Quota…50.000 r.p.m. !!!!!!!!

Di propulsori in commercio ce ne sono per tutte le esigenze, se si è però incontentabili, c’e una sola soluzione: creare un proprio fiammeggiante indottino riavvolgendoselo “a mano”.
Tutto sommato non è difficile e poi, volete mettere la soddisfazione di non girare più come un assemblatore qualsiasi, ma farlo allo stesso livello di Ferrari, Renault, Toyota, gente cioè che il motore… se lo fa in casa!!!

LA SCELTA DEL MOTORE
Teoricamente, tutti i motori reperibili in commercio possono essere riavvolti, ce ne sono però alcuni che potenzialmente presentano delle caratteristiche costruttive più adatte allo scopo.
Buoni risultati li danno soprattutto quelli con il pacco lamellare ben isolato grazie alla verniciatura epossidica resistente al calore, il commutatore (o collettore) di tipo “professionale” cioè di grosso diametro, i carboni grandi, le mollette portacarboncini ben sagomate e di sezione larga, ben dimensionate devono essere anche le bronzine, in particolare quella presente nella calotta. Tutte particolarità importanti in previsione dell’aggravio termico e meccanico determinato dalle nuove e più gravose condizioni di funzionamento.

LO SMONTAGGIO
Per aprire le linguette che bloccano la calotta di plastica si può usare un piccolo cacciavite. Personalmente, utilizzo una sorta di piccolo “piede di porco” auto-costruito.
Nel togliere la calotta bisogna porre molta cura di non danneggiare mollette e carboni. Il sistema migliore è quello di sfilare la calotta mantenendo (aiutiamoci con un piccolo cacciavite) il supportino di plastica porta mollette a ridosso della cassa, dopo di che, è possibile svincolare con sicurezza i carboni tirandoli via in senso trasversale rispetto al collettore, per ultimo sfiliamo dalla cassa l’indotto finalmente libero.
Una fase cruciale, forse la più delicata, è l’apertura delle linguette ferma fili posizionate sul collettore di rame, tale operazione va effettuata con un taglierino facendo molta attenzione a non fare danni.
Se tutto è filato liscio, possiamo a questo punto “sbobinare” il filo originale. Per farlo bisogna seguire una precisa sequenza, partendo cioè dalla bobina che è stata avvolta per ultima: osservando l’indotto questa è facilmente distinguibile per la sua struttura chiaramente sovrapposta alle altre.
Se non si ha la più pallida idea di come è fatto un motore elettrico a corrente continua, molto istruttiva e utile in questa fase è la osservazione e la memorizzazione (magari tracciando uno schemino) della sequenza dei contatti e degli avvolgimenti.

QUANTE SPIRE?
Prescindendo dai parametri dimensionali (lunghezza e diametro dell’indotto) la potenza di un motore dipende dalla intensità del campo magnetico (variabile) generato dagli avvolgimenti e da quello (fisso) proprio delle calamite.
L’intensità del campo magnetico di un avvolgimento è data dal numero della spire moltiplicato per la quantità della corrente (gli Ampère) che ci passa.
L’ideale è quindi un motore con numerosi avvolgimenti ed in grado di assorbire molta corrente. Lo spazio sull’indotto però è quello che è, cioè poco. Bisogna pertanto ridurre gli avvolgimenti per poter usare un filo di sezione più grande si da favorire un maggior passaggio di corrente ed avere maggiore potenza.
I motori di serie, anche quelli più spinti, sono di norma caratterizzati da un relativamente alto numero di spire: dalle (vado a memoria) 110 di uno Scaleauto cassa rossa, alle 140/145 di un “V12” o uno “Shark”22,5k, oppure alle oltre duecento di un Ninco NC1. La sezione del filo in questi motori varia dallo 0,10 dei più tranquilli, allo 0,15/0,18 dei più allegri.
Nel nostro caso, per fare un lavoro di una qualche utilità, dovremo quindi orientarci verso un numero di avvolgimenti pari o inferiore a 100/105 e una sezione di almeno 0,18 mm.

