Catena (meccanica)

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Catene Galle, di trasmissione per motocicli e biciclette
Schizzo di una catena di Leonardo da Vinci
1) Maglia esterna
2) Maglia interna
3) Perno
4) Bussole
5) Rullo girevole

La catena è un organo meccanico di trazione, che può essere di vario tipo. Nella sua forma più semplice la catena è data da una successione di anelli metallici, mentre nella sua forma più complessa e costituita da una successione di perni, collegati fra di loro tramite delle piastrine con una certa possibilità di movimento relativo, andando a formare la maglia, generalmente quest'ultimo tipo serve per trasmettere il moto fra due alberi rotanti.

Tipologia delle catene[modifica | modifica sorgente]

Le catene sono essenzialmente di due tipi:

Catena ad anelli[modifica | modifica sorgente]

Catena ad anelli

Questo tipo di catena è costituita da una successione di anelli che si legano a vicenda e che permettono alla catena la massima flessibilità.

Catena articolata Galle[modifica | modifica sorgente]

Struttura di una catena Galle
Catena silenziosa usata in un cambio

Questa catena è costituita da anelli articolati e scomponibili formati da perni e piastrine, questo tipo di catena si può flettere su un solo asse. Venne ideata per la prima volta da Leonardo Da Vinci, ma fu brevettata nel 1832 da Meduel Gall che la applicò per la prima volta ad una bicicletta.[1]

Questa catena ha molte varianti, data la sua flessibilità d'utilizzo:

  • La Catena a rulli, costituita da più maglie, interne ed esterne, le maglie esterne hanno perni in acciaio (numero 3 in figura) trattati termicamente e rettificati, uniti da piastrine (numero 1 in figura), questa prima struttura tiene la maglia interna che è costituita sempre da piastrine (numero 2 in figura), ma ha dei cilindri chiamati bussole (numero 4 in figura) in cui internamente ruotano i perni della maglia esterna, mentre esternamente sono circondati da rulli girevoli (numero 5 in figura) per ridurre l'attrito con i denti degli ingranaggi.
  • La Catena silenziosa anch'essa costituita da perni e piastrine, ma nella quale le piastrine sono sagomate per poter ingranare con il minimo rumore.
  • La Catena a O-ring, Catena X-ring, Catena X²-ring, Catena Z-ring o Catena T-ring, è un tipo di catena a rulli, ma con l'aggiunta di anelli che migliorano la lubrificazione e riducono lo sfregamento tra le maglie, sono posizionati alle estremità dei perni, più precisamente interposti tra le piastrine della maglia esterna e le piastrine della maglia interna.

Applicazioni[modifica | modifica sorgente]

La catena può essere utilizzata in molti ambiti, assumendo di conseguenza nomi differenti:

Catena per ormeggio[modifica | modifica sorgente]

La catena per ormeggio è un tipo di catena nella quale i perni sono costituiti da un tondino di ferro ad anello chiuso mediante saldatura; tali perni a forma d'anello (tubi) sono collegati fra di loro in modo da concedere un'ampia possibilità di movimento relativo.

Catena di sollevamento[modifica | modifica sorgente]

La catena di sollevamento è un tipo di catena nella quale i perni sono costituiti da anelli chiusi e collegati fra loro in modo da concedere una certa possibilità di movimento relativo; sono tali, ad esempio, le catene costituite da maglie con traversino, dette calibrate per una maggiore precisione nella lavorazione rispetto alle catene per ormeggio.

Le catene di sollevamento devono potersi avvolgere su ruote munite di scanalature dette impronte nelle quali le maglie debbono incastrarsi. Nell'ambito delle gru, possono essere classificate fra gli accessori sottogancio.

Catena di trasmissione[modifica | modifica sorgente]

Catena

Le catene di trasmissione devono non solo rispettare le caratteristiche meccaniche minime dell'applicazione a cui vengono destinate, ma vengono leggermente sovradimensionate, per la loro esposizione all'esterno. Per dettagli sulle misure, vedere la sezione "Misure delle catene - A maglia articolata Galle".

Bicicletta[modifica | modifica sorgente]

La catena di trasmissione è una parte essenziale di una bicicletta e permette la trasmissione del moto circolare eseguito dal ciclista tramite la pedalata, dall'asse del movimento centrale alla ruota.

Ciò è possibile poiché l'asse del movimento centrale è solidale con una o più corone dentate mentre la ruota posteriore è solidale con uno o più pignoni; l'uso di ruote dentate multiple permette di variare il rapporto di trasmissione in maniera da poter avere una cadenza di pedalata ottimale in ogni situazione.

In commercio vi sono due standard ampiamente diffusi, entrambi contemplano catene le cui maglie hanno lunghezza di mezzo pollice (1/2" pari a 1,27 cm) e larghezza di ⅛" nel caso delle bici a singola velocità, con cambio nel mozzo o nelle bicicletta a scatto fisso, mentre nelle bici con cambio a parallelogramma si hanno catene più strette, della misura di 3/32" o ancor meno nel caso delle moderne bici da corsa a 8, 9, 10 e 11 pignoni posteriori.

