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     Sul catalogo del 1963 viene presentato un nuovo modello: il TEE della S.N.C.F. - art.1001 (art.1003: la motrice sola, presente sul catalogo 1964) che si può considerare il primo a montare un innovativo motore ad asse di rotazione orizzontale che in seguito verrà definito “G”.

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. Fig. 12 - estratto dal catalogo Lima del 1963

     Quasi certamente il modello entrerà in produzione solo nel 1964 quindi possiamo ritenere questa la data di nascita del motore “G” che mantiene la stessa filosofia costruttiva dei precedenti, di integrare la distribuzione e il carrello col motore stesso ma, come vedremo, i primissimi motori “G” conservano anche altri elementi in comune con i precedenti propulsori, impostati sull’asse del rotore verticale.

Nota: sui cataloghi non viene mai dichiarato apertamente che i motori sono di nuova progettazione ma, leggendo le didascalie di presentazione, si comprende quali sono i modelli col motore nuovo.

     A partire dal catalogo 1965, i modelli col vecchio propulsore sono definiti con le frasi: “Motore con buona potenza a voltaggio 9-12 V” oppure: “Motore con trasmissione a vite senza fine”. Invece i nuovi motori sono identificati con la frase: “Motore con ottimo funzionamento disposto orizzontalmente”.

In base a quanto detto possiamo individuare, sul catalogo del 1964, altri due modelli movimentati dal nuovo motore: il locomotore olandese, serie 1200 (art. 8024) ed il locomotore italiano E 646 (art. 8026).

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Fig. 13 - Nel TEE, il nuovo carrello-motore “G” è infulcrato verticalmente come nei precedenti carrelli-motori con l’asse del rotore verticale.

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     Nella Fig.14, per mostrare la lamella di contatto art.1003-06, il carrello-motore del TEE (art.1003) è stato privato del falso carrello. Occorre puntualizzare che questo elemento, oltre alla funzione estetica di riproduzione del vero, ne ha anche una pratica: blocca la lamella stessa, mediante due viti e serve ad impedire la fuoruscita degli ingranaggi della trasmissione, durante il moto del modello.

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Fig. 14 - Il carrello motore del TEE del 1964 e il disegno delle sue componenti.

Questo disegno è tratto dal catalogo delle parti di ricambio del 1977: in esso si nota

che alcune componenti sono già state rinnovate rispetto al prototipo del 1963/64.

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     Sempre nella Fig.14, nel rettangolo rosso è evidenziata una delle guide per i carboncini, smontata dalla calotta, ancora realizzata in ottone, tornito e filettato, ereditata dai precedenti motori “verticali”. Nelle varianti successive del motore G, questi elementi saranno sostituiti con economiche boccole in lamierino, rivettate direttamente nella plastica della calottina (1003-81): per questo particolare vedi anche Fig.17.

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Fig. 15 - Componenti principali del carrello-motore del TEE (art.1003 del 1964)

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Il sistema a “perno virtuale”.

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     Come si è detto, nel catalogo del 1964 sono presentati altri due nuovi modelli dotati, come recita il catalogo, del “motore con ottimo funzionamento disposto orizzontalmente”: il locomotore elettrico olandese, serie 1200 (art. 8024) ed il locomotore elettrico italiano E 646 (art. 8026). I carrelli-motore dei suddetti sono già un’evoluzione di quello del TEE.  

     La differenza principale è nel sistema di collegamento mobile col telaio che, eliminato il fulcro superiore, si avvale di un nuovo sistema che possiamo definire “a perno virtuale”

Il funzionamento di questo sistema ce lo spiega l’amico Pietro Merlo:

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“Penso sia il caso di chiarire come avviene la rotazione del carrello motore G, dei modelli Lima. Osservando il blocco motore notiamo, poste alle estremità, una sorta di orecchie su piano orizzontale, esse costituiscono, in unione alle fiancate del carrello ed agli inviti stampati nel telaio della loco, un sistema a perno virtuale  per la rotazione del carrello stesso [vedi Fig.16], realizzando allo stesso tempo una sorta di trazione bassa, utile alla stabilità e caratteristica di trazione del modello stesso.”                                                                                                                    

Pietro Merlo      .

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Fig. 16 - Funzionamento del sistema “a perno virtuale”

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     Le frecce rosse (foto di sinistra della Fig.16) indicano le “orecchie” che poggiando sul telaio della locomotiva, limitano il movimento del carrello verso il basso, le frecce verdi indicano i pattini del falso carrello, su cui poggia il telaio, ovvero impediscono il movimento del carrello verso l’alto.

