La scala mobile di Hocquart nella Gare d'Orsay

Vengono scoperti molti dettagli su una delle prime scale mobili di alto profilo.

Il numero di giugno 1908 della rivista francese di ingegneria dei trasporti Revue Générale des Chemins de Fer et des Tramways includeva un articolo illustrato su una scala mobile recentemente installata nella Gare d'Orsay, un complesso di stazione ferroviaria/hotel costruito dalla Compagnie d'Orléans, uno dei Le compagnie ferroviarie private francesi. La stazione ferroviaria è stata aperta a metà del 1900 per servire le folle che venivano a Parigi per partecipare all'Esposizione Universale di quell'anno. L'autore dell'articolo, Charles Jullien (1863-1952), era il capo ingegnere dei trasporti per la Compagnie d'Orléans e fornì un resoconto dettagliato della costruzione della nuova scala mobile. Questo resoconto, insieme alle numerose illustrazioni dell'articolo (10 disegni di singoli componenti, una sezione trasversale, una sezione longitudinale, una pianta e due fotografie) consente un'indagine insolitamente approfondita di una scala mobile antica.

Alla fine del 1907, la Compagnie d'Orléans decise di sostituire la scala principale utilizzata dai passeggeri in arrivo con una scala mobile. Questa decisione era basata sull'alleviare la congestione che si verificava quando più treni arrivavano alla stazione. È interessante notare che la compagnia apparentemente ha installato solo una scala mobile, destinata esclusivamente ai passeggeri in arrivo. L'azienda ha valutato tre diversi sistemi: l'ascensore inclinato di Jesse Reno, la scala mobile di Otis (il cui progetto è stato attribuito dalla Compagnie d'Orléans a Charles D. Seeberger) e un sistema progettato dall'ingegnere francese Édouard-Louis Hocquart. Il progetto di Reno fu respinto, perché la compagnia riteneva che i passeggeri dovessero viaggiare su gradini caratterizzati da "un piano assolutamente orizzontale". L'azienda considerava i gradini orizzontali un aiuto per i viaggiatori con bagagli, poiché potevano posizionare le loro borse sui gradini durante la guida.

Anche la scala mobile di Otis è stata respinta. All'inizio del 1900, questo sistema utilizzava spesso lunghi marciapiedi mobili orizzontali nella parte superiore e inferiore della scala mobile (Figura 1). Poiché la Compagnie d'Orléans stava sostituendo le scale esistenti, hanno stabilito che non c'era spazio sufficiente per ospitare la macchina Otis. Era anche il più costoso. Il sistema di Hocquart ha soddisfatto le esigenze dell'azienda ed è stato progettato e prodotto in Francia, fatti che senza dubbio hanno fatto appello al senso di orgoglio nazionale dell'azienda.

Jullien sembra essere stato direttamente coinvolto nell'installazione della scala mobile. E, sebbene le origini dei disegni dettagliati che accompagnavano il suo articolo siano sconosciute, le loro dimensioni dettagliate danno l'impressione di disegni esecutivi o documenti di costruzione. La descrizione di Jullien del sistema è iniziata con i gradini, che seguivano il paradigma stabilito di impiegare gradini antiscivolo che si intrecciavano con piastre a pettine nella parte superiore e inferiore della scala. Tuttavia, il design effettivo del gradino e la sua fabbricazione erano unici. Hocquart ha utilizzato un sistema modulare che gli ha permesso di costruire facilmente gradini di quasi tutte le dimensioni. Il componente principale era un'unità relativamente leggera, snella, a forma di gradino, che era divisa in due metà: la parte inferiore (spessore 28 mm) includeva i fori per gli assi delle ruote, mentre la parte superiore (spessore 20 mm) faceva parte del battistrada (figura 2). Questa sezione includeva un "incavo a coda di rondine" poco profondo progettato per contenere il materiale del battistrada.

La costruzione di un tipico gradino prevedeva l'inserimento di due tubi in acciaio di 65 mm di diametro verticalmente in un telaio in modo tale che le loro posizioni corrispondessero alle aperture nei componenti del gradino. L'altezza dei tubi corrispondeva alla larghezza della scala desiderata. Il numero di componenti del gradino necessari per una data larghezza della scala è stato infilato nei tubi verticali. Questo semplice processo è stato complicato dal design di Hocquart, che ha richiesto una distanza di 2 mm tra la base di ogni componente del gradino. Questa separazione alla base ha prodotto “scanalature” larghe 10 mm a livello dei gradini. Il telaio che sosteneva i tubi verticali facilitava questa necessaria separazione. Il telaio è stato inoltre progettato in modo tale che i tubi fossero centrati nei fori dei componenti del gradino, con uno spazio di 4 mm attorno a ciascun tubo di acciaio. Poiché ogni sezione è stata avvitata sui tubi verticali, sono stati posizionati "anelli di lamina" nello spazio di 2 mm tra i componenti. Questo passaggio è stato necessario, perché una volta assemblati tutti i componenti, questi spazi attorno ai tubi di supporto sono stati riempiti con cemento (Figura 3). Secondo Hocquart, il cemento forniva “una grandissima adesione tra i vari elementi”.

