Impianti frenanti a ridotta manutenzione per scale mobili

Da un quarto di secolo, gli impianti frenanti della Twiflex Ltd, con sede a Bedford, hanno un ruolo nascosto ma vitale nei trasporti pubblici londinesi.

Per tenere la città in movimento, la metropolitana di Londra (LUL) si avvale delle sue gallerie e dei suoi treni ma anche delle sue scale mobili. Le 430 scale mobili presenti nella rete aiutano i passeggeri a fare più di 1,3 miliardi di spostamenti ogni anno. La più lunga, con i suoi 60 metri, è nella stazione di Angel sulla Northern Line, mentre troviamo la sua cugina più corta, di soli 4,1 m, nella stazione Stratford in East London. La stazione più trafficata, Waterloo, dispone di 23 scale mobili che trasportano quasi 90 milioni di passeggeri all'anno.

Le scale mobili per il trasporto di massa come quelle utilizzate nella metropolitana sono i pesi massimi nel mondo delle scale mobili, con pesi che raggiungono più di 40 tonnellate e con più di 15.000 componenti in movimento. Si spostano più velocemente di quelle utilizzate nei centri commerciali e nei grandi magazzini - 0,75 m/s contro 0,5 m/s - trasportano più persone e restano in funzione continuamente fino a 20 ore al giorno, 7 giorni alla settimana, 364 giorni all'anno. Devono inoltre essere straordinariamente affidabili; la durata di progetto delle scale mobili sulla rete è di 40 anni, e approfondite revisioni vengono effettuate dopo 20 anni di funzionamento. Nella sua vita operativa, una scala mobile tipica percorre la distanza di andata e ritorno dalla luna. Inutile dire che devono essere anche conformi a standard di sicurezza estremamente rigidi.

Il sistema frenante di una scala mobile è una componente critica di un pacchetto complessivamente performante che include sistemi di comunicazione e di rilevamento e soppressione degli incendi. Progettati per funzionare anche in caso di guasti di alimentazione, di segnali di arresto di emergenza o di problemi meccanici, i freni delle scale mobili devono arrestare delicatamente la macchina e tenerla ferma finché non viene riavviata, il tutto senza contare su nessuna sorgente di alimentazione esterna.

Per gli ultimi 25 anni, molti di questi impianti frenanti sono stato forniti da Twiflex, parte del gruppo di aziende Altra Industrial Motion. Twiflex fornisce i suoi freni e i relativi sistemi di comando idraulici a diversi dei più importanti produttori di scale mobili nonché alla London Underground Ltd e ai suoi subappaltatori, nell'ambito di programmi di aggiornamento e revisione.

Un sistema frenante per scale mobili per trasporti di massa include tipicamente due freni a disco: un "freno di servizio" che lavora sull'albero ad alta velocità tra il motore di trasmissione principale e il riduttore, e un "freno ausiliario", installato dopo il riduttore direttamente sull'albero di testa della scala mobile.

Durante il normale utilizzo, il freno di servizio controlla la decelerazione della scala mobile, mentre l'unità ausiliaria interviene dopo un certo ritardo per mantenere ferma la macchina. In caso di guasto del riduttore o della catena di trasmissione principale, tuttavia, il ritardo viene bypassato e anche il freno ausiliario deve essere in grado di arrestare autonomamente la scala mobile.

La progressività di applicazione è una componente vitale di un funzionamento confortevole. Se la scala mobile si arresta troppo rapidamente, rischia di sbilanciare i passeggeri, quindi i parametri di decelerazione sono rigidamente controllati. Il sistema deve inoltre arrestare la macchina entro una gamma di distanze di arresto specifiche, con carichi di passeggeri ampiamente variabili.

Tony George, Responsabile prodotti Twiflex, spiega come questi impianti frenanti riescano a rispettare questi criteri molto rigidi. "La maggioranza di sistemi frenanti da noi forniti per l'utilizzo con scale mobili viene azionata a molla e rilasciata idraulicamente. I freni di servizio dispongono di una funzione di autoregolazione che compensa automaticamente l'usura, per mantenere un varco d'aria costante tra il disco e le pastiglie, e mantenere quindi tempi di reazione costanti", ci dice. "Durante il funzionamento normale, il sistema di controllo utilizza un approccio "avvicinamento rapido, frenata morbida", quindi chiude rapidamente il varco d'aria prima di raggiungere gradatamente la coppia massima. Il ritardo progettato per il comando del freno ausiliario consente poi di applicare il freno di tenuta statica. Ovviamente, il sistema di controllo è progettato per funzionare completamente in modo passivo, in caso di perdita di alimentazione esterna."

Oltre a fornire nuovi freni, gli ingegneri di assistenza Twiflex sono anche coinvolti in attività di ispezione e ricerca guasti in tutta la rete, nonché in ispezioni in loco per le operazioni di aggiornamento e rinnovo. I freni Twiflex sono stati installati anche nelle scale mobili di altre importanti reti metropolitane in tutto il mondo, tra cui la metropolitana di Washington DC (WMATA) e la metropolitana di New York (NYCTA).