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I dispositivi contro la caduta della cabina

I dispositivi contro la caduta della cabina hanno lo scopo di evitare che essa possa precipitare o giungere sul fondo del vano a velocità tale da compromettere l’incolumità fisica di coloro che si dovessero trovare al suo interno. Possono essere di natura meccanica o di natura idraulica.

Dispositivi meccanici: il paracadute

Il dispositivo meccanico atto a contrastare la caduta della cabina è il paracadute.

Esso si compone di organi di presa e di organi di comando.

Gli organi di presa, che sono posti in corrispondenza di ciascuna guida della cabina, sono costituiti da un elemento d’acciaio, il controcuneo che, a forma di U, abbraccia l’anima della guida e da cunei o rulli (uno o due) che, nel momento in cui il paracadute deve intervenire, vengono avvicinati alle guide dall’organo di comando e, per effetto dell’attrito che si sviluppa tra di essi e le guide, si incastrano tra queste e i controcunei provocando l’arresto della cabina.

A seconda della conformazione dei rulli o dei cunei e degli elementi cui è fissato il controcuneo, il paracadute può essere del tipo a presa istantanea, a presa istantanea con effetto ammortizzato o a presa progressiva. Nel paracadute a presa istantanea (si veda figura a destra) i controcunei sono fissati direttamente all’intelaiatura della cabina e la superficie esterna del rullo prospiciente la guida è zigrinata.

All’atto dell’intervento, questo tipo di paracadute provoca un arresto pressoché istantaneo (da cui il nome) della cabina e l’energia cinetica posseduta dalle masse che vengono arrestate si trasforma in lavoro di deformazione permanente delle guide e dei controcunei, nonché di deformazione elastica delle parti che costituiscono la cabina e la sua intelaiatura.

Poiché, come è noto, la decelerazione che la cabina subisce è direttamente proporzionale al quadrato della velocità che essa possiede al momento dell’intervento dei cunei o dei rulli e inversamente proporzionale allo spazio di arresto e, per quanto si è detto, con tale tipo di paracadute lo spazio di arresto è molto piccolo, allo scopo di ridurre gli effetti dannosi di una decelerazione troppo elevata sugli eventuali passeggeri e, nello stesso tempo, di non danneggiare eccessivamente le strutture interessate, il paracadute a presa istantanea viene utilizzato solo quando la velocità d’esercizio in discesa della cabina non supera determinati limiti fissati in genere, dalle normative di sicurezza.

La normativa attualmente vigente in Italia stabilisce che il paracadute a presa istantanea può essere impiegato  purchè la velocità d’esercizio in discesa della cabina non sia superiore a 0,63 m/s;

Nel caso di paracadute a presa istantanea con effetto ammortizzato, gli organi di presa sono identici a quelli descritti ma tra essi e l’intelaiatura della cabina sono interposti uno o più ammortizzatori idraulici. In tal modo, pur essendo la presa dei cunei o dei rulli pressoché istantanea, la cabina prima di arrestarsi può compiere il tratto di corsa consentito dal pistone degli ammortizzatori e la decelerazione che essa subisce può essere contenuta entro limiti sopportabili anche se la velocità di discesa è maggiore dei limiti su indicati.

Nel paracadute a presa progressiva, il controcuneo è fissato direttamente all’intelaiatura della cabina e i cunei, che sono lisci su ambedue le facce, durante il loro intervento vengono mantenuti aderenti alle guide da molle opportunamente tarate. Con tali tipi di paracadute l’energia cinetica posseduta dalle masse che vengono arrestate è smaltita essenzialmente sotto forma di attrito dei cunei contro l’anima delle guide. Per l’impiego di tale tipo di paracadute non esistono limiti alla velocità di regime di discesa della cabina.

Poiché negli ascensori idraulici la velocità di discesa della cabina è contenuta, il tipo di paracadute generalmente usato è quello a presa istantanea.

Solo nel caso in cui le masse da arrestare siano eccessivamente grandi, si installano paracadute a presa progressiva.

