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Come funziona un ascensore: guida pratica!

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!INDICE!

!Prefazione! 3!

L’ascensore! 3!

Introduzione! 3!

Tipologie di ascensori! 3!

L’ascensore elettrico! 4!

Macchine gearless! 4!

I vantaggi del gearless! 5!

L’ascensore idraulico! 6!

Consumo energetico! 6!

L’arcata e la cabina! 6!

Arcata a sedia.! 7!

Sistemi di sicurezza dell’arcata! 7!

Arcata a sella! 7!

Impianti idraulici! 8!

La cabina! 8!

Le porte! 8!

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!Prefazione!

Questa guida ha la finalità di dare alcune notizie generali sul funzionamento di un impianto ascensore per avvicinare il lettore a questo strumento che è già da tempo nell’utilizzo comune. E’ volutamente scritta senza entrare eccessivamente in termini troppo tecnici, cercando di utilizzare alcune espressioni comuni in questo settore. Tale guida è per puro approfondimento, per cui non ci prendiamo la responsabilità per l’eventuale presenza di errori o imperfezioni nel contenuto dell’articolo.!

!!L’ascensore!!

Introduzione!

Per ascensore si intende un apparecchio elevatore con installazione fissa che serve piani definiti mediante una cabina che si sposta lungo guide rigide e la cui inclinazione sull'orizzontale è superiore a 15 gradi, destinato al trasporto di persone o cose.!!Dal 1853 - anno di invenzione - ad oggi esso si è evoluto a tal modo da essere definito un mezzo confortevole, veloce e sicuro per il trasporto. Ormai è diffusissimo e solo in Italia sono presenti ben 850.000 impianti (il nostro Paese ha il maggior numero di installazioni al mondo). !!Il mondo dell’ascensore è abbastanza vasto e gli impianti si dividono secondo diverse caratteristiche:!• elettrici ed idraulici (in base al tipo di

trazione)!• automatici, semiautomatici e manuali (a

seconda che il meccanismo che hanno le

porte esterne e quelle interne di cabina è elettrico o manuale)!

• con sala macchine in testata o in fossa!• con e senza sala macchine!• panoramici (generalmente con struttura e

cabina fatte a vista)!• con tromba a vista (generalmente

metallica e posizionata all’interno di edifici)!

• esterni (con struttura esterna dell’edificio) o interni (con tromba ascensore già presente all’interno)!

• montacarichi (per il trasporto di cose)!• piattaforme elevatrici (impianti più

semplici che non necessitano di fossa ma generalmente sono senza porte interne e hanno basse velocità di funzionamento)!

• altri tipi di impianti (servoscale, scale mobili, tappeti mobili) che fanno sempre parte di questo mondo!!

!Tipologie di ascensori!!

Gli ascensori si si dividono in due categorie:!• Elettrici (a fune)!• Idraulici (chiamati anche oleodinamici)!!Gli impianti elettrici sono composti principalmente da una macchina elettrica per il sollevamento (di due tipi: argano o g e a r l e s s ) e m u o v o n o l a c a b i n a passeggeri tramite funi di trazione bilanciate da contrappesi. Il contrappeso ha l a f un z i on e d i b i l an c i amen to dell’impianto onde ridurre le forze di attrito tra macchina elettrica e funi e per diminuire la potenza elettrica necessaria a

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muovere l’impianto. Il quadro elettrico di manovra è necessario per la gestione e il funzionamento dell’impianto, mentre il limitatore di velocità e il paracadute sono dispositivi di sicurezza che entrano in funzione in caso di emergenza.!!L'ascensore idraulico moderno è composto essenzialmente da una centralina idraulica ed una valvola che si occupa di immettere l’olio in un cilindro per azionare un pistone collegato all’arcata (e quindi alla cabina passeggeri). In questo tipo di impianto i componenti di sicurezza sono dati dalla valvola di blocco e dal paracadute (se presenti le funi di taglia). Anche qui il tutto è comandato da una quadro elettrico di manovra.!!Le due t ipo log ie s i d i f fe renz iano prevalentemente da come viene effettuato il movimento. Nell’ascensore elettrico il movimento è trasmesso dalla macchina elettrica che viene trasmesso alle funi (collegate alla cabina) che trasmettono il movimento tramite l’attrito presente tra le funi e la puleggia di frizione. Il motore elettrico funziona in entrambe le direzioni (salita e discesa). Nell’impianto idraulico il suo funzionamento avviene, in salita, tramite una pompa controllata da una valvola che immette l’olio nel pistone telescopico che sol leva la cabina direttamente all’arcata (diretto) o tramite funi di richiamo (in taglia), mentre in discesa la valvola si apre e l’olio defluisce nel serbatoio facendo scendere la cabina per gravità.!