     Quando il falso carrello è avvitato al carrello motore, il telaio della locomotiva è vincolato tra questi quattro punti di appoggio (frecce arancioni a destra in Fig.16) il cui gioco permette una limitata ma sufficiente rotazione e oscillazioni del carrello stesso.

     Il baricentro virtuale di rotazione e oscillazione, si colloca su un piano ideale subito sotto le “orecchie” e poco al di sopra delle ruote: quindi si ottiene un sistema certamente più stabile di quello del TEE (art. 1003) del ’64, anche se occorre comunque notare che la rotazione è sempre accompagnata da una lieve traslazione sia laterale che longitudinale, determinata dalle necessarie tolleranze del sistema. La suddetta traslazione è comunque limitata e non compromette la funzionalità del complesso e non ne condiziona, in modo significativo, l’aspetto formale.

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CONFRONTO TRA I DUE MOTORI

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Fig. 17- Diversi elementi costruttivi caratterizzano il motore standard dal prototipo:

 in particolare si notino le differenze tra i due indotti.

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     I nuovi motori non hanno più alcun elemento comune con i motori “verticali” quindi si può desumere che siano stati commercializzati in un tempo successivo (anche se di poco: 1965?) a quello del TEE. Verranno subito dopo affiancati da ulteriori, numerose, varianti, differenziate dalla combinazione di molti parametri tra cui: diametro ruote, numero degli assi, passo, diversa composizione della trasmissione, posizione delle linguelle pressa-mollette, posizione delle sedi delle viti della calotta, diversa altezza sul piano del ferro delle “orecchie” e anche differente avvolgimento del rotore per diversa tensione: 9/12 volt oppure 4,5/9 volt per gli start set (almeno dei primi anni di produzione).

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Fig. 18 - (sopra) Esempio di alcune diverse tipologie di carrelli-motori a due assi.

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Fig. 19 - Esempi di carrelli-motore a tre assi (nota: solitamente l’asse centrale è folle).

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     Quante siano queste varianti, attualmente non siamo in grado di quantificarlo con precisione, tenendo conto della vastissima produzione Lima nell’arco di mezzo secolo circa e dato che al momento della stesura di questo articolo (aprile 2017) disponiamo solo del catalogo ricambi del 1982/87 e parte di quello del 1977.

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     L’amico Pietro Merlo ha tentato di quantificare le varianti dei soli carrelli motori, degli anni Sessanta, con la limitata documentazione attualmente disponibile:

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    …Tralasciando per ora i modelli delle loco a vapore ed altre loco diesel ed elettriche con rodiggi particolari (Bielle, assi liberi ad esempio) proviamo a seguire gli sviluppi dell’impiego del motore G, appoggiandoci alle schede ricambi 1977 e 1982 …

    Nel 1964 il passaggio al centro di rotazione virtuale:

Primo il locomotore olandese NS 1200 art 8024 (novità sul catalogo1963) il cui carrello motore a tre assi (folle il centrale), nelle schede 1977, 8024-080 (dal 1982 riclassificato 8042-537 rapporto supertrazione*), verrà poi utilizzato da Lima anche per parecchie loco australiane, americane, inglesi e scandinave rodiggio Co-Co.

    Sempre nel 1964/65 il nuovo E646 FS: nasce la motorizzazione G nella versione carrello a due assi destinata anche a moltissime loco Bo-Bo, Bo-Bo-Bo e B-B italiane, francesi, belga, ed in seguito tedesche, svizzere, austriache, svedesi, sudafricane etc.… e individuata nelle schede 1977 come 8022-080 (dal 1982 riclassificata 8026-536, rapporto supertrazione).

    Nel 1965/66 la SNCF CC 40100 art 1022( poi 8122) porta allo sviluppo di un nuovo tre assi a passo corto e ruote di piccolo diametro(sempre folle l’asse centrale) individuata nelle schede del 1977 come 1022-080,utilizzato per altre loco francesi rodiggio CC ed anche, eliminando l’asse folle centrale, come carrello motore numerose loco ed automotrici con carrelli a due assi come evidente dalle schede 1982 ove sarà riclassificato 1022-537 quando a tre assi e 1022-536 a due, entrambi supertrazione).

    Curioso però notare come nelle schede 1977 la motorizzazione a due assi riportasse
la classificazione 8031-080, cioè riferita alla Svizzera RABe4/4 art 8031 novità 1968/69, e che poi ritroviamo anche in altri modelli che, nelle schede 1982 al pari della 8031, risultano con motorizzazione a due assi 1022-536.

