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Archive for the ‘Tecnica modellistica’ Category

Pubblicato il 4 luglio 2020

Abbiamo di recente discusso di come fermare correttamente e in modo automatico treni reversibili su un plastico. Lo abbiamo fatto assumendo che la percorrenza sul binario sia sempre unidirezionale, cioè che i treni arrivino sempre ad esempio da sinistra verso destra, come può tipicamente avvenire in una stazione nascosta, o su un binari o di incrocio in stazione nella quale sia prescritta una circolazione data (ad esempio quella “italiana”, ovvero con i treni che, su doppio binario, tengono la mano sinistra).

In tal caso la soluzione standard prevede due brevi sezionamenti.

Semplice stazione per effettuare incroci con circolazione “all’italiana”

Il problema che ci eravamo posti era come rispondere all’esigenza di porte far circolare anche treni reversibili (ad esempio con la motrice in coda) facendo funzionare il tutto correttamente. Lo avevamo risolto usando una coppia di sensori, e gestendoli con un paio di relè.

Tratta sezionata con due sensori

La soluzione individuata aveva il pregio di funzionare sia in analogico che in digitale.

Ora vogliamo invece gestire la circolazione in entrambe le direzioni, in modo ad esempio da poter effettuare anche sorpassi oltre che incroci.

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Pubblicato il 6 giugno 2020

Abbiamo di recente esaminato le geometria dell’armamento in scala N di Arnold, Minitrix e Roco – quest’ultimo ora commercializzato da Fleischmann come serie di binari senza massicciata. L’offerta originale di Fleischmann, quella dei binari con massicciata tuttora presenti a catalogo, è oggetto di questa nota.

Si tratta di una proposta apparentemente molto semplice e razionale. Già una rapida occhiata all’esempio che da anni viene mostrato sui cataloghi fa cogliere al volo la razionalità cartesiana del disegno.

L’eleganza modulare delle geometria Fleischmann

Ma entriamo nei dettagli.

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Pubblicato il 16 maggio 2020

Già nel 1959 l’azienda tedesca Trix fornisce modelli in scala 1:180 non motorizzati (Schiebetrix: “schieben” significa “spingere”), ma senza un corrispondente sistema di binari. Nel 1964, seconda dopo Arnold e a pari merito con Piko, inizia a produrre trenini elettrici in scala N. Il sistema di binari offerto all’epoca non ha tante pretese ma ha già una sua articolazione interessante: comprende due raggi di curvatura, due scambi basati sul raggio R1 con angolo di 24º e interasse di 33,6 mm.

Aggiungendo una curva di 6º e compensando con una controcurva R1 di 30º si ha un interasse di 52,1 mm, utile per realizzare la banchina di una stazione.

SIstema di binari Minitrix originale, dal catalogo Minitrix del 1967.

Il sistema esordisce quindi in modo semplice e razionale.

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Pubblicato il 2 maggio 2020, ultima modifica 15 maggio 2020

Abbiamo di recente visto come la geometria Roco fosse “pasticciata”, con una molteplicità di lunghezze non facilmente rapportabili tra loro. Ora esaminiamo un caso che possiamo definire opposto: una geometria razionale e semplice, basata su pochi elementi e ben fondata: quella di Arnold.

Ne seguiamo la storia, fino alla relativamente recente uscita di produzione dei binari Arnold, avvenuta  quando l’attuale proprietario Hornby ha deciso di concentrarsi solo sui rotabili. E’ una storia che risale agli albori della scala N, con i primi cataloghi Arnold che già contengono i necessari elementi di base.

Binari Arnold, dal catalogo 1963/64

Troviamo lo scambio con deviata a 15º, un binario diritto di uguale lunghezza (111 mm), uno lungo il doppio (222 mm) e uno da 57,5 mm. Può sembrare un numero strano, ma se lo moltiplichiamo per il coseno di 15º otteniamo 55,5, che è la metà di 111. Questo significa che se il binario è inclinato di 15º, la sua proiezione sull’asse orizzontale è pari a metà dell’elemento base, il che ci permette di fare costruzioni nelle quali due binari paralleli connessi tra loro sono perfettamente allineati.

