Introduzione
Negli apparecchi di sollevamento industriale a fune con tamburi scanalati a singolo strato, un grave pericolo è rappresentato dall’accavallamento delle funi sul tamburo. Questo fenomeno si verifica quando i giri di fune si sovrappongono disordinatamente, uscendo dalle scanalature (solchi) predisposte sul tamburo.
L’accavallamento può causare schiacciamenti e danneggiamenti della fune, impedimenti del tamburo e addirittura rotture improvvise della fune sotto carico, con rischi elevati per la sicurezza degli operatori e l’integrità degli impianti. Per prevenire tali incidenti, i costruttori adottano principalmente tre soluzioni meccaniche complementari:
- Guidafune ad anello stringi-fune (sistema classico) – un anello mobile che guida la fune nei solchi del tamburo;
- Barra anti-accavallamento – una barra con sensore che rileva l’accavallamento e arresta il sollevamento;
- Guidafune speciali a madrevite – sistemi avanzati con vite di guida per applicazioni ad alta velocità.
Nei paragrafi seguenti approfondiremo ciascuno di questi sistemi, spiegandone il funzionamento meccanico, i vantaggi, i limiti e le applicazioni tipiche. Verranno inoltre integrati riferimenti a normative tecniche (ISO 4301-1, ISO 4309, EN 13135, ecc.) e sottolineata l’importanza dei guidafune per la sicurezza operativa e la manutenzione degli impianti di sollevamento.
Guidafune ad anello stringifune (sistema classico)
Il guidafune ad anello stringifune è la soluzione classica e più diffusa per assicurare un avvolgimento ordinato della fune sul tamburo. È costituito da un anello metallico, spesso in ghisa o acciaio, talvolta con inserti plastici antiusura, che abbraccia il tamburo e presenta una fessura stretta attraverso cui passa la fune.
L’anello è mantenuto in posizione da una molla di compressione e viene trascinato lateralmente dal movimento della fune stessa, seguendo le scanalature elicoidali del tamburo. In versioni più evolute, l’anello scorre su piccoli cuscinetti lungo una barra di guida fissa, riducendo gli attriti e garantendo movimenti più fluidi.
Il vantaggio principale di questo sistema è che impone meccanicamente alla fune di seguire il percorso desiderato, evitando incroci, sovrapposizioni o asole e riducendo l’usura sia della fune sia delle gole del tamburo.
Inoltre, si tratta di dispositivi semplici, compatti ed economici, facilmente integrabili nei paranchi standard e negli argani industriali. La manutenzione è relativamente semplice e consiste nel verificare periodicamente l’integrità dell’anello, dello scorrimento e della molla, lubrificando le parti mobili se necessario.
Tuttavia, il guidafune ad anello presenta dei limiti in condizioni estreme. Ad alte velocità di avvolgimento o in presenza di brusche decelerazioni e oscillazioni del carico, l’inerzia dell’anello e della molla può non seguire perfettamente la fune.
Sotto carichi molto elevati o in utilizzo intensivo (classi di servizio gravose secondo ISO 4301-1, come M7 o M8), l’anello può subire stress meccanici significativi, con rischio di usura del pattino o rottura della molla. In caso di guasto, la fune potrebbe muoversi in modo irregolare, aumentando rapidamente il rischio di accavallamento.
Per queste ragioni, nelle applicazioni heavy duty o ad alta velocità i progettisti valutano soluzioni aggiuntive o alternative. Nonostante ciò, per la maggior parte degli impieghi standard, il guidafune ad anello rimane la scelta preferita, grazie al perfetto equilibrio tra efficacia, semplicità e costi contenuti.
Barra anti-accavallamento
La barra anti-accavallamento è un dispositivo di sicurezza progettato specificamente per rilevare e bloccare sul nascere l’accavallamento delle spire di fune. In questo sistema, sopra il tamburo (parallelamente ad esso) è montata una barra orizzontale che spinge sulle spire di fune mediante piccoli contrappesi o molle.
Durante il normale funzionamento, la barra resta appoggiata sulle spire di avvolgimento. Se però la fune esce dalla sua sede e si sovrappone in maniera anormale (iniziando un accavallamento fuori posto), essa solleva leggermente la barra.
Questo sollevamento aziona un microinterruttore (sensore di finecorsa) che immediatamente blocca il movimento di sollevamento. L’arresto impedisce che l’accavallamento peggiori (evitando ulteriori danni alla fune) e segnala all’operatore la necessità di intervenire manualmente.
L’operatore potrà quindi eseguire manovre correttive in sicurezza – ad esempio, allentare la fune e riavvolgerla correttamente – prima di riprendere il sollevamento.
Vantaggi: A differenza del guidafune ad anello, la barra anti-accavallamento non forza meccanicamente l’allineamento della fune, ma agisce come dispositivo di protezione: se qualcosa va storto, ferma subito l’impianto e pertanto la barra è una soluzione relativamente semplice da implementare su tamburi di grande lunghezza: non richiede complesse filettature di guida sul tamburo, ma solo un sensore tarato sull’altezza anomala della spira.
