ai fini didattici del funzionamento). Fino a quando tale interruttore rimane aperto - ossia in configurazione equivalente alla leva da consenso in posizione normale - la corrente nello slot S non può circolare e quindi l’ala semaforica non può essere trascinata in movimento; ad interruttore chiuso il circuito elettrico invece si completa, lo slot S è in grado di mantenere l’ancora E attratta a sé a partire da quando gli si accosta e la manovra dell’ala può senz’altro essere effettuata.
Nota [1]: La tensione di 48 V veniva utilizzata per alimentare un apparecchio utilizzatore a soli 12 V non in virtù di chissà quale motivazione tecnica misteriosa, ma semplicemente in ottemperanza alle disposizioni della Circolare n° 6/1936 del 27/04/1936, che per l’appunto imponeva quale valore minimo di tensione da inviare via cavo ai dispositivi di campagna quello di 48 V. All’interno della cassa era perciò inevitabile la presenza di una resistenza elettrica, generalmente di 2000 Ohm, per dissipare in calore la stragrande maggioranza della tensione elettrica in arrivo alla morsettiera interna. Tensione che, a parte alcuni Volt ovviamente persi a causa della resistenza ohmica del cavo di comando più o meno lungo in funzione della distanza cabina-segnale, risultava comunque essere all’incirca pari al quadruplo della tensione di lavoro effettivamente necessaria al relè ausiliario ed allo slot del segnale semaforico.
Nota [2]: Come curiosità segnalo in questo punto preciso un errore concettuale commesso dai compilatori e sfuggito ai supervisori del testo C.I.F.I. dei primi anni ’60, peraltro curiosamente riportato in tutte le successive edizioni dell’opera nel ventennio successivo. Nel testo originale infatti si legge che: “La diseccitazione del relé ausiliario provoca ovviamente l’interruzione all’alimentazione dello slot e la chiusura del segnale”, ma in realtà le cose non stanno così, in quanto lo slot rimane alimentato anche dopo che l’interruttore di fine corsa diseccita il relè ausiliario, il quale toglie l’alimentazione al motore, e non allo slot! Se infatti fosse come riportato nel testo originale, la manovra dell'ala a via libera provocherebbe alla fine l'azionamento del contatto C di fine corsa, causando l'interruzione dell'alimentazione del motore e del relè ausiliario, ma quindi anche la diseccitazione dello slot S: ciò comporterebbe sempre e comunque la chiusura istantanea per gravità dell'ala semaforica non appena aperta, occupando intempestivamente il segnale ancor prima del passaggio del treno.
