Ralla e perno di ralla: che cosa rende compatibili trattore e semirimorchio

Un trattore e un semirimorchio acquistati da venditori diversi sono le due metà di un’unica macchina, e se formino un complesso che funziona lo decidono quattro dati. Nessuno di essi è la massa complessiva. Tre sono impressi sul metallo e il quarto si misura con il metro.

I quattro dati sono la classe dell’attacco, il valore D in kilonewton, il carico verticale U in tonnellate e l’altezza della ralla in millimetri. Un complesso può essere in regola con le masse, con le targhette corrette su entrambi i veicoli, ed essere comunque l’abbinamento sbagliato perché il quarto numero cade fuori dall’intervallo per cui il semirimorchio è stato costruito.

Da dove vengono le lettere delle classi

La classificazione che tutti usano ancora è stata scritta nella direttiva 94/20/CE, che però non è più lo strumento in vigore. EUR-Lex ne indica la fine della validità al 31 ottobre 2014: l’articolo 19 del regolamento (CE) n. 661/2009, in un elenco di quarantanove direttive, l’ha abrogata con effetto dal 1° novembre 2014. Quel regolamento è stato a sua volta abrogato: l’articolo 18 del regolamento (UE) 2019/2144 lo abroga dalla data di applicazione di quest’ultimo, che l’articolo 19 fissa al 6 luglio 2022, ed EUR-Lex indica la fine della validità del 661/2009 al 5 luglio 2022. L’allegato I del regolamento (UE) 2019/2144, l’elenco dei regolamenti UNECE di cui al suo articolo 4, paragrafo 2, contiene la voce 55 — componenti di accoppiamento meccanico di complessi di veicoli, serie di modifiche 01, GU L 153 del 15.6.2018, pag. 179 — per le categorie di veicoli M, N e O. È lì che sono finiti questi requisiti. Nulla di quanto segue è un’affermazione sul diritto vigente in materia di omologazione: le definizioni sono citate dalla direttiva abrogata perché il suo testo consolidato del 1° luglio 2013 è consultabile, mentre il testo attuale del regolamento UNECE n. 55 non è riprodotto, perché non è stato possibile aprirlo.

L’allegato I, punto 1.3.7, suddivideva le ralle nella classe G50, ralle 50 normalizzate, e nella classe G50-X, ralle 50 non normalizzate. Il punto 1.3.8 faceva lo stesso sul lato del rimorchio: la classe H comprendeva i perni di ralla, e l’unica classe che elencava era la H50-X, quella non normalizzata. La classe H50 vera e propria era descritta altrove: l’allegato V, punto 8.1, la collegava alla norma ISO 337, e l’allegato VI, punto 4.8.2, attribuiva alla parte cilindrica di un perno di classe H50 un diametro di 50,8 mm, il perno di ralla da due pollici, nelle unità che in officina si usano davvero.

Il punto 2.1.11 spiegava che cosa garantisse la parola normalizzato: i dispositivi di attacco normalizzati erano conformi alle dimensioni e ai valori caratteristici unificati indicati nella direttiva, ed erano intercambiabili nell’ambito della loro classe, indipendentemente dal tipo e dal costruttore. Il punto 2.1.12 definiva le classi non normalizzate come dispositivi delle classi da A a J che non rientravano in quella classificazione ma che potevano comunque essere collegati ai dispositivi normalizzati delle rispettive classi. L’intercambiabilità in un parco misto era prevista fin dal progetto, a una dimensione dichiarata e per un carico dichiarato.

Le lettere delle classi sono sopravvissute intatte al passaggio, ed è per questo che sono ancora quelle che si leggono sui componenti. JOST descrive la sua JSK 37 C come adatta ai perni da 2” (classe G50) secondo ECE R55-01, DIN 74080 e ISO 337, e ai cunei di guida secondo ECE R55-01 e DIN 74085; ogni variante nella tabella di quella scheda tecnica reca il numero di omologazione E1 55R-01 0116.

