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Motorizzare gli scambi manuali
Elaborazione per motorizzare con bobine elettromagnetiche gli scambi Lima
Premessa
L’idea è nata dal fatto di avere a disposizione alcuni scambi manuali Lima (codice: 403950 il tipo dx e 403951 il tipo sx), acquistati tempo fa ad un prezzo molto conveniente ma che mi risultavano di difficile utilizzo a causa appunto della mancanza del comando elettrico.
GeneralitĂ
Ho subito notato l’identicità esterna con i loro corrispondenti motorizzati (403950E e 403951E) a meno della mancanza dei tre contatti a molla necessari al collegamento dei fili elettrici, come si può vedere chiaramente in questa foto di seguito del modello motorizzato.
Ho provveduto ad aprirne uno elettrico ed uno manuale (basta spingere le 4 piccole unghie plastiche poste nella parte inferiore) ed ecco confermati i miei sospetti: quello elettrico ha in più solo (si fa per dire) una piccola doppia bobina, il nucleo metallico che vi scorre all’interno e i tre contatti a molla per il comando elettrico montati su un piccolo circuito stampato
Basta dunque realizzare una doppia bobina, dotarla di un idoneo nucleo ed ecco motorizzato lo scambio, facile no? Della soluzione del problema dei contatti parlerò invece più avanti. Il lavoro è molto più semplice di quanto possa apparire a prima vista, occorre munirsi di carta e cartoncino sottile, colla per carta in stick, cianoacrilato (meglio se gel) e filo di rame smaltato da 0,2 mm (o 2/10) oltre, ovviamente, ad un po’ di pazienza e di manualità (che non dovrebbero mai mancare, entrambe, in un buon modellista); il filo di rame smaltato si acquista nei negozi di componenti elettronici (ben forniti) oppure si recupera da un vecchio trasformatore messoci a disposizione dall’amico smanettone di elettronica. Il rocchetto originale con la doppia bobina è realizzato in ottone massiccio tornito ma io ho escluso a priori il ricorso a tale tipo di materiale “nobile” per semplicità realizzativa ed ho ripiegato sulla più semplice abbinata carta/cartoncino/colla. Tutte le misure rilevate (con un calibro ventesimale) sono chiaramente esposte in questo schema (scusate se è disegnato a mano!)
In pratica bisogna costruire un piccolo rocchetto fornito di due gole, identico a quello originale ma….di carta. Ho innanzi tutto realizzato il cilindretto nel quale scorre il nucleo, tagliando una strisciolina di carta sottile alta 22,8 mm e avvolgendola su un’anima costituita da un cacciavite a croce di diametro pari a 3,5 mm, incollando con cura tutti gli strati con la colla per carta; il numero di strati deve essere tale da ottenere alla fine uno spessore di circa 0,5 mm. Al termine si ottiene un tubicino lungo esattamente quanto la bobina originale. A questo punto si ritagliano da un cartoncino sottile (0,4-0,5 mm) tre dischetti di 6,8 mm di diametro che si forano al centro con precisione (io per fare i fori precisi ho usato una fustellatrice da calzolaio) nella misura del diametro esterno del tubicino prima realizzato, ottenendo una sorta di piccole rondelle, in modo da poterle far scorrere sul tubicino stesso. Per ultimo si incollano tali rondelle al loro posto, due alle estremità e una perfettamente al centro, utilizzando il cianoacrilato che irrobustisce ed irrigidisce il tutto. Il risultato è chiaramente visibile in alto a sinistra nella foto seguente
Si procede ora ad avvolgere il filo smaltato, per farlo conviene aiutarsi infilando il rocchetto sulla punta di un cacciavite in maniera che vi si incastri leggermente, il filo si inizia ad avvolgere con spire serrate e regolari partendo dal centro del rocchetto, dove le due bobine confinano e da dove partirĂ alla fine il contatto comune, dico subito che l’avvolgimento a mano delle bobine non consente di ottenere un lavoro preciso come quello della bobina originale ma il risultato è comunque apprezzabile, di massima diciamo che i primi due strati di spire si applicano abbastanza bene e con regolaritĂ , poi i piccoli errori di serraggio tra le spire faranno diventare piĂą irregolare l’andamento della bobina, non