L’intervento dei rulli o dei cunei è comandato da un limitatore di velocità che interviene, come dice la parola, quando la velocità di discesa della cabina supera determinati limiti o da molle  che si distendono quando si dovesse verificare la rottura o l’allentamento di uno degli organi di sospensione della cabina, le funi o le catene.

Il limitatore di velocità (si veda figura a sinistra) consiste in una fune continua e due pulegge folli. La fune è fissata a una leva, solidale all’intelaiatura della cabina, cui fanno capo i tiranti che azionano i cunei o i rulli. La fune si muove alla velocità  della cabina e trascina nel suo movimento le due pulegge di cui quella inferiore, posta nella fossa del vano di corsa, è opportunamente contrappesata per tenere in tensione la fune e quella superiore, posta alla sommità del vano, può essere arrestata quando la cabina supera in discesa la velocità di taratura dell’apparecchio. L’attrito che si verifica tra la fune che è trascinata dalla cabina e la gola della carrucola fa sì che la fune si tenda e sollevi la leva; i cunei o i rulli vengono pertanto a contatto con le guide e arrestano la cabina.

L’arresto della puleggia superiore può essere ottenuto sfruttando o la forza centrifuga di masse che vengono fatte ruotare a velocità proporzionale a quella della cabina o l’inerzia di un pendolo, di cui una estremità si impegna contro un risalto portato dalla carrucola stessa.

Nel primo caso, il complesso costituito dalla carrucola e dalle masse, quando la cabina raggiunge in discesa una determinata velocità, le masse, vincendo l’azione delle molle di richiamo, si impegnano contro arresti fissi bloccando il moto della carrucola oppure fanno scattare una morsa che serra la fune continua. 

Nei dispositivi del secondo tipo (figura a sinistra), alla carrucola superiore è fissata una pista munita di risalti, su cui scorre, mantenutavi aderente alla molla m, l’estremità del pendolo p che è incernierato al sostegno dell’apparecchio, e denti di arresto i contro cui può impegnarsi l’altra estremità del pendolo. Durante l’esercizio normale il dispositivo è registrato in modo che la reazione della molla superi di poco la forza d’inerzia che tende a sollevare la massa dell’estremità del pendolo quando questa percorre un risalto della pista. In tal modo l’arpione può inserirsi e disinserirsi nello spazio compreso tra due denti successivi senza impegnarsi contro uno di essi. Se la velocità di discesa della cabina aumenta, aumenta anche la velocità di rotazione della carrucola e, di conseguenza, aumenta anche la forza d’inerzia che agisce sull’estremità del pendolo quando essa percorre il risalto. Quando la forza d’inerzia supera la reazione della molla, l’estremità del pendolo abbandona la pista, e la punta dell’arpione, non ritraendosi in tempo, s’incastra in uno dei denti provocando l’arresto della carrucola. La conseguente tensione della fune provoca il sollevamento della leva di comando degli organi di presa e quindi l’intervento del paracadute.

Dispositivi idraulici: 

Le valvole di caduta. 

I dispositivi idraulici che limitano la velocità di discesa della cabina sono costituiti da una valvola, più o meno complessa, che è fissata al cilindro in corrispondenza dell’attacco della tubazione e fa corpo con esso. A seconda del tipo, essi si distinguono in valvole di blocco, che arrestano la discesa della cabina bloccando il deflusso del liquido, oppure in valvole limitatrici della portata che, consentendo un deflusso controllato del liquido dal cilindro, permettono alla cabina di scendere a una velocità di poco superiore a quella di discesa a regime e di appoggiarsi sugli ammortizzatori di fondo fossa. 

Come si è già detto, i dispositivi idraulici entrano in funzione se si produce la rottura della tubazione, di uno dei giunti o di una delle altre apparecchiature che sono installate tra la valvola di non ritorno e il cilindro. Il  più semplice limitatore di portata – quindi limitatore di velocità di discesa della cabina – è il diaframma, costituito da un foro calibrato posto in corrispondenza dell’attacco della tubazione al cilindro. La strozzatura che così si viene a creare provoca una perdita di carico, quindi una riduzione della quantità di liquido che attraversa il foro stesso.  

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