!L’ascensore elettrico!

L’impianto elettrico attua il movimento della cabina attraverso delle funi collegate a d u n a r g a n o ( b i l a n c i a t e d a u n contrappeso) che viene mosso da un motore elettrico. Quest’ultimo può essere posizionata in testata (in alto), in fossa (in basso) o con il sistema MRL (machine room less - senza sala macchine).!!Il motore elettrico è una macchina in grado di trasformare l’energia elettrica in energia meccanica. Di base il suo funzionamento si ha attraverso la presenza di un campo magnetico rotante generato da due bobine fisse, ortogonali e percorse da correnti alternate della stessa frequenza e sfasate di 90° (in corrente continua). Il primo brevetto del motore trifase asincrono è del 1888 a opera di Nicola Tesla. Con la parzializzazione della fase dagli anni ‘70 era possibile inserire la seconda velocità. A partire dagli anni ’90, con lo sviluppo degli inverter è stato possibile eliminare i motori a c.c. anche negli impianti gearless (che venivano utilizzati soprattutto in quegli impianti con velocità superiore ai 2 ms. L’avvento poi dei magneti permanenti ha ulteriormente contribuito allo sviluppo degli inverter che tra l’altro ora si utilizzano anche nella regolazione della velocità degli ascensori ad azionamento idraulico.!!Macchine gearless!

Le macchine gearless, come dice il nome, sono macchine senza ingranaggi (e quindi senza riduzioni). I vantaggi stanno nell’alto

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risparmio energetico e in una corsa confortevole.!L’abbinamento ad un buon inverter è necessario per avere un’accoppiata vincente. L’argano infatti girerà a bassa velocità e, se il motore è ben realizzato e controllato elettronicamente, non si produrranno rumori e neppure vibrazioni. Saranno quindi molto confortevoli anche le accelerazioni e le decelerazioni e la fermata. !Il motore brushless (motore in corrente alternata trifase, sincrono a magneti p e r m a n e n t i ) d i v e n t a g e n e r a t o r e all’occorrenza e se si mettono in corto le fasi diventa auto frenante. Pratico sistema per evitare che la cabina vada in fuga per mancanza della riduzione meccanica. L’ascensore gearless funzionerà bene solo se il motore sarà ben dimensionatp e realizzato.!!Molto importante il cablaggio: diventa fondamentale tenere il cavo schermato del motore ad una distanza di almeno 150mm dal cavo schermato dell’encoder.!!Tiro diretto!Le macchine gearless possono essere applicate sia in taglia 1:2 che a tiro diretto 1:1, ma si trovano solitamente maggiori problemi in quelle a tiro diretto perché normalmente hanno una puleggia di elevato diametro. In quest’ultimo caso è importante disporre di un gearless con un alto numero di poli pre assicurare un buon confort a basse/bassissime velocità. L’encoder deve garantire un elevato numero di risoluzioni e l’inverter deve essere in grado di controllare bene questi motori che girano molto lentamente.!

!! I vantaggi del gearless!

Oltre a quanto già sopra scritto, si può aggiungere che in una macchina gearless c’è l’assenza assoluta di olio e il mancato consumo del freno. Questo tipo di macchina in pratica non necessita di manutenzione.!Rispetto ad un ascensore tradizionale ad argano la macchina gearless può risparmiare fino al 30% di energia (anche se sembra che ci sia discordanza su tali numeri). Rispetto però ad un ascensore oleodinamico il risparmio è nettamente superiore.!!Tra i contro il maggiore costo iniziale della macchina che poi si ripaga nel tempo con il minor consumo energetico.!!Modernizzazioni!Anche in caso di modernizzazioni è possibile l’utilizzo della macchina gearless. Ci sono in commercio delle macchine gearless con pulegge sufficientemente grandi per accogliere funi di 10-11-12 mm di diametro che possono sostituire il vecchio argano e permettere quindi il mantenimento della vecchia arcata con il paracadute originale (anche se con pulegge grandi ha un costo maggiore che si ammortizza nel tempo con il minor consumo energetico).!!Alcuni condomini potrebbero decidere di eliminare il vano macchina impiantando un nuovo ascensore MRL: tra i vantaggi c’è il recupero della sala macchine (che di norma è così piccola che avrebbe pochi