Arnold, Semplice combinazione con gli elementi base originali.

Il “mezzo binario”, cioè quello da 55,5 mm, non c’è: non apparirà mai a catalogo, nemmeno in futuro. Strano, perché sarebbe davvero utile in alcuni casi.

Altra combinazione di binari Arnold (qui il “mezzo binario” sarebbe comodo…)

Gli altri elementi presenti a catalogo sono curve di vario tipo. Vi sono quelle denominate “Normalkreis“(cerchio normale) di diametro 384 mm (quello che poi diverrà noto come “Raggio R1”) in elementi da 15º (ventiquattresimi di cerchio), 45º (ottavi di cerchio) e 90º (quarti di cerchio). A differenza di quel che faranno poi gli altri costruttori, notiamo che Arnold parla (nei suoi primi cataloghi) di diametri invece che di raggi: in fondo ha un senso, perché il diametro fornisce una immediata indicazione della dimensione del plastico minimo.

Oltre ai “Normalkreis” troviamo i “Parallelkreis“(cerchio parallelo) di diametro 444 mm (il futuro R2) per fare il doppio binario, inizialmente prodotto solo come ampie curve da 45º. Infine, c’era lo “Spezialkreis“(cerchio speciale) di diametro dichiarato pari a 784 mm e da 15º, che serviva per compensare lo scambio.

Arnold, Combinazione degli elementi base originali, con curva “Spezialkreis” (in rosso)

Nei cataloghi dell’epoca vi era un errore: d=784 mm significa r=392 mm, e se questo fosse il raggio usato per la deviata dello scambio, la lunghezza del ramo di corretto tracciato (ottenibile come r sin 15º, ripetendo i ragionamenti già fatti nel caso della geometria Roco) dovrebbe essere di 101 mm, e non di 111…

Per ottenere 111 mm il raggio della curva dovrebbe essere di 430 mm. Ma aspettiamo un poco e vedremo: la storia ci darà ragione…

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Pubblicato il 18 aprile 2020

I treni reversibili sono quelli che possono viaggiare sia in avanti che all’indietro. Il caso più curioso è forse quello del Suburban Steam Shuttle effettuato nel novembre ’18 dall’operatore storico britannico “Steamrail Victoria“, che per tutto il giorno fece viaggiare avanti e indietro un convoglio avente una locomotiva a vapore in testa ed una, rivolta in direzione opposta, in coda, come documentato dal seguente filmato.

Anche senza giungere a questi estremi però il caso di convogli reversibili è tutt’altro che raro, come ne caso di automotrici, elettromotrici ed elettrotreni, o convogli ordinari con locomotore e carrozza semipilota.

Un IC reversibile – foto © Lele H da flickr

Un regionale reversibile – foto © Lele H da flickr

Abbiamo già discusso come li si possa gestire nel plastico, facendoli fermare automaticamente grazie all’accoppiata di sensori e scambi intelligenti.

Ci proponiamo ora di presentare un’ulteriore soluzione che prescinda dall’azione degli scambi. Dovrà essere in grado di gestire automaticamente e correttamente le fermate sia per convogli tradizionali che per treni reversibili, e sarà basata su sensori che rilevino la presenza del convoglio. Tali sensori potranno essere magnetici, ottici o di altro tipo. La cosa essenziale è che venga dato un segnale sia a inizio che a fine convoglio, così da funzionare sia che questo marci “in avanti” che “all’indietro”. Eventuali segnali intermedi (come nel caso di pedali azionati da ogni asse) non dovranno creare disturbi.

Assumeremo che il binario sia percorso in una direzione data, lasciando ad una prossima nota l’estensione al caso bidirezionale.