    Nel 1966/67 nuovo carrello motore a tre assi (sempre con asse folle centrale) per la S.N.C.F. CC7100 e NS 1300 (art. 8029 e 8030) definito nel 1977: 8029-080 e nel 1982: 8029-537 (rapporto supertrazione*); fu utilizzato anche per altre loco Co-Co spagnole, svizzere e tedesche.
Nel 1968/69 il nuovo carrello a due assi, sempre a passo corto e ruote di piccolo diametro, per la SNCF BB17000 art. 8035 utilizzato poi per modelli della stessa famiglia (es BB25589 art. 8102, BB17029 art. 8103).

Non ve ne è traccia nelle schede 1982.

    Infine la motorizzazione per la vettura semipilota FS art 8038 novità 1969/70, classificata nelle schede 1977: 8038-080 ed utilizzata in seguito per la motorizzazione di auto ed elettromotrici ed anche locomotori, tanto da figurare anche nelle schede del 1982 come 8038-536 (rapporto sia alta velocità che supertrazione*) ed utilizzata in parecchi modelli…. anche per la loco Oebb 2043 art. 8131.

    Per ora, qui mi fermo avendo completato le motorizzazioni, a carrelli con motore G, sviluppate nel corso degli anni 60…….    

 Pietro Merlo 

(*) Nota: per la “supertrazione” vedi Fig. 26 e commenti inerenti.   .

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         La difficoltà nel quantificare il numero esatto delle varianti è causata anche dal fatto che Lima, nei cataloghi, spesso usa gli stessi codici per loco anche molto diverse, che sostituiscono modelli precedenti ed al contrario a volte cambia il codice di una stessa componente inserita in un altro modello. Inoltre nei disegni del catalogo ricambi si notano anche elementi disegnati in modo diverso ma identificati dallo stesso numero di codice. Tutto questo non facilita una corretta ed esauriente ricostruzione storica.

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         Sul catalogo del 1965/66 le solite locomotive 2001 e 1601 presentano un inedito biellismo in plastica colorata. Sono inoltre corredate dalla tipica didascalia che ormai conosciamo: “Motore con ottimo funzionamento disposto orizzontalmente” che dimostra la presenza del nuovo motore G. Come al solito Lima presenta modelli totalmente ristrutturati senza dichiararlo apertamente.   

          Nel 1966/67 ormai tutti i telai dei modelli di locomotive a vapore presenti a catalogo: art. 9021, 3001, (oltre alle citate 2001 e 1601) e della diesel 1602*, sono stati riprogettati per ospitare il nuovo motore. La trasmissione, precedentemente a vite senza fine, viene sostituita da una cascata di ingranaggi frontali. Questo comporta il totale rifacimento dei telai ma la trazione continua ad essere limitata ad un singolo asse con ruote gommate.

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*nota: la diesel art.1602 non appare in catalogo ma continua ad essere prodotta con lievi modifiche alla carrozzeria (vedi Fig.22) causate dai diversi ingombri del motore G e relegata alle confezioni economiche.

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          I codici-catalogo degli articoli restano immutati ma in pratica, dei modelli precedenti, viene conservata la sola carrozzeria, dato che anche le ruote ed i falsi biellismi sono rinnovati.

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Fig. 20 - I biellismi in plastica stampata e dipinta, nel 1966 sono presenti su tutte e quattro le locomotive.

Ma già nell’anno successivo, sulle 2001 e 1601 verranno rimontati i vecchi biellismi metallici.

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          Nella Fig. 21, a parità di biellismo, si confronta un telaio con motore G del 1967col vecchio telaio-motore “verticale” del 1961/65. Si noti anche la differenza tra le ruote: in lamierino stampato (nel 1961/65) e in metallo tornito per il modello del 1966/67. Anche la sostituzione delle ruote è in qualche modo legata al cambio di motore/ trasmissione, infatti la ruota destra dell’asse di trazione è integrata coll’ingranaggio della nuova trasmissione (vedi a destra nella Fig.23)

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Fig. 21 - Telaio comune agli art. 2001, 1601 e 1602*, adattato al motore “G” e confrontato col vecchio.

Il telaio nella foto è del 1967 (falsi biellismi nuovamente metallici) *nota: la 1602 non aveva biellismi.

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  Fig. 22

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         Il motore montato sulle locomotive a vapore del 1965/67, non ha più parti in comune colla struttura del telaio del modello: è quindi un meccanismo indipendente che potrebbe funzionare anche staccato dal corpo della locomotiva (cosa impossibile per i carrelli-motore coevi) ma è ancora integrato con la trasmissione, composta da una cascata di ingranaggi, imperniati alla cassa stessa e bloccati da una sottile lamella, elastica, in acciaio.

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Fig. 23 - Motore G con trasmissione integrata: modelli 2001 e 1601 del 1965-1966.