Il valore D è una formula, non un indice di resistenza

Il valore D sembra un indice di resistenza. È invece il risultato di un calcolo che riguarda una determinata coppia di veicoli, il che è tutt’altra cosa.

L’allegato I, punto 2.1.18, definiva il valore D come la forza teorica di riferimento per la forza orizzontale tra il veicolo trainante e il rimorchio, presa come base per i carichi orizzontali nelle prove dinamiche. Per le ralle montate sui trattori e sui veicoli di tipo analogo, D in kilonewton è g moltiplicato per 0,6 · T · R, diviso per T + R − U. I simboli erano definiti nello stesso punto: T è la massa massima tecnicamente ammissibile in tonnellate del veicolo trainante, R la massa massima tecnicamente ammissibile in tonnellate del semirimorchio, U il carico verticale sulla ralla in tonnellate e g l’accelerazione di gravità, supposta pari a 9,81 m/s². JOST pubblica la stessa identica formula nel proprio catalogo.

Proviamo con numeri reali. Prendiamo un trattore ipotetico con una massa di targa di 18 tonnellate — la massa del trattore è nostra; le 39 tonnellate e le 12 tonnellate che seguono sono di Krone — sotto un semirimorchio da 39 tonnellate che carica 12 tonnellate sulla ralla: la formula dà 91,8 kN. Ipotizzando invece 26 tonnellate per il trattore, lo stesso semirimorchio dà 112,6 kN. Entrambi i risultati sono calcoli nostri, assenti da entrambi i documenti, e lo stesso vale per le due masse del trattore da cui derivano.

La forma della formula conta più di entrambi i risultati. Al crescere di R, D si avvicina a 0,6 · g · T e lì si ferma: 105,9 kN per un trattore da 18 tonnellate, 153,0 kN per uno da 26, sempre calcoli nostri sulle masse da noi ipotizzate. È la massa ammissibile del trattore stesso, non quella del semirimorchio, a fissare il tetto della forza orizzontale di riferimento. Mettendo questi due tetti a confronto con i 150 kN per cui la direttiva abrogata richiedeva di collaudare una ralla normalizzata, la conclusione è evidente: il trattore più leggero non può raggiungere quel valore con nessun semirimorchio, e quello più pesante lo supera. D diventa una questione concreta quando aumenta la massa del trattore, non quella del semirimorchio. Quale massa del trattore si applica dipende dalla configurazione degli assi e da come sono state fissate in targa le masse complessive.

Il valore V riguarda tutt’altro veicolo

L’allegato I, punto 2.1.19, definiva il valore V come la forza teorica di riferimento per l’intensità della forza verticale tra il veicolo trainante e i rimorchi ad asse centrale con massa massima superiore a 3,5 tonnellate. Si calcolava a partire da un’accelerazione verticale equivalente — 1,8 m/s² con sospensione pneumatica o equivalente, 2,4 m/s² altrimenti —, dalla lunghezza della superficie di carico del rimorchio e dalla lunghezza teorica del timone.

Ogni termine appartiene a un complesso con rimorchio a timone. Il punto 2.1.20 definiva il rimorchio ad asse centrale come un rimorchio i cui assi si trovano in prossimità del baricentro, in modo che al veicolo trainante venga trasmesso soltanto un piccolo carico verticale — nelle parole della direttiva, «non superiore al 10 % della massa massima del rimorchio o, se inferiore, a 1 000 kg». Un semirimorchio fa l’opposto: scarica deliberatamente molte tonnellate sul veicolo trainante. V non è un parametro dei semirimorchi, e indicarlo nella specifica di un semirimorchio è un errore di categoria, non di arrotondamento.