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altri utilizzi), tra gli svantaggi si avrebbero maggiori costi per la sostituzione integrale dell’ascensore, per la sostituzione delle funi (diventa complesso e costoso sostituire le funi con la macchina appoggiata sulle guide), meno pratico per il manutentore e per la manovra a mano d’emergenza.!!!L’ascensore idraulico!

L’ascensore idraulico, a differenza di quello a trazione elettrica a funi, non ha bisogno del contrappeso per bilanciare la cabina. La sua corsa avviene infatti con un pistone comandato da una centralina che immette l’olio per il movimento in salita e da una valvola che recupera l’olio facendo scendere il pistone, per la fase di discesa. La valvola lavora attraverso i suoi cursori che per essere comandati hanno bisogno di una pressione statica di circa 10-12 bar, sotto la quale non è garantito il corretto funzionamento della valvola. La pressione minima deve essere mantenuta nella condizione più restrittiva che abbiamo in discesa con cabina vuota e olio freddo. Le condizioni di funzionamento più gravose per l’impianto idraulico le abbiamo con marcia in salita a pieno carico, mentre in discesa lavora a costo zero. La tecnologia sta portando avanti dei sistemi di recupero dell’energia in discesa così da ridurre la potenza necessaria fino al 70%: queste nuove tecnologie si inizieranno a vedere probabilmente nel 2011.!!

Consumo energetico!

Secondo quanto riportato nelle linee guida tedesche un ascensore idraulico con un uti l izzo medio di un’ora al giorno (condizioni reali negli impianti installati nei condomini) riesce ad ottenere la classe energetica B (così come un impianto tradizionale M R L ) . Q u e s t o anche grazie al fatto che l’ascensore i d r a u l i c o c o n s u m a energia quasi esclusivamente solo in salita e difficilmente lavora alla massima potenza (visto che questa è direttamente proporzionale al carico in cabina). Il risultato è dovuto al più basso consumo elettrico duranti le fasi di inattività dell’ascensore idraulico rispetto a quelle di un ascensore a trazione. La potenza installata (maggiore in un impianto idraulico rispetto ad uno tradizionale) non è quindi un parametro particolarmente indicato per valutare l’efficienza energetica dei due impianti: dove infatti l’idraulico recupera è nelle fasi di discesa e nelle situazioni di inattività. Altro modo per risparmiare energia è quella di quello di aumentare la fase in discesa e diminuire quella in salita. Il consumo è anche proporzionale alla velocità dell’impianto in fase di ascesa. !!

L’arcata e la cabina!!!Milo Patruno Ascensori - Sollevano... anche il morale Pagina " di " 6 9

Figura 1. Classe energetica B secondo le linee guida tedesche VDI4707

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L’arcata è la struttura metallica portante di una cabina. E’ ciò che un utente non vede e costituisce lo scheletro vero e proprio di un ascensore. La cabina appoggia su questa struttura e viene trascinata verticalmente. La Direttiva Ascensori 95/16/CE impone che l’inclinazione delle guide sul piano orizzontale siano superiori a 15 gradi.Le arcate tradizionali sono essenzialmente di due tipi: a sedia o a sella.!!Arcata a sedia.!

L’arcata a sedia può essere utilizzata sia negli impianti idraulici che in quelli a frizione (elettrici). E’ costituita da 2 montanti verticali, da una traversa

supe r i o re e una traversa inferiore s o l i d a l e a l p i a n a l e d i sostegno della cabina che in questa configurazione risulta essere a sbalzo. Le guide sono montate su una sola parete e i montanti scorrono

lungo di esse tramite pattini o ruote rivestiti da materiali specifici a basso attrito.!Il movimento in salita e discesa è garantito da:!• Un pistone idraulico (vedi impianti

oleodinamici)!

• Un argano motore (vedi impianti a frizione elettrici)!