Qui sotto, in base alle mie esperienze, riporto indicativamente il numero di spire massimo inseribile (a mano) in un indotto di tipo “V12” in relazione alla sezione del filo:
0,15 mm………..160-170 spire
0,18 mm………..130-140 spire
0,20 mm………..100-110 spire
0,25 mm…………..60-65 spire
Nota: commercialmente le sezioni indicate non comprendono la smaltatura, un filo da 0,15 mm risulterà alla nostra misurazione di almeno 0,17/0,18 mm.

Prima di iniziare ad avvolgere è bene informarsi sulla alimentazione della pista dove abbiamo intenzione di far girare la nostra bombetta, cioè sulla intensità di corrente a disposizione. Se c’è un alimentatorino casalingo da 0,5-1,0 Amp. è meglio lasciar perdere, ma se la corrente è fornita da batterie, o da alimentatori “robusti”, possiamo cominciare a riflettere su qualche cosa di “cattivo”.
Ma cattivo quanto? I motori elettrici non hanno limiti, teoricamente potremmo avvolgere solo 5-10 spire di un filo 0,50. A vuoto, nei suoi 10 secondi di vita, un tale indotto forse supererebbe le 100.000 r.p.m. per subito fondere tra lingue di fuoco e fumo.
Quale è dunque un limite accettabile?
Personalmente quando ho cominciato a riavvolgere questi piccoli motori (per la plastica e di plastica), i Ninco NC1, i Proslot EVO2, ho iniziato prudentemente con 140/145 spire dello 0,15.
Dato che in pista risultavano “quasi fermi” ho provato a calare gli avvolgimenti ed aumentare la sezione. Già buoni erano quelli da 120 spire con 0,18 di sezione.
Evidentemente c’erano però ancora buoni margini.
Mantenendo lo 0,18, sono passato quindi a 110 spire, poi a 105. Erano bei motori, veloci e affidabili, ma c’erano sicuramente ancora confini da esplorare.
I vecchi soci del Club “Carli 19” forse ricorderanno le mie Toyota “Prototipo” vincitrici di gare e campionati (bei tempi!!!) sulla pista del vecchio locale. Quelle macchine montavano dei Plasma della Tamiya riavvolti con 75/85 spire dello 0,20. Personalmente ritengo sia all’incirca da queste parti il limite da non superare.
Il motivo non è però, come si potrebbe pensare, quello dello smaltimento delle temperature, il problema a questi livelli di esasperazione lo troviamo nella mancanza di rapporti (pignone/corona) adeguati.
Ogni motore ha due caratteristiche di base, la coppia e i giri. Poche spire implicano un aumento dei giri ma, inevitabilmente, un calo di coppia. Un motore sibilante deve essere abbinato ad un rapporto corto, un motore mooolto sibilante deve essere abbinato ad un rapporto mooolto corto. E’ ovvio che accorcia accorcia si arriva ad un limite “meccanico” non valicabile, se non altro per mancanza sul mercato di ingranaggi adeguati.

Dai miei appunti posso estrapolare la seguente correlazione tra numero delle spire/sezione e rapporti ottimali (sidewinder) riferiti alla pista dello “S.C.Carli19” caratterizzata da rettilinei abbastanza importanti:
110/0,18 – 10/36
100/0,20 – 10/38
95/0,20 – 9/36
90/0,20 – 9/38
85/0,20 – 8/36
80/0,20 – 8/38
75/0,20 – 8/39