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Pubblicato il 4 aprile 2020

La geometria dei binari Roco (in scala N) somiglia a uno zoo: ci si trova di tutto. E’ difficile individuare un razionale in un set di binari che offre dei segmenti di varie misure incommensurabili tra loro, né, almeno apparentemente, legate da relazioni trigonometriche intuitive. Con numeri di catalogo cha vanno da 22202 a 22207 troviamo infatti binari diritti da 312,6. 104,2 54,2, 50, 33,6 e 17,2 mm.

Lo “zoo” dei binari rettilinei Roco, dal catalogo 2005/06

Le relazioni semplici identificabili al volo sono il fatto che il 22202 è equivalente a tre 22203, e che quest’ultimo è pari alla somma di 22204 e 22205, nulla di più.

17,2 è quasi un sesto di 104,2 (manca più di un decimo millimetro: per esserlo dovrebbe essere 17,37) e quasi la metà di 33,6 (dovrebbe essere 16,8, e qui siamo fuori di 4 decimi). Tre elementi da 33,6 fanno 100,8, 8 decimi più di una coppia di elementi da 50 mm.

Quale contorto ragionamento può averli generati? E’ quel che cercheremo di ricostruire qui (con qualche fatica). Non solo capiremo come sono nati gli elementi, ma avremo anche una guida su come comporli senza andare per tentativi, cosa che con la varietà di elementi disponibili può facilmente degenerare in un incubo…

Prima di iniziare ricordiamo però che Roco non produce più in scala N, dopo la razionalizzazione operata in casa Modelleisenbahn Muenchen Holding che ha lasciato a Roco la scala H0 e a Fleischmann la N. Da allora i binari Roco, di cui ci occupiamo qui, continuano ad essere prodotti, ma a marchio Fleischmann. Quest’ultima da allora si trova ad avere due linee di binari: quelli originariamente suoi, e gli ex Roco. Vengono distinti dicendo che i primi sono con massicciata, e i secondi senza. A parte l’aspetto, hanno geometrie completamente diverse per cui è comunque sconsigliato mescolarli tra loro, anche se sono funzionalmente compatibili.

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Pubblicato il 14 marzo 2020

In varie note precedenti, abbiamo discusso degli scissors crossover presentandoli [1], poi esaminandone le realizzazioni industriali in scala N [2], e quindi discutendone i collegamenti elettrici nel caso dei Peco [3] (la gestione dei Kato e Tomix è banale, e ne abbiamo parlato nella seconda nota).

Tuttavia nell’esame degli schemi elettrici per i Peco, abbiamo assunto che i due binari paralleli che le “forbici” interconnettono fossero alimentati con la stessa corrente. Esaminiamo questa volta il caso in cui invece le due correnti siano diverse (ovviamente stiamo parlando di analogico, in quanto in digitale il problema non si porrebbe). Lo faremo partendo da un esempio concreto: lo snodo del “Bivio S. Pietro”.

Tale bivio si trova su un plastico, nel punto in cui un doppio binario a “marcia italiana”(ovvero con circolazione sulla sinistra” si dirama verso un terzo circuito, e parte di tale diramazione è proprio realizzata con una “forbice”.

Bivio San Pietro

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Pubblicato il 29 febbraio 2020

Per realizzare automatismi su un plastico ferroviario occorre rilevare la posizione dei rotabili. Potremo allora prevedere degli effetti legati al transito di un treno, come ad esempio abbassare le sbarre, far scattare un segnale o commutare uno scambio, rallentare o fermare il treno stesso o farne partire un altro.

La rilevazione di posizione è basata su sensori, che possono essere di varia natura: meccanici, ottici, magnetici. Qui ci concentriamo su quelli magnetici:  i reed (piuttosto diffusi in ambito ferromodellistico) e quelli ad effetto Hall (usatissimi i molti contesti, che vanno dal controllo di chiusura delle finestre al blocco del portello della lavatrice).

