UN RELÈ TUTTO IN MECCANO

...utilizzando le parti elettriche

di Max Ferranti

Scelte progettuali

Nel 1962 la Meccano Paris mette sul mercato una scatola contenente tutta una serie di pezzi elettrici chiamandoli MECCANO-ELEC (una scatola identica viene poi proposta l’anno successivo dalla Meccano Ltd col nome ELEKTRIKIT); tutta l’ampia varietà (oltre 40) di queste nuove parti è anche disponibile come pezzi staccati che si rivelano utilissimi anche per applicazioni non elettriche. Per esempio: gli assi appuntiti (# 548, 549 e 550) con le corrispondenti viti a cavità conica (# 545) per diminuire l’attrito, oppure i nuclei (# 528) delle bobine cilindriche che sono degli ottimi distanziatori.
Ovviamente la scatola contiene anche un manuale che descrive vari montaggi elettrici che sfruttano le possibilità dei nuovi pezzi e fra i modelli illustrati vi è un relè deviatore a due contatti (modello E20) che utilizza due bobine. Mi sono prefissato di migliorare la costruzione di questo tipo di relè

 

 

Il relé descritto nel manuale ELEC

 

per poterne fare un elemento solido ed affidabile da utilizzare nelle costruzioni da esporre in pubblico. Il modello del manuale ha due deviatori, ma nella mia versione è possibile montarne tre per ampliare le possibilità di utilizzo.
Gli elementi principali del relè sono le due bobine di tipo rettangolare (parte # 520) con i loro nuclei di ferro dolce (# 526) e le lamelle di contatto flessibili da 1 pollice (# 531) con le viti di contatto a testa argentata (# 543) per realizzare i deviatori. Altri pezzi ELEC utilizzati sono varie strisce isolanti che fanno da supporto alle parti elettriche.

 

Le bobine I nuclei

Circuito magnetico

Per avere un buon flusso magnetico si utilizzano due bobine, ciascuna montata sul ramo di una U in materiale ferromagnetico e un‘àncora mobile viene a chiudere il circuito magnetico alle estremità (poli) dei due rami. La U in materiale ferromagnetico si realizza con i due nuclei (# 526) in ferro dolce fissati ai fori estremi di un pacco di 7 strisce da 3 fori (a sua volta fissato su una striscia isolante a fori doppi). Sui due nuclei sono infilate le bobine e mantenute in posizione dai fermi specifici (# 525). L’àncora mobile è anch‘essa formata da un pacco di 7 strisce da 3 fori più una striscia stretta (sempre da 3 fori) che viene in contatto con i poli.

 

Schema elettrico

Le bobine hanno una tensione nominale di funzionamento dai 4,5 ai 12 Volt e un’alimentazione a 6V garantisce una forza di attrazione più che sufficiente per uno scatto deciso e permette di tenere il relè chiuso (sotto tensione) anche per lungo tempo senza che le bobine scaldino eccessivamente. Il miglior funzionamento si ottiene con un’alimentazione in corrente continua; si evitano così le fastidiose vibrazioni dovute alla frequenza di 50Hz. Si può realizzare il relè per un’alimentazione a 6V collegando le due bobine in parallelo. Volendo si può anche alimentare il relè con 12V, ma in questo caso le bobine vanno collegate in serie in modo che ciascuna funzioni a 6V.

Qualunque sia il montaggio, è imperativo far sì che il flusso generato da una bobina sia concorde con quello dell’altra, altrimenti si annullano. Perciò i collegamenti elettrici vanno fatti tenendo conto del senso dei campi magnetici generati dalle due bobine: vedere i due schemi elettrici.