A questo punto è evidente che se invece di 75 spire ne avvolgiamo 70, oppure 65, avremo un motore che gira di più, quindi potenzialmente più veloce ma non utilizzabile in maniera proficua in quanto destinato a non frenare ed accellerare al meglio per mancanza, come sopra detto, di rapportature adeguate.
Ovviamente sto dando per scontata l’indisponibilità di pignoni da sette o sei denti o comunque di altre configurazioni che consentano rapporti particolarmente corti (perché in caso contrario, il discorso si riaprirebbe con l’ulteriore vantaggio di poter utilizzare un filo smaltato di sezione maggiore).
Per completezza c’è comunque da aggiungere che, sia pure risultasse possibile superare il sopradescritto problema di “denti”, poco dopo, scendendo con il numero delle spire e salendo con la sezione del filo, andiamo ad incappare in un ostacolo certamente più importante, quello strutturale proprio dei motori oggetto di questa nota.
Tra il calore sviluppato dal passaggio della corrente e quello generato dagli attriti che, è bene ricordarlo, crescono sostanziosamente con l’aumento dei giri, si arriva al punto che qualche componente si collassi, può essere un carbone che salta oppure una bronzina che surriscaldandosi fa sciogliere il suo supporto in plastica.
Per esperienza personale, posso comunque assicurare che per un motore tipo “V12 “, 65 spire di un filo da 0,25mm sono un limite ancora sopportabile sia dal punto di vista termico che meccanico, ovviamente, vale la pena di sottolinearlo, ci sono poi problematiche un poco complesse, sempre legate agli attriti ed alla forza delle calamite, che comunque sconsigliano di andare a cercare miglioramenti prestazionali dei nostri modelli solo agendo sull’incremento delle rotazioni.
Appare ovvio anche allo slottista più sprovveduto che, in definitiva, un modello cosiddetto “Grande serie” limitato dalle sue gommine e destinato a girare su un tracciato fisiologicamente poco grippante, è in effetti poco adatto a sfruttare al meglio un indotto che, sprigionando lingue di fuoco, sia capace di farlo sgommare e derapare anche in quinta marcia. In realtà la caratteristica vincente dei motori destinati alla “plastica”, è la coppia. Più coppia consente di montare rapporti lunghi. Un motore che spinge rapporti lunghi è ovviamente meno brusco e non fa pattinare le ruote, il risultato è un insieme (motore, telaio, gomme) decisamente più gestibile.
Per avere buona coppia la strada è quella di infilare più spire possibile (del filo più grosso possibile) nell’indotto (personalmente suggerirei 110 spire dello 0,20 per un motore con una buona potenza in basso). Anche un pacco lamellare lungo aiuta. Ad esempio tra i “V12”, quello che ha il pacco lamellare più lungo è il 25K, anche lo “Shark” ha un indotto lungo. Ancora più importanti sono le calamite. Calamite fiacche fanno aumentare a dismisura i giri ma il motore risulta vuoto di potenza, calamite forti (e vicinissime all’indotto) abbassano le rotazioni e accrescono la coppia.