U è il dato da cui dipende davvero l’acquisto

La decisione dipende dai dati dei costruttori più che da qualsiasi direttiva. Krone pubblica, per il Profi Liner SDP 27 eLB50-CS, un carico sulla ralla di 12 000 kg, un carico sugli assi di 27 000 kg, una massa complessiva ammessa di 39 000 kg, una tara di 5 940 kg e un carico utile tecnicamente possibile di circa 33 060 kg. Da quella tabella derivano due verifiche di coerenza, che sono nostre: 12 000 più 27 000 fa i 39 000 kg di massa complessiva, e 39 000 meno i 5 940 kg di tara fa i 33 060 kg di carico utile. Le 12 tonnellate sono il dato da portare nella discussione sull’aggancio, perché sono ciò che il semirimorchio trasmette al trattore quando è a pieno carico; il resto dei dati di quel semirimorchio, compreso l’intervallo di altezza della ralla che richiede, si trova nella nostra scheda del Krone Profi Liner.

Kögel scagliona lo stesso dato in funzione dei componenti invece di pubblicare un unico valore: nella gamma Kögel Cargo, un collo del telaio da 90 mm ha un carico sulla ralla tecnicamente possibile di 12 000 kg sia sul semirimorchio a due assi sia su quello a tre assi, un collo da 120 mm 15 000 kg sul Cargo P120 a tre assi, e lo stesso collo da 120 mm, con una portata maggiore, 18 000 kg sul Nordic P120 a tre assi; anche la portata del gruppo assi varia, da 18 000 kg sul semirimorchio a due assi a 27 000 kg su tutti quelli a tre assi.

Confrontiamolo con ciò per cui era costruita una ralla normalizzata. L’allegato V, punto 7.10.2, prescriveva che le ralle normalizzate fossero adatte e collaudate per un valore D di 150 kN e per un valore U di 20 tonnellate. Ciò che i costruttori producono oggi è un’osservazione a parte, e questa pagina può riferire solo i due casi che ha consultato: la targhetta SAF-Holland fotografata in apertura riporta D=150 KN, U=20 Ton, Class G50, e le tabelle di selezione di JOST per la JSK 37 C e la JSK 37 CW indicano un valore D di 152 kN e un carico verticale U di 20 t per ogni codice d’ordine di entrambe le gamme. Due prodotti non fanno una regola, e che cosa il regolamento UNECE n. 55 richieda oggi a una ralla normalizzata qui non è indicato.

Un carico di 12 tonnellate sul perno con una ralla da 20 tonnellate lascia un ampio margine, e per il normale lavoro in Europa questa è tutta la risposta. È nel trasporto di macchinari che il margine si restringe: la brochure, poi ritirata, del semirimorchio semiribassato Nooteboom MCOS, oggi consultabile solo come copia dell’Internet Archive, riportava in tabella un carico sulla ralla di 18,0 t per cinque dei suoi sei tipi indicati e di 14,0 t per il sesto, l’MCOS-41-03(EB), con la nota «Weights depending on version» (pesi a seconda della versione). Il margine si chiude in due situazioni: semirimorchi densi che caricano molto la parte anteriore, e trattori le cui masse di targa non consentono di assorbire 12 tonnellate attraverso la ralla senza superare il limite dell’asse motore. Quale dei due vincoli intervenga per primo — la U della ralla o l’asse sottostante — lo decidono le masse di targa del trattore, non qualcosa che sia scritto sulla ralla.

L’intervallo di altezza è il numero che si misura per ultimo

Krone indica l’altezza della ralla a vuoto dell’SDP 27 come un intervallo e non come un valore: da 1 050 a 1 200 mm. Letta come un requisito per il trattore anziché come una proprietà del semirimorchio, è la riga più utile della scheda: troppo bassa e il semirimorchio punta il muso verso il basso; troppo alta e il pianale viaggia con il muso in su, il che si manifesta anzitutto con un’altezza interna che la carrozzeria del semirimorchio non garantisce più. Non tutti i costruttori indicano l’intervallo allo stesso modo: Schmitz Cargobull ne pubblica due per il semirimorchio ribaltabile S.KI SOLID, da 1 140 a 1 265 mm a carico e da 1 170 a 1 295 mm a vuoto, quindi il veicolo che deve rispettarli entrambi è quello carico.

