La giostra Urbinati

LA GIOSTRA "URBINATI"

Nel 1938 entrava in servizio a Roma, sulle linee urbane della STEFER, la motrice articolata a due casse e tre carrelli 401, dotata dell'articolazione sistema Urbinati, che prende il nome dall'ing. Mario Urbinati, progettista della particolare articolazione che le caratterizza, detta a suo ricordo "giostra Urbinati", che risolveva felicemente il problema dell'articolazione delle semicasse appoggiate ad un carrello, eliminandone gli inconvenienti presentati dalle realizzazioni in uso, introdotte inizialmente nei primi decenni del secolo negli U.S.A. e successivamente in Europa (ad es. con le motrici Harkort in Germania e con gli elettrotreni ETR 200 delle FS in Italia). Con la giostra Urbinati si poteva realizzare un ambiente a due casse praticamente senza restringimento interno in corrispondenza dello snodo e senza la necessità di dover adottare lunghi mantici di intercomunicazione. La giostra Urbinati fu brevettata dalla officine meccaniche della Stanga di Padova ed applicata inizialmente alla serie di 12 vetture STEFER della quale la 401 era il prototipo (401-412); fu poi applicata nel 1941 all'analoga motrice articolata 7001 ed al filobus articolato 8001 dell'ATAG; nel dopoguerra equipaggiò le 50 vetture articolate Stanga dell'ATAC (7001-7099) e le analoghe STEFER (501-508). Scaduti i brevetti, il sistema Urbinati fu largamente utilizzato dai costruttori europei di rotabili tramviari, interoducendovi variazioni e modifiche secondo le necessità locali. A Torino la giostra Urbinati è stata introdotta nel 1960 sulle motrici serie 2800 e poi ripresa ancora negli anni '80 sulle motrici di metropolitana leggera tipo 7000, a dimostrazione della validità del progetto dell'ing. Urbinati.

In una vettura articolata a tre carrelli e due casse si hanno spostamenti relativi delle due casse sia in un piano orizzontale parallelo al piano del ferro nella descrizione delle curve, che nei due piani ad esso perpendicolari per cambiamenti di livelletta, sopraelevazioni di rotaie e movimenti vari di beccheggio e di rullio. Limitandoci qui a considerare principalmente gli spostamenti nel piano orizzontale, osserviamo che, fissati gli interperni della vettura in 6,60 metri (come nelle 2800), lo spostamento angolare massimo relativo delle due semicasse, nella descrizione della curva di raggio minimo di 15 metri, risulta di 25°37' (fig. 3), valore notevole se confrontato con quanto ammesso in ferrovia dove si prevede uno spostamento massimo di 4°.

Figura 1	Figura 2
	Figura 3

Lo schema in pianta e in elevazione della giostra è dato in fig. 1; A e B sono le due semicasse che, con i bracci 1 e 2, appoggiano sulla ralla sferica 3 del carrello centrale. Fra A e B è inserito un terzo elemento di cassa L a pareti verticali cilindriche sulle quali appoggiano, con l'interposizione di un materiale resistente allo strofinio, i risvolti 15 di A e di B. L'elemento (cilindro) L ha la funzione di compensare i movimenti angolari di A rispetto a B nel piano orizzontale ed è composto da due parti rigide (semicilindri) L1 ed L2 collegate tra loro dalla biella 6 a teste sferiche 7 ed 8, che si trova nel piano orizzontale passante per C, centro della ralla. Un foglio di gomma tesa G chiude lo spazio tra L1 ed L2 sulle pareti e sul cielo della vettura; sul pavimento, la continuità del piano di calpestio è data da due settori 13 (dei quali uno solo è mostrato nella figura), fissati a mezzo delle cerniere 14 ad un semicilindro e scorrenti liberamente sull'altro. I semicilindri sono fissati su A e B dai perni 4 e 5 ad asse verticale e di conseguenza l'unico movimento ammesso per un semicilidro è quello di rotazione introno a tale asse (un collegamento superiore tra i due semicilindri non è mostrato nella figura).

La posizione angolare del cilindro rispetto ad A e B è comandata dalla biella 9, i perni 10, 11, 12 della quale sono solidali rispettivamente ad L, A, B; questo cinematismo obbliga l'asse orizzontale NN di L, passante per C, a mantenersi sempre sulla bisettrice dell'angolo di deviazione delle casse, formato dagli assi longitudinali di A e B, passanti anch'essi per C; è quest'ultima la caratteristica fondamentale della giostra Urbinati..

Una soluzione più semplice che raggiungerebbe ugualmente lo scopo di mantenere il cilindro sempre sulla bisettrice dell'angolo di deviazione delle casse, sarebbe stata renderlo solidale al carrello sottostante. In tal caso, però, i movimenti del cilindro sarebbero stati caratterizzati da più elevati valori di accelerazione, fastidiosi per i viaggiatori (la dimostrazione della maggiore accelerazione che si avrebbe è abbastanza complessa e la omettiamo, tanto nessun lettore avrebbe la pazienza di seguirla).

L'articolazione permette movimenti di rotazione intorno al centro della ralla anche nel piano trasversale perpendicolare al binario e di ciò occorre tener conto nella disposizione della trave oscillante del carrello che, essendo unica, non può seguire contemporaneamente i movimenti di A e di B. Si è quindi dotata la trave oscillante di quattro pattini (fig. 2): due P1, P4 ad essa rigidamente connessi sui quali appoggia la semicassa A e due, P2 e P3, montati con interposizione di molle, sui quali appoggia la B. I movimenti di A e di B rispetto alla ralla e quindi rispetto al binario sono quindi resi relativamente indipendenti e definiti dal dimensionamento delle molle di P2 e P3.

Vista interna della giostra di una 2800

Vista esterna della giostra di una 2800