vi preoccupate, questo non inficerĂ minimamente il funzionamento della stessa, badate invece di cercare di pareggiare gli strati in modo da ottenere un risultato finale come quello visibile nella foto precedente. Io ho stimato in 7 il numero di strati totali tra regolari e irregolari. Il capo finale di ciascuna bobina deve uscire ad una delle estremitĂ e vĂ bloccato con una goccia di cianoacrilato. Non dimenticate che l’avvolgimento di entrambe le bobine deve partire dal centro. Una volta terminate di avvolgere le bobine occorre togliere lo smalto dalla parte terminale dei fili, portando a nudo il rame, e ricoprirlo di un velo di stagno con un saldatore, i due fili che escono al centro vanno attorcigliati insieme e stagnati. Si potrebbe, volendolo e potendolo (serve un tester), a questo punto misurare la resistenza del filo avvolto (ma non è necessario) che nel mio caso è risultata pari a 4,2 ohm per ciascun avvolgimento contro i 3,1 ohm di quello originale, diciamo in sintesi che la resistenza non dovrebbe essere comunque inferiore a 3 ohm. Per realizzare il nucleo (visibile in alto a destra nella foto) ho utilizzato un chiodo di idoneo diametro (deve scorrere liberamente ma senza laschi all’interno del tubicino) tagliato alla misura giusta, ovvero pari esattamente alla distanza che intercorre tra le estremitĂ delle due punte in plastica che scorrono nella bobina (non visibili completamente nella foto precedente) e facenti parte della dima che aziona il semplice meccanismo di movimento dello scambio (somiglia ad una grossa e lunga lettera C) dopo aver accertato con una calamita che lo stesso chiodo possieda qualitĂ magnetiche (ne esistono in vendita anche in lega non magnetica che chiaramente non funzionerebbero). Terminato il lavoro si inserisce la bobina, completa di nucleo, nell’alloggiamento previsto inserendovi opportunamente le punte della dima di comando, si fanno uscire i tre fili della doppia bobina dalle aperture previste per i contatti a molla, si chiude la copertura facendo scattare con attenzione i quattro denti di blocco e si prova come un normale scambio. Se siete stati sufficientemente attenti e precisi lo scambio “manuale” sarĂ stato magicamente trasformato in “elettrico” ed a costo praticamente uguale a 0. Il procedimento descritto è ovviamente applicabile a qualsiasi tipo di scambio, basta rilevare le dimensioni del rocchetto da caso a caso. Personalmente ho motorizzato anche uno scambio Lima molto piĂą vecchio (sulle traversine erano riportate le venature del legno!) nel quale il rocchetto aveva dimensioni e forma leggermente diverse, ottenendo sempre un funzionamento perfetto. Come tubicino centrale del rocchetto può ovviamente essere utilizzato anche qualsiasi altro oggetto idoneo all’uso come un tubetto in ottone (acquistabile nei Brico Center) o il refill di una penna, l’importante è assicurarsi che il diametro interno sia quello giusto per il tipo di scambio che si vuole motorizzare. Un problema a parte lo riveste l’adozione di idonei contatti che evitino di fare collegamenti volanti con i fili delle bobine. Inizialmente avevo pensato di tagliare tre contatti da una scatola di derivazione Lima (codice: L603066) ma l’operazione si è rivelata troppo complessa oltre a dover ammettere che i contatti originali Lima sono decisamente irrealistici perchĂ© troppo “evidenti”. Ho ripiegato allora sull’uso di contatti utilizzati in elettronica e venduti in strisce di 40, nel formato maschio e femmina (reperibili nel solito negozio di componenti elettronici). E’ bastato tagliarne tre (femmina) e ricavargli un alloggiamento lateralmente alla bobina, saldandovi poi i fili degli avvolgimenti, come appare chiaramente nella foto. Il risultato oltre che perfetto dal punto di vista elettrico è anche esteticamente rilevante risultando i detti contatti praticamente invisibili all’esterno. Per il collegamento ai fili di comando ci si avvale di analogo gruppo di tre contatti maschio tagliati dall’altra striscia a cui andranno semplicemente saldati i fili della lunghezza desiderata.
Buon lavoro a tutti.
Tiziano (Bayard)