L’AVVOLGIMENTO
Avendo a questo punto ben chiaro l’obiettivo (sic!!!) e, di conseguenza, gli avvolgimenti giusti per raggiungerlo, iniziamo ad avvolgere il nostro indotto.
Per prima cosa, servendoci di un pezzetto di carta vetrata, togliamo lo smalto a circa un paio di centimetri all’inizio del filo.
Fermandolo facendogli formare un occhiello attorno all’asse dal lato del collettore di rame, facciamo passare il filo di fianco ad una delle linguette che in precedenza abbiamo sollevato facendo attenzione che la parte non più isolata finisca poco sotto la linguetta stessa, questa accortezza ci fa evitare il rischio di mandare tutto “in corto”. Fatto questo, inizieremo ad avvolgere attorno ad uno dei pacchi lamellari che si trovano a fianco della linguetta di partenza. Se abbiamo ben osservato e memorizzato la sequenza nella fase di sbobinamento non dovremmo avere problemi nel seguire la procedura in senso inverso. Va comunque considerato che, partire avvolgendo il pacco di destra o quello di sinistra rispetto alla linguetta, od anche arrotolare il filo in senso orario o antiorario, al fine del funzionamento del motore è la stessa cosa. Importante è mantenere sempre la stessa sequenza in tutti e tre i poli.
Specialmente all’inizio ma anche durante tutta la procedura di avvolgimento, dobbiamo stare ben attenti ad allineare le spire una a fianco dell’altra senza accavallamenti disordinati tenendo sempre ben teso il filo.
Ovviamente è importantissimo tenere il conto delle spire che veniamo avvolgendo.
Ogni tanto è bene fermarsi e, con l’ausilio di un tondino (che può essere il gambo di un cacciavite di giusta misura), pressare le spire per recuperare spazio.
Arrivati al numero di spire prefissato, affianchiamo il filo alla seconda linguetta, ce lo pieghiamo dentro per imprimere il punto dove dobbiamo togliere lo smalto, dopo di che lo svincoliamo e, dove risulta impressa la piccola piega, con la carta vetrata togliamo un breve tratto dello strato isolante. Personalmente per farlo mi faccio passare il filo sopra un’unghia e qui, tenendolo teso, lavoro di carta. Fatta questa importantissima operazione (se il filo resta anche parzialmente isolato il motore potrebbe non ricevere corrente a sufficienza) facciamo di nuovo passare il filo dentro la linguetta ed iniziamo ad avvolgere il secondo pacco lamellare (…).
Finito il terzo avvolgimento facciamo arrivare il filo alla linguetta corrispondente, che sarà ovviamente quella dalla quale all’inizio dell’impresa eravamo partiti, eseguiamo la solita operazione per eliminare lo smalto isolante e facciamo passare il filo dietro la linguetta. Ovviamente a questo capo aggiungeremo anche quello di partenza dopo averlo svincolato dall’asse dove lo avevamo provvisoriamente fermato.
Anche la fase di chiusura delle linguette di rame è un momento molto delicato. Devono essere ben pressate con una pinza adatta, facendo però molta attenzione a non arrivare all’eccessivo schiacciamento dei fili che potrebbe causare una loro rottura.
Togliamo i due moncherini di partenza e di arrivo ed il nostro indotto è finalmente pronto.
Prima di passare a fasi successive è bene controllare che gli avvolgimenti non scarichino a massa. Non avendo uno strumento apposito (forse un tester?) possiamo utilizzare i cavetti di un alimentatore. Posizioniamo un capo sul collettore di rame, l’altro lo facciamolo toccare sull’asse del motore. L’eventuale produzione di scintille sta a significare che il motore è “in corto” risultando quindi inutilizzabile.
Se l’avvolgimento è ben compatto e tirato, possiamo anche fare a meno di incollarlo. Altrimenti, specialmente in caso di elaborazioni particolarmente spinte, possiamo usare una colla epossidica (quella a due componenti) che penetrando e indurendo tra gli avvolgimenti renderà il nostro indottino praticamente indistruttibile. La penetrazione tra le spire e la polimerizzazione di questo tipo di colla viene favorita ed accelerata utilizzando una fonte di calore che può essere un phon o un fornello.
Prima di rimontare il motore, un buon accorgimento (come detto sopra fa aumentare il valore di coppia) è quello di mettere un paio di strati di nastro adesivo dietro ai magneti per farli lavorare più vicini all’indotto. Anche per sfilare la molletta che blocca i magneti ci possiamo costruire uno strumentino apposito (una sorta di “rampino”) modificando un cacciavite.
Per rimettere insieme il tutto basta rifare all’inverso la procedura di apertura: infiliamo l’indotto nella cassa, posizioniamo le mollette portacarboncini (molto importante è azzeccare il giusto verso), dopo di che infiliamo la calotta di plastica e blocchiamola richiudendo le linguette e……la nostra “bomba” da 50.000 r.p.m., o giù di lì, è pronta!!!
Attenzione, non facciamo girare a vuoto il motore prima di aver lubrificato le bronzine! E comunque, non facciamolo girare a lungo in questa condizione con alti voltaggi. Molti giri significano molto attrito, molto attrito significa molto calore, molto calore significa che lo sboccolamento è assicurato.