NB: sulle bobine, gli occhielli in ottone per l’alimentazione sono segnati rispettivamente con una E e con una S (dal francese Entrée e Sortie (anche sui pezzi inglesi vi è l’identica marcatura, segno evidente della loro origine). La resistenza elettrica di ogni bobina è di ca. 9 Ω. Di conseguenza durante il funzionamento si hanno i seguenti valori:

 

Costruzione

La base del relè è formata da una piastra bordata da 5 x 7 fori (# 53) rinforzata sui lati lunghi con due angolari da 5 fori (sarebbe logico utilizzare degli angolari da 7 fori ma ho lasciato degli spazi alle estremità della piastra per semplificare il montaggio e lo smontaggio del relè nei modelli) . Due supporti a squadra (# 108) sono fissati sugli angolari e fanno da supporto ad un quadrato 5 x 5 fori dentro il quale è posizionato il circuito magnetico con le bobine. Questo quadrato è formato da due strisce a piega doppia (# 48a), una striscia da 5 fori ed una striscia a fori doppi da 5 fori in materiale isolante (# 507). Il quadrato appoggia alla base anche tramite due squadrette da 1 x 2 fori (# 12b) fissate sopra un montaggio di distanziali e di strisce isolanti che fanno da supporto per le viti di contatto (# 543) dei deviatori.

A sinistra la base e, a destra, l’intero supporto

 

L’àncora mobile è fissata all’estremità del braccio verticale di una squadra ad L che porta sull’altro braccio (orizzontale) un supporto isolante formato da una striscia a fori doppi da 3 fori (# 508) sulla quale sono fissate le 2 o 3 lamelle di contatto (secondo il numero di deviatori montati). La squadra può ruotare intorno ad un asse orizzontale e perciò comporta, nei pressi del vertice della L, una striscia a piega doppia da 5 fori (# 48a) che fa da supporto ad un asse orizzontale imperniato nei supporti a squadra (# 108) del telaio. La squadra è mantenuta nella posizione di riposo da una molla a compressione (# 120b) che appoggia sulla base ed è parzialmente infilata in una vite del braccio orizzontale spingendolo verso l’alto. Una vite fissata sul quadrato di 5 x 5 fori serve da battuta per l’àncora mobile nella posizione di riposo e per regolare il traferro fra àncora e poli.

Le lamelle di contatto, nella posizione di riposo, sono pressate contro le viti di contatto in alto (contatti normalmente chiusi – NC) mentre quando l’àncora è attratta dalle bobine le lamelle sono pressate contro le viti in basso (contatti normalmente aperti – NO = Normally Open). Da ogni lamella di contatto parte un filo elettrico flessibile che la collega elettricamente al terminale comune C del deviatore (posizionato in cima al relè). Gli altri terminali (NC e NO) dei deviatori sono collegati direttamente alle viti di contatto montate sulle strisce in materiale isolante.

I dettagli della costruzione sono facilmente visibili dalle foto allegate.

I contatti montati e, a destra, un particolare

 

Messa a punto

I punti critici del montaggio sono:

• la distanza tra le teste delle viti di contatto: deve essere di ca. 2,5 mm (da regolarsi con le rondelle);
• il centraggio dei contatti delle lamelle flessibili con le viti di contatto (da regolarsi con il fissaggio delle lamelle sui fori oblunghi della striscia a fori doppi in materiale isolante);
• l’allineamento sullo stesso piano delle lamelle: i contatti devono aprirsi e chiudersi simultaneamente (o quasi) per evitare che un contatto chiuda e l’altro no (se necessario piegare leggermente le lamelle);
• la forza della molla: vi sono diverse varianti delle molle 120b, scegliere quelle di 14mm (tipo più antico) e se possibile non troppo dure;
• i poli (le estremità della U che attraggono l’ancora) devono essere ricoperti con un pezzetto di nastro adesivo per evitare che l’ancora stessa vi rimanga attaccata, anche dopo l’interruzione della corrente, a causa del magnetismo residuo;
• il traferro fra l’àncora ed i poli: deve essere inferiore a 1,5 mm, altrimenti la forza iniziale di attrazione non è sufficiente a vincere il contrasto della molla.

 

 

Hits: 8