Limiti e applicazioni tipiche: La barra anti-accavallamento, di per sé, non previene l’errore di avvolgimento ma ne limita le conseguenze. Dopo l’arresto, occorre l’intervento umano: questo comporta un fermo impianto non programmato e la necessità di personale addestrato per risolvere l’ingarbugliamento della fune.
Un esempio di applicazione tipica della barra anti-accavallamento è sulle gru di processo o gru speciali in cui un arresto automatico è preferibile a un possibile danneggiamento della fune.
Dal punto di vista meccanico, il sistema richiede una taratura accurata del microinterruttore e controlli periodici per assicurarsi che la barra si muova liberamente: sporcizia, deformazioni o corrosione potrebbero comprometterne il corretto funzionamento.
Una manutenzione adeguata elimina questi rischi.
Guidafune speciali a madrevite (soluzioni avanzate)
In applicazioni di sollevamento ad alte prestazioni – come alte velocità, cicli continui o movimentazione di carichi critici – i guidafune tradizionali possono non garantire un avvolgimento sufficientemente preciso.
Per queste situazioni si utilizzano guidafune a madrevite, sistemi avanzati basati su una vite di guida che si muove in perfetta sincronizzazione con il tamburo. La vite fa traslare un carrello dotato di anelli guida, attraverso cui passa la fune, imponendo così un allineamento esatto in ogni giro, anche durante brusche accelerazioni o inversioni.
Questi dispositivi assicurano la massima precisione e praticamente eliminano il rischio di accavallamento, offrendo un funzionamento regolare anche con funi molto lunghe, avvolgimenti multistrato o velocità di sollevamento elevate.
Spesso sono realizzati su misura e possono includere sensori elettronici per monitorare costantemente la corretta guida della fune, specialmente in impianti ad alta criticità come argani siderurgici, portuali o destinati alla gestione di rifiuti.
Il rovescio della medaglia è la complessità: richiedono più spazio, componenti dedicati per la sincronizzazione (ingranaggi, motoriduttori, servomeccanismi) e una manutenzione più accurata per evitare grippaggi dovuti a polvere, detriti o scarsa lubrificazione.
Inoltre, il costo elevato ne giustifica l’adozione solo dove è necessario garantire prestazioni impeccabili, come negli argani da miniera, negli ascensori industriali ad alta velocità o nelle gru molto alte.
Nelle applicazioni meno critiche si preferisce talvolta evitare la complessità di un guidafune a madrevite adottando soluzioni alternative, ad esempio tamburi più larghi che consentono l’avvolgimento in singolo strato o sistemi diversi che riducono alla base il rischio di accavallamento.
Sicurezza operativa e manutenzione dei guidafune
La manutenzione dei guidafune deve essere parte regolare del piano di controllo dell’impianto di sollevamento. Con frequenza giornaliera o settimanale, l’operatore deve verificare che il guidafune sia integro, scorra correttamente lungo il tamburo e che la fune attraversi l’anello o il cursore senza attriti anomali, scatti o giochi eccessivi.
È importante rimuovere sporco, polvere o grasso indurito, che possono ostacolare il meccanismo. Le molle stringifune vanno controllate perché, se allentate o rotte, non garantiscono più la pressione necessaria sulla fune; allo stesso modo i sensori delle barre anti-accavallamento devono essere testati per assicurare l’intervento alla soglia corretta.
Tutti i fissaggi del guidafune — bulloni, perni, staffe — devono essere serrati secondo le coppie indicate dal costruttore per evitare giochi che possono causare malfunzionamenti.
È essenziale riconoscere tempestivamente segni di usura come pattini consumati, barre piegate o eccessivo gioco, difetti che permetterebbero alla fune di sovrapporsi.
In molti casi, sostituire un guidafune danneggiato è un intervento semplice ed economico che previene danni ben più seri, in linea con le raccomandazioni della ISO 4309 sulla corretta conservazione delle funi.
Nel complesso, una manutenzione accurata dei guidafune migliora sicurezza e continuità operativa: riduce il rischio di incidenti, protegge fune e tamburo e prolunga la vita utile dell’impianto, con costi di gestione molto contenuti rispetto ai benefici ottenuti.
Conclusioni
I guidafune, spesso sottovalutati, sono fondamentali negli impianti di sollevamento perché mantengono la fune correttamente in posizione e garantiscono un avvolgimento ordinato, prevenendo danni e migliorando sicurezza ed efficienza.
Esistono diverse soluzioni — dall’anello guidafune ai sistemi a madrevite — ciascuna adatta a specifiche esigenze: i guidafune classici coprono la maggior parte dei casi, le barre anti-accavallamento sono una valida alternativa, mentre i sistemi a madrevite offrono prestazioni superiori.
Una progettazione esperta è in grado di combinare anche più dispositivi, completando gli impianti con una corretta sensoristica. La manutenzione, la formazione e i controlli sono determinanti per garantirne la funzionalità.
Pur essendo componenti piccoli, i guidafune contribuiscono in modo decisivo all’affidabilità e alla sicurezza degli impianti di sollevamento.