Un saluto ed un augurio di… buon “avvolgimento” a tutti, Sergio.

9 commenti su “Quota…50.000 r.p.m. !!!!!!!!

  1. che bello! sembra di tornare ai tempi andati quando in sala giochi si riavvolgevano i D26.
    Personalmente, però, i magneti non li spessorerei con il nastro adesivo, perché quando si scalda l’adesivo cola e va a sporcare tutto, ma possibilmente con una sottile lamina metallica oppure con un po’ di resina bicomponente (semprechè si voglia proprio spessorare). Nella prossima puntata parlerai anche di bilanciatura dell’indotto e rettifiche varie?

    • Personalmente ritengo utile avvicinare i magneti, per farlo uso il nastro di carta da carrozzieri (normalmente due strati). Non ho mai avuto problemi di colatura, comunque buona mi sembra l’idea di utilizzare la colla epossidica, magari usando della semplice carta quale supporto per avere uno spessore uniforme. Quando avvicino le calamite uso anche carteggiare l’indotto (montandolo su un trapano) in modo da scongiurare sfregamenti da eccessi di isolante.
      Con una buona lucidatura anche l’estetica ci guadagna.
      Non possedendo uno strumento professionale, tipo un equilibratore elettronico, un tempo utilizzavo due lamette da barba fissate parallele. Una volta individuato il polo più pesante procedevo ad un suo alleggerimento praticando dei piccoli fori sul pacco lamellare. I risultati non erano esaltanti quindi ho presto smesso di complicarmi la vita.
      Un altro piccolo appunto riguarda l’anticipo, cioè la leggera sfalzatura di qualche grado del collettore si da creare un piccolo suo “anticipo” rispetto all’indotto. Mentre nei motori molto potenti “da metallo” questa pratica sembra avere una qualche utilità, nei piccoli motori sopra descritti non è utile, anzi, in base alle mie esperienze, direi che è deleterio.
      Ciao, Sergio

      • “un tempo utilizzavo due lamette da barba…”
        infatti è quello che volevo sapere. Sotto certi regimi di giri non fa una differenza sensibile, comunque un miglioramento c’è, come anche l’anticipo del collettore migliora comunque le prestazioni: se ciò non accade, sicuramente c’è un problema da qualche parte.

        • Signori
          supponiamo di avere un Cox 150 (Cucaracha) che abbia 100 giri di 30 awg (misura americana che si usava ai tempi).
          Supponiamo che ne abbia un’altro uguale e lo si riavvolga con 100 giri di 29 awg.
          Poi supponiamo di avvolgerne un’altro ancora con 110 giri di 29 awg.
          Che caratteristiche avranno i 3 motori?
          Sono interessato a buon freno e buona coppia piu’ che ad un alto numero di giri. Grazie
          Ducati

          • caro “Ducati”
            awg è una misura in voga ancora oggi di là dall’oceano, per quanto ci interessa tiene conto della sezione del filo di rame, più basso è l’awg più grande è la sezione del filo. Quindi se passi da 100T (turn) di awg 30 a 100T29 avrai un motore che assorbe più corrente, gira di più ed anche frenerà di più, un 110T29 avrà ancora più freno ma scenderanno leggermente l’assorbimento ed i giri rispetto al 100T29
            Spero ti sia utile
            ci sentiamo
            Lucio

          • Grazie compagno Lucio!
            Hai finalmente risposto ad un quesito che mi stava a cuore!
            Ora posso preparare un vintage 16d da paura per la Gara Thingies di quest’anno 😉
            Saluti
            Ducati

          • che dire di uno che mi chiama “compagno” e dipinge carrozzerie così…!?!

            …siamo in pieno ’68?

          • Ciao Maurizio
            a dire la verità la mia Commie Thingie é una copia in Lexan della Lancer Hornet del 66. E’ stata dipinta cosi per far arrabbiare gli amichetti americani dei forum vintage che notoriamente sono quasi tutti neo con 😉
            Saluti
            Edo (ducati)

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