Dopo che il cemento si è indurito, il gradino è stato dotato di piastre guida. Questi erano caratterizzati da due boccole flangiate da 55 mm di diametro progettate per adattarsi perfettamente ai tubi di supporto del gradino. Le boccole sono state dimensionate per supportare gli assi da 34 mm di diametro che portavano i rulli a gradini. Le piastre di guida erano inoltre dotate di barre che assicuravano “la guida dei gradini lungo due mensole assemblate a travi” (Figura 4). Il passaggio finale è stato quello di riempire gli incavi a coda di rondine con una miscela di cemento e carborundum, con il materiale indurito che si estendeva per circa 2 mm al di sopra degli incavi. Il carborundum (carbonio e corindone, noto anche come carburo di silicio), è stato formulato nel 1891 da Edward G. Acheson e originariamente destinato all'uso come abrasivo industriale. All'inizio del XX secolo, è stato utilizzato anche per gradini in aree ad alto traffico, come le stazioni ferroviarie, a causa della sua durata. I gradini della scala mobile della Gare d'Orsay impiegavano 20 sezioni e i gradini finiti erano lunghi 50 m.

Ogni passaggio prevedeva coppie di rulli anteriori e posteriori. L'asse anteriore o motore si estendeva oltre i rulli ed era fissato alle catene di trasmissione (Figura 5). Hocquart ha usato una catena Galle per guidare il suo sistema. Inventata dall'artista francese André Galle (1761-1841) nel 1829, è tipicamente descritta come uno dei tipi più semplici di catene a maglie d'acciaio, in cui le piastre ruotano direttamente sulle alette dei perni. La catena risultante ha un'area portante molto piccola e gli standard moderni raccomandano una velocità operativa non superiore a 18 mpm. La parte superiore e inferiore della scala presentava camme situate su ciascun lato della scala mobile che guidavano i gradini nel loro viaggio (Figure 6 e 7). Mentre Hocquart installava tipicamente il suo sistema in modo tale che il gradino uscisse dal pianerottolo superiore in posizione orizzontale, Compagnie d'Orléans ha chiesto una modifica del design. Le camme superiori sono state modificate per dare ai gradini un'inclinazione o un'inclinazione verso l'alto durante il loro passaggio attraverso la piastra a pettine. Questo aveva lo scopo di aiutare i viaggiatori ad uscire dalla scala e di “depositarli automaticamente” sul pianerottolo (Figura 8). Anche il pettine inferiore era unico. Assomigliava a un gradino poco profondo (85 mm di altezza) per indicare ai passeggeri dove posizionare i piedi quando entrano nella scala mobile (Figura 6).

L'aspetto finale del sistema descritto da Jullien era il corrimano mobile (Figura 9). L'intricato design del corrimano ha seguito lo schema stabilito nell'assemblaggio del gradino. La parte motrice era composta da due nastri d'acciaio separati da una fascia di legno flessibile. Il nastro era dotato di piccole piastre in acciaio, poste a intervalli di 250 mm, che fornivano cuscinetti per tacchetti di guida in bronzo, che venivano rivettati alle piastre in acciaio. Una copertura di tela è stata incollata al gruppo della banda mobile per "assicurare la sua solidarietà". Il corrimano bombato portato da questo assemblaggio era realizzato in sughero agglomerato, prodotto in sezioni di 1 m di lunghezza, che erano fissate alla fascia mobile da una seconda copertura in tela incollata. Nel sughero sono stati eseguiti tagli verticali trasversali poco profondi ogni 5 cm e il sughero è stato rifinito con un rivestimento in velluto che è stato incollato alle superfici piane e picchiettato (scollato) nei tagli verticali. Le tacchette di guida in bronzo viaggiavano in uno scivolo di legno e la potenza veniva trasmessa al corrimano tramite un ingranaggio montato in cima alla scala mobile e azionato da una catena attaccata all'albero di trasmissione.

Le sezioni trasversali e longitudinali, la pianta e le fotografie incluse nell'articolo offrivano un'efficace sintesi visiva della scala mobile della Gare d'Orsay (Figure 10-13). Nella conclusione dell'articolo è stata fornita una sintesi operativa, incentrata sull'efficienza del sistema. La scala mobile era alimentata da un motore con avvolgimento in derivazione da 15 CV con una connessione a ingranaggi all'albero di trasmissione. La velocità operativa massima era di 30 mpm; tuttavia, la velocità operativa tipica variava da 20 a 22 mpm. Al suo completamento, la Compagnie d'Orléans ha riferito che la scala mobile aveva migliorato il flusso di passeggeri dalle piattaforme di arrivo fino alla stazione principale. Utilizzando i dati raccolti prima dell'installazione, l'azienda ha riportato il seguente confronto: durante un periodo di 244 min., che ha visto l'arrivo di 32 treni, 8,072 passeggeri (33 al minuto) hanno salito la scala fissa originale larga 1.8 m. Durante un periodo di 202 min., che ha visto l'arrivo di 50 treni, 11,072 viaggiatori (59 al minuto) sono stati trasportati verso l'alto dalla scala mobile di 1.5 m di larghezza.

Il resoconto del 1908 di Charles Jullien della scala mobile di Hocquart rivela le sfide associate allo sviluppo di nuovi sistemi di trasporto, nonché le caratteristiche idiosincratiche di questi primi progetti. L'utilizzo del cemento per “legare” i componenti del gradino in un insieme coeso e la miscela di cemento e carborundum utilizzata per i gradini, oltre ad aumentare il peso del gradino, sollevano interrogativi sulla logica costruttiva del sistema. Tuttavia, la complessità della soluzione complessiva riflette efficacemente la complessità intrinseca di ciò che, a un occhio inesperto, sembra essere un semplice, senza sforzo e quasi magico movimento continuo di passi che aiuta un viaggiatore stanco (o impaziente) lungo il suo cammino.