Il vantaggio principale dell’arcata a sedia è la possibilità di avere impianti a 3 ingressi e di avere le guide da un solo lato. Ha però lo svantaggio di essere a sbalzo e quindi di avere una limitata profondità del vano e/o della portata massima. In taluni casi, si preferisce optare per l’installazione di una terza guida per evitare le oscillazioni del pianale. !!Sistemi di sicurezza dell’arcata!

Ad esclusione degli impianti idraulici a tiro diretto (provvisti sistemi di sicurezza direttamente sul pistone idraulico di trazione (valvola di blocco)), l’arcata è dotata di un dispositivo di sicurezza proprio, chiamato paracadute, che tramite ceppi a cuneo montati sula traversa inferiore rallenta e blocca l’impianto in caso di emergenza. Sugli impianti a frizione il leverismo di sicurezza funziona anche in salita attraverso il limitatore di velocità.!!Arcata a sella!

L’arcata a sella è prevalentemente usata negli impianti a frizione. Le guide sono montate su due pareti opposte e la traversa i n f e r i o r e è c e n t r a t a rispetto ai montanti - che scorrono lungo le guide - per cui risulta essere anche meglio bilanciata. Ha lo svantaggio di non poter essere utilizzata in i m p i a n t i c o n p o r t e adiacenti (ad angolo) ma al massimo con

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!Arcata a sedia

!Arcata a sella

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due porte opposte. E’ di semplice costruzione e visto il suo equilibrio è indicata anche per i montacarichi e per impianti con importanti portate. Nella configurazione classica, le funi di trazione sono attaccate alla traversa superiore, mentre i dispositivi paracadute sono installati in quella inferiore.!!Impianti idraulici!

Tale tipo di arcata si può utilizzare su impianti idraulici a due pistoni, sia diretta che in taglia. Questa configurazione permette di ottenere montacarichi di grosse dimensioni che non hanno una corsa elevatissima. I pistoni possono spingere direttamente oppure con delle pulegge di richiamo (in taglia). In questo caso il paracadute è presente solo nella versione in taglia (poiché sono presenti delle funi).!!La cabina!

La cabina è fissata all’arcata. La cabina è definibile, assieme alle porte, il lato “ a r t i s t i c o ” dell’ascensore. E’ praticamente ciò che l’utente finale vede (escludendo g l i a s c e n s o r i panoramici) per cui c ’è la massima personalizzazione a s e c o n d a d e i desideri del cliente. E s s a p o g g i a rididamente sull’arcata, anche se in alcuni impianti di piccole dimensioni può essere posta su distanziatori di materiale semi-

rigido per migliorare il confort finale. Il dimensionamento dell’arcata dipende anche dalla cabina, dal suo peso e dalla sua portata.!!Nell’arcata sono inseriti anche molti cablaggi che comunicano direttamente con l’impianto elettrico della cabina.!!La cabina può essere personalizzata con una vasta scelta di materiali e di abbinamenti a seconda dei gusti dei c l ien t i . S i persona l i zza tu t to da i rivestimenti del pavimento, alle pareti, alle luci, fino ad arrivare alla pulsantiera interna e la presenza o meno di specchi e maniglie. Obbligatorio per i più recenti il telefono per comunicare all’esterno e volendo è possibile inserire un impianto di video sorveglianza interno. La Milo Patruno Ascensori offre un’ampia gamma di personalizzazioni per la struttura e i rivestimenti della cabina.!!Le porte!

Le porte degli ascensori sono doppie: quelle esterne di piano e quelle interne di cabina. In base al tipo di porte, gli impianti si dividono in:!• automatici, se hanno sia le porte esterne

che quelle interne ad azionamento automatico (si aprono elettronicamente al raggiungimento della cabina al piano e si chiudono se l’impianto deve muoversi oppure, per i più moderni, quando l’impianto entra in posizione sleep) e il movimento delle ante è gestito da un automatismo:!

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• semiautomatici: con le porte di cabina automatiche e le porte esterne al piano ad azionamento manuale;!

• manuali: con apertura e chiusura manuale sia delle porte interne che esterne.!

Le porte con azionamento automatico hanno dei sensor i per ev i tare d i schiacciare l’utente se dovesse passare durante la loro chiusura. Come per la cabina, il loro rivestimento è altamente personalizzabile, oltre che, nei casi in cui fosse desiderio o imposto dalle norme, è possibile installare porte antincendio di tipo R.E.I.!!

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