Motocicletta[modifica | modifica sorgente]

La catena di trasmissione è una parte essenziale di una motocicletta e permette la trasmissione del moto eseguito dal pignone del cambio, dall'asse del movimento centrale alla ruota.

La trasmissione delle motociclette è differente da quella delle biciclette, poiché sulle moto la trasmissione finale (a catena) avviene da un solo pignone a una sola corona, pertanto la catena non deve subite torsioni e questo ne facilita la costruzione.

Catena di distribuzione[modifica | modifica sorgente]

La catena di distribuzione è una parte essenziale della distribuzione nella quasi totalità dei motori 4 tempi, infatti questa permette la trasmissione del movimento dall'albero motore all'albero a camme; Un'altra applicazione di questa catena è quella di trasmettere il moto dall'albero motore all'albero equilibratore (contr'albero), ma quasi mai si utilizza la catena di distribuzione per il solo albero equilibratore, quindi si ha che questa catena governa entrambi gli organi.

Catena da motosega (Da taglio)[modifica | modifica sorgente]

Catena da taglio con maglia di sicurezza (per motosega)

Queste catene (Catene da taglio) hanno una forma molto particolare; essa ricorda molto la catena articolata galle, tuttavia in questo tipo di catena i perni (Rivetti di giunzione) hanno la funzione di collegare le piastre e permettere l'articolazione della catena, infatti le piastre sono di tre tipi:

  • Maglia di trascinamento e guida, la piastra che permette alla motosega di trasmettere il moto;
  • Maglie di unione, piastre di giunzione;
  • Maglie taglienti, piastre incaricate di tagliare il legno, che sono costituite da:
    • Tallone, è un limitatore di profondità, determina lo spessore del truciolo e quindi la velocità d'affondamento della catena
    • Tagliente, elemento che va a creare il truciolo, ne esistono di diversi tipi:
      • a scalpello, ha uno spigolo vivo tra la lama e il suo supporto;
      • a mezzo scalpello, lo spigolo tra la lama e il suo supporto è rotondeggiante;
      • a pialla, lo spigolo tra la lama e il suo supporto è rotondeggiante e quest'ultimo rimane più centrale possibile.

Tra le maglie taglienti è possibile distinguere diversi tipi:

  • Normale, il tallone ha un andamento a 90° (scalino) rispetto alla maglia precedente;
  • Con tallone di sicurezza, il tallone ha un profilo a scivolo rispetto alla maglia precedente;
  • Con maglia di sicurezza, è una catena normale, ma con le maglie di unione profilate in modo diverso, invece che essere piatte, si alzano fino ad arrivare al tallone, creando uno scivolo lungo[2].

Catene da neve[modifica | modifica sorgente]

La catena da neve è un sistema di catene ad anelli che, montato sugli pneumatici, permette la circolazione sulla neve e, se dotato di alcuni accorgimenti specifici, anche sul ghiaccio.

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Catene da neve.

Misure delle catene[modifica | modifica sorgente]

Le misure delle catene variano a seconda della tipologia di costruzione.

A maglia articolata Galle[modifica | modifica sorgente]

Queste catene sono caratterizzate da due misure fondamentali:

- la lunghezza del passo;

- la larghezza interna della maglia;

Per esprimere tali caratteristiche viene utilizzato un solo codice numerico standardizzato, composto da tre cifre, che ne esprime entrambi i valori (esempi: 415, 420, 428, 520, 525, 530).

Passo[modifica | modifica sorgente]

In questo codice la prima cifra indica la lunghezza del passo, dove più è alto il valore e più è lungo il passo, più precisamente il passo si calcola:

Passo = {1 \over 8}\ di\ pollice \cdot prima\ cifra\ del\ codice\ della\ catena

Quindi con una catena 420 avremo un passo da 1/2 pollice, mentre con una catena 520, avremo un passo da ⅝ di pollice.

Per avere la misura in centimetri è sufficiente moltiplicare per 2,54.

Larghezza[modifica | modifica sorgente]

In questo codice le ultime due cifre indicano la larghezza interna della maglia passo, dove più è alto il valore e più è largo questo spazio, più precisamente la larghezza si calcola:

Larghezza = {1 \over 80}\ di\ pollice \cdot ultime\ due\ cifre\ del\ codice\ della\ catena.

Quindi con una catena 520 avremo una larghezza da ¼ pollice, mentre con una catena 530, avremo una larghezza da ⅜ di pollice.

Per la misura in [centimetri] è sufficiente moltiplicare per 2,54.

Ad anello[modifica | modifica sorgente]

Le misure di queste catene sono più semplici rispetto al tipo di catena precedente, queste misure sono:

  • Diametro, questa è la misura più importante per questo tipo di catena, per diametro s'intende lo spessore del filo che viene utilizzato per creare i vari anelli.
  • Grandezza, questa misura non viene quasi mai considerata, ma esprime il diametro dell'anello, nel caso questo sia rotondo, nel caso invece questo sia ovale, tale dato è costituito dalla misura dei due assi.