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          La cassa del motore è dotata di tre elementi sporgenti che permettono di bloccarlo rapidamente al telaio, con un solo movimento ad incastro, senza uso di viti. Il movimento di incastro, attiva anche la trasmissione che si collega all’ingranaggio (in plastica rossa nella Fig. 23) dell’asse di trazione, automaticamente e senza bisogno di alcuna regolazione.

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Fig. 24 - I tre punti nei quali il motore viene incastrato a pressione* nel telaio.

*Si inserisce “a baionetta” nella fessura 1 poi si pressa sulle linguelle 2 e 3 fino all’incastro dei perni

La plastica molto elastica del telaio, facilita l’inserimento e blocca il motore una volta in sede.

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         Sebbene il motore impiegato sulle locomotive a vapore, essendo completo di tutte le sue componenti, sia teoricamente intercambiabile su modelli diversi, a causa di problemi di ingombro e di differente trasmissione, come per i carrelli-motore, se ne produrranno ugualmente numerose versioni (vedi alcuni esempi nelle figure 25 e 26)

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Fig. 25 - Esempio di differenti versioni del motore G nei modelli delle locomotive a vapore.

A destra il telaio della BR80 (art 1700 del 1974) a sinistra la 0-4-0 Alco (art. 3006 del 1971)

Le casse dei due motori hanno attacchi invertiti e le calotte sono diverse.

          Lo stesso sistema di aggancio rapido a tre punti di incastro e senza l’uso di viti, viene impiegato anche in alcune motrici diesel (non a carrelli).

(Vedi esempio di Fig. 26)

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Fig. 26 -Nella locomotiva diesel BR 288 art. 8116L del 1978, il motore G è montato ad incastro come nei

 modelli delle locomotive a vapore ma qui agisce su due assi di trazione mediante cascata di ingranaggi.

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         Altro elemento che può diversificare le versioni del motore G, è la differente composizione degli ingranaggi della trasmissione che, a seconda dei casi, permette di privilegiare la velocità oppure la potenza di traino delle motrici.

         La presenza di differenti rapporti di trasmissione viene evidenziata, probabilmente per la prima volta, nel catalogo del 1981 con due diverse tipologie definite: ALTA VELOCITA’ con rapporto di trazione 1:9,6 e SUPERTRAZIONE con rapporto di 1:23,8. I diversi rapporti di demoltiplica degli ingranaggi, permettono alte velocità ma limitata potenza nella prima composizione, impiegata su veloci ma leggeri elettrotreni, mentre la SUPERTRAZIONE limita la velocità massima ma genera potenza anche a velocità molto basse, permettendo di trainare treni molto lunghi e pesanti, anche nei percorsi in salita.

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Fig. 27 - Esempio di diversi rapporti di trasmissione sullo stesso carrello:

rapporto di SUPERTRAZIONE a sinistra ed ALTA VELOCITA’ a destra.

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          Gli ingranaggi delle trasmissioni sono imperniati su mozzi ricavati nella stessa fusione della cassa del motore ed anche gli alloggiamenti dei diversi sistemi di blocco (lamelle elastiche e/o bulloni filettati) sono ricavati direttamente nella cassa-motore, quindi stiamo descrivendo motori diversi che sfruttano alcune parti comuni (rotore, spazzole e magnete) ed altre diverse, da un modello all’altro (cassa, trasmissione e sistemi di alimentazione).

          Per quanto riguarda calotte e ruote, questi elementi dipendono dal modello e dagli ingombri: il cosiddetto motore G non è quindi un propulsore definito nelle sue componenti ma è un sistema modulare che si basa su un nucleo base, composto da un rotore con asse trasversale e pignone, collettore discoidale, magnete anulare e carboncini con mollette. Tutte le altre componenti: cassa, calotta, trasmissione, ruote di trazione e contatti di alimentazione, variano in base alle esigenze del modello.  

          Evoluzioni: sebbene la progettazione del motore G sia sempre stata basata sulla massima economia (materiali poveri e semplicità di montaggio), verrà introdotta una miglioria costruttiva (probabilmente fine anni Settanta e anni Ottanta (se ne fa cenno sul catalogo del 1979): la cassa sarà dotate di boccola di bronzo per l’asse del rotore (visibile nel motore a sinistra nella Fig. 27 e anche nei motori delle Fig. 25 e 26)

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          Intorno al 1983/84 verranno introdotti nuovi motori dotati di trasmissione cardanica ma il motore G continuerà ad essere impiegato, in alcuni modelli economici, fino ai primi anni Novanta.

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Si ringrazia l’amico Pietro Merlo per il lavoro di ricerca sui cataloghi ricambi e la fattiva collaborazione.

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aprile 2017      

Oliviero Lidonnici     

PARTE 1: LE ORIGINI E IL MOTORE A PERNO VERTICALE

TECNICA