Cerchiamo di esaminarli entrambi, e di confrontarli tra loro.

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Pubblicato il 15 febbraio 2020

Abbiamo di recente affrontato la discussione degli scambi a forbice (“Scissors crossover”) in scala N, ed abbiamo avuto modo di constatare come i Peco, con i loro cuori metallici, siano interessanti modellisticamente, sia dal punto di vista estetico che da quello funzionale, quest’ultimo per per quanto riguarda la continuità di alimentazione elettrica dei rotabili che li percorrono.

Peco Crossover

Al tempo stesso, proprio la continuità elettrica va gestita, il che non è del tutto banale. Abbiamo visto come, usando lo scambio così come è fornito dalla fabbrica, sia suddiviso in diverse zone elettriche:

Zona centrale delle “forbici” Peco

  • due “V” orizzontali: una blu scuro a sinistra, ed una viola a destra.
  • il rombo centrale, suddiviso in una zona gialla in alto ed una arancio in basso.

Queste quattro zone sono connesse con quattro fili metallici di alimentazione elettrica che fuoriescono dalla sua parte inferiore.

Le otto rotaie che fuoriescono dal blocco (quattro binari) sono elettricamente separate tra loro, ma noi consideriamo che i due binari paralleli in cui la “forbice” si inserisce abbiamo la stessa corrente, che riassumiamo in due polarità che denominiamo “rossa”e “verde”.

Vi sono poi altre quattro “V” asimmetriche, che abbiamo colorato in turchese ed in marrone: sono i cuori dei quattro scambi. I cuori sono alimentati “meccanicamente”dagli aghi quando questi vanno a contatto con rispettivi i contraghi.

Qui vedremo dapprima come gestire in modo semplice ed efficace la “forbice”. Lasceremo ad una prossima nota la discussione di come fare se i due binari paralleli non hanno la stessa corrente.

Infine, ci occuperemo qui anche di rendere “digital-friendly” la forbice stessa.

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Pubblicato il 1 febbraio 2020

Abbiamo di recente discusso degli incroci (intersezioni), ed abbiamo sostenuto che nelle ferrovie reali la loro presenza sia piuttosto limita. Abbiamo visto che c’è pero una configurazione nella quale l’incrocio è immancabile: il cosiddetto “scissors crossover” (incrocio a forbice, detto anche “scissors crossing“, “double crossover” o “overlapping crossover with diamond crossing“).

Scissor crossover alla stazione di Madrid Atocha

Si tratta di una conformazione di binari che, date due linee parallele, permette di passare dall’una all’altra e viceversa.

Anmazione che mostra uno scissors crossing, tratta da https://dccwiki.com/

 

Scissor crossover in costruzione in Austria nel 1926 – da http://www.voestalpine.com/

Spesso al posto di uno o più scambi semplici si trovano degli scambi inglesi: questi possono anche diventare parte di una “forbice”. La seguente immagine mostra una interessante configurazione dove si contano ben nove scissors crossings (tutti con scambi inglesi), ed un singolo incrocio non riconducibile a tale configurazione (in altro a destra). Vista la presenza di un TGV supponiamo che sia in Francia, anche se quei convogli viaggiano un po’ in tutta l’Europa occidentale.

Sequenza di scambi inglesi e scissors crossovers – da Pinterest.

La stessa funzionalità della “forbice”si può ottenere con il “cappello del prete”(cosi chiamato per la forma che l’insieme dei quattro scambi assume, che richiama appunto i copricapi usati dai sacerdoti nel secolo scorso – ricordate don Camillo ad esempio?), ma la configurazione a forbice riesce ad offrirla riducendo lo spazio necessario di circa il 50%.

Cappello del prete (in alto) confrontato con lo scissors crossing.

Don Camillo con il "cappello del prete", da wikimedia

Don Camillo con il “cappello del prete”, da wikimedia

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