Da taglio[modifica | modifica sorgente]

Nelle catene da taglio (motoseghe) si hanno diverse misure:

  • Passo, caratterizza la distanza delle creste tra le maglie di trascinamento/guida, con cui la catena si ingrana con il pignone (Rocchetto di trasmissione, che può essere a corona/anulare o sperone/stella), generalmente questa è la prima misura presente sulla sigla della catena (¼", ⅜", .325", .404")
  • Spessore cursore/guida, questa è la misura dello spessore del cursore della maglia di trascinamento/guida della catena che scorre nella gola della lama della motosega, generalmente questo è il secondo valore presente sulla sigla della catena (.42", .50", .58", .63")
  • Altezza/profilo le catene normali non hanno alcuna dicitura, quelle più basse hanno la dicitura "mini" o "Basso profilo"
  • Lunghezza lama viene espressa in pollici o in centimetri o per numero di maglie, questa misura è presente solo nelle catene chiuse già pronte[2]

Falsa maglia[modifica | modifica sorgente]

Falsa maglia a clip per catene galle

La falsa è un tipo di maglia presente sulle catene articolate galle (catena di trasmissione, catena di distribuzione), che permette di chiudere ed aprire la catena, permettendone la facile rimozione, sostituzione o revisione.

Tipo di chiusura[modifica | modifica sorgente]

Le false maglie sono di vario tipo:

  • A clip, tale soluzione è la più usata e semplice e sicura da utilizzare se viene montata correttamente, è composto da tre componenti, da una piastra con due perni, i quali alle estremità presentano una scanalatura, il secondo componente è una piastra mobile che chiude la maglia e l'ultimo componente è una clip che si alloggia sulle due scanalature dei perni, impedendo la fuoriuscita della piastra mobile.
  • Rivettata o A battere, tale componente a differenza della falsa maglia a clip non ha la clip, ma tramite un utensile viene deformata l'estremità dei perni della falsa maglia, in modo da evitare la fuoriuscita della piastrina.
  • Avvitata, questa soluzione è simile alla rivettatura, ma invece che deformare i perni della falsa maglia si utilizzano delle viti, le quali trattengono la piastrina.
  • Asolata ad incastro su alcune applicazioni leggere e con poco spazio a disposizione la falsamaglia è costituita in due parti composte rispettivamente da una piastra con foro asolato e un perno con sede, queste due parti incastrandosi tra loro permettono la chiusura della catena.

Inoltre le false maglie possono essere classificate in due modi, come una falsa maglia esterna o come falsa maglia ad offset, il primo caso è quello tradizionale, il secondo invece si tratta di una maglia che si connette con una maglie esterna e una interna, l'uso di entrambe le false maglie permette di ridurre la lunghezza della catena di solo una maglia invece di due in due[3].

Attenzione[modifica | modifica sorgente]

La procedura per la corretta chiusura della falsamaglia cambia a seconda del tipo di falsamaglia:

  • Clip, la clip che chiude e blocca la falsa maglia deve essere disposta in un determinato verso, dove la pancia della clip deve essere disposta nella direzione del verso di rotazione della catena articolata galle, questo perché altrimenti, con il posizionamento inverso la clip tende a fuoriuscire dalle sedi, soprattutto alle alte velocità, dove l'elasticità della clip non riesce più a contrastare l'inerzia della stessa, con la fuoriuscita della clip la falsa maglia si sfila nel giro di pochi chilometri, facendo sfilare la catena.
  • A ribadire o Rivettata o A battere o perno di giunzione, per poter chiudere tale maglia è necessario utilizzare uno strumento specifico (smagliatore) e seguire le istruzioni del costruttore (generalmente si ha il perno con una parte da spezzare che ha la forma conica e che permette un facile inserimento dello stesso), in caso si sia operato troppo poco la piastrina fuoriesce dalla falsamaglia e si sfila la catena, nel caso si sia operato troppo si ha il rischio di una perdita di flessibilità della falsamaglia e si può avere fenomeni di saltellamento.
  • Avvitata, bisogna munirsi delle viti della falsamaglia in caso non si è in possesso di tali viti o nel caso si siano rovinate e avvitarle, una volta avvitata bisogna applicare come da istruzioni della casa costruttrice del frenafiletti, nel caso non si sia operato bene le viti e la piastrina si sfilano portando ad avere la catena che si sfila.
  • Asolata ad incastro questo sistema richiede che l'asola sia conformata in modo tale da stringersi leggermente al centro ed evitare che la falsamaglia si apri facilmente, per questo è comunque sia utilizzabile solo nelle catene sempre in tensione.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Chains were first convinced of by Da Vinci
  2. ^ a b La motosega: preparazione e messa a punto
  3. ^ Roller Chain Structure

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]