La regolazione avviene sul trattore. JOST elenca la JSK 37 C in quattro altezze, H = 150, 185, 250 e 300 mm, e la tabella 7 della 94/20/CE suddivideva le ralle normalizzate in sei misure, da G50-1 a G50-6, in base a una quota H articolata in fasce da 140–159 mm a 240–260 mm. Mettere a confronto le altezze dei prodotti con le fasce della direttiva è un confronto nostro, non di JOST: 150 mm rientra nella prima fascia, 185 mm nella terza e 250 mm nella sesta, mentre la versione da 300 mm sta sopra la fascia più alta, 240–260 mm, al di fuori di tutte le misure previste dalla direttiva. Una tabella di misure abrogata e una gamma di prodotti in commercio non descrivono più lo stesso terreno. L’allegato VII, punto 2.5.1, vincolava il modo di realizzare il montaggio: le ralle della classe G50 non dovevano essere montate direttamente sul telaio del veicolo senza il consenso del costruttore del veicolo e dovevano essere fissate al telaio mediante una piastra di montaggio, nel rispetto delle istruzioni di installazione del costruttore del veicolo o della ralla. L’altezza è una decisione che riguarda insieme telaio, piastra di montaggio e ralla, ed è indipendente dalla cabina che sta sopra: la cabina decide chi guiderà il camion, il telaio decide a che cosa può agganciarsi.

Che cosa la ralla deve consentire al semirimorchio

L’allegato V spiegava perché una ralla che si accoppia può comunque essere quella sbagliata. I punti 7.4.1 e 7.4.2 fissavano la mobilità minima con il perno inserito: ±90° attorno all’asse verticale, che il punto 7.4.1 escludeva espressamente per le ralle a guida forzata, e contemporaneamente ±12° attorno all’asse orizzontale trasversale alla direzione di marcia, un angolo che, come osservava la direttiva, non comprende necessariamente l’uso fuoristrada. Il punto 7.4.3 fissava un tetto e non un minimo: era ammessa una rotazione attorno all’asse longitudinale fino a ±3°, e su una ralla a sospensione integrale questo angolo «può essere superato», a condizione che il meccanismo di bloccaggio consentisse di riportare la rotazione entro ±3°. Il punto 7.5 imponeva che il meccanismo di bloccaggio bloccasse il perno con un doppio accoppiamento geometrico, il primo dei quali doveva agire automaticamente al momento dell’agganciamento. L’allegato VI, punto 4.6.2.2, fissava poi la prova che descrive il guasto che si teme davvero: per le ralle normalizzate della classe G50, e per quelle comparabili con un perno dello stesso diametro, il perno non doveva separarsi dalla ralla applicando una forza di sollevamento di g · 2,5 · U. Il fattore di sicurezza sta nella prova, non sulla targhetta.

Leggere i quattro dati in un parco misto

La verifica in sé è breve. La targhetta della ralla — JOST la colloca sul fianco della piastra di attacco e afferma che i dati di carico ammissibile delle sue ralle si trovano sulla targhetta o nel suo catalogo prodotti — riporta classe, D e U. Il carico sul perno e l’intervallo di altezza del semirimorchio vengono dalla scheda tecnica del costruttore, e l’altezza della ralla del trattore è una misura. Il carico sul perno va poi confrontato con U e con le masse per asse riportate in targa del trattore, che per un trattore a tre assi sono un discorso diverso rispetto a uno a due assi: è il motivo per cui una Scania serie S è venduta in sette configurazioni degli assi e non in una sola.

Per una flotta gli stessi quattro dati diventano una tabella. La U più bassa tra le ralle e il carico sul perno più alto tra i semirimorchi vanno confrontati, non mediati, e la sovrapposizione più stretta degli intervalli di altezza è la reale intercambiabilità del parco. L’allegato VI, punto 1.6, esprimeva il principio di fondo: i valori caratteristici D, S, V e U su cui erano basate le prove dovevano essere quelli indicati nella domanda di omologazione presentata dal costruttore. Erano valori dichiarati, specifici di un singolo dispositivo, ed è ancora questo che registra una targhetta in un piazzale: dati della ralla su cui è fissata, non di una classe di componenti.