ruòta

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Lessico

sf. [sec. XIII; latino rota].

1) Organo meccanico per lo più di legno o di metallo, costituito da un disco o da un cerchio collegato al mozzo centrale da una serie di raggi, in modo che possa girare intorno o insieme al proprio asse; si usa come mezzo di traslazione di veicoli o per trasmettere il movimento in numerosi meccanismi: ruota del carro, della bicicletta, del treno, dell'auto; ruote dentate di un ingranaggio; ruota del mulino, ruota idraulica o a vento usata per trasmettere il movimento alla macina (per estensione, la macina stessa); ruota del timone, quella a raggi, provvista in genere di manopole dette caviglie, manicce o razze, con cui si manovra il timone di una nave; nave a ruota, nave a motore la cui spinta o trazione è dovuta a propulsori a ruota, grandi ruote a pale inizialmente fisse e in seguito anche di tipo oscillante, disposte generalmente una per lato, o una sola a poppa, nei battelli fluviali; ruota panoramica, nei parchi di divertimento, struttura metallica a forma di grande ruota disposta in senso verticale e dotata di lento moto circolare, sulla cui circonferenza sono installati sedili o cabine destinati alle persone che possono così osservare il panorama.

2) In loc. estens. e fig., con riferimento alle ruote dei veicoli: tenere la ruota(del compagno); seguire a ruota; arrivare a ruota, nel ciclismo, riferito a corridore che segue a brevissima distanza il concorrente che lo precede o taglia il traguardo subito dopo di lui; quindi, nell'uso familiare, conseguire in genere un risultato di poco inferiore a quello di un altro concorrente, venire immediatamente dopo in un'ideale classifica; mettere il bastone fra le ruote, ostacolare, creare impedimenti; a ruota libera, senza freno, senza nessun controllo, senza seguire una logica: agire, parlare a ruota libera. Con riferimento alle parti di un ingranaggio, elemento di un sistema, parte di un'organizzazione: le ruote della burocrazia, della pubblica amministrazione; ungere le ruote, elargire mance, regali, per ottenere qualche facilitazione; l'ultima ruota del carro, la persona meno importante.

3) Per estensione, qualunque oggetto di forma più o meno circolare o che viene fatto girare come una ruota: una ruota di pietra, di pane; ruota di cavo, rotolo di cavo nuovo così come esce dalla fabbrica; ruota dell'arrotino, disco di pietra girevole su un perno, per affilare lame: dar la ruota al coltello, affilarlo; fare la ruota, di persona, fare il gioco acrobatico consistente nell'appoggiare a terra alternativamente le mani e i piedi in modo da procedere su un fianco girando come una ruota; di uccelli, in particolare del tacchino e del pavone, spiegare a ventaglio le penne della coda, per lo più come segno di corteggiamento della femmina; quindi, in genere, fig., pavoneggiarsi; a ruota, loc. per indicare forma circolare, specialmente nel linguaggio della moda: mantello, gonna a ruota, tagliati a forma di cerchio completo.

4) Fig., traiettoria, movimento più o meno circolare: il falco scese descrivendo ampie ruote. Per estensione, il succedersi più o meno regolare di fatti o avvenimenti; alterna vicenda: la ruota delle stagioni; la ruota della fortuna, l'alternarsi della buona e della cattiva sorte (propr., l'elemento su cui nella tradizione iconografica la Fortuna poggia i piedi, a simboleggiare la sua instabilità); la vita è una ruota, un avvicendarsi di gioie e dolori.

5) Sorta di cerchio girevole intorno a un asse verticale, inserito in un'apertura del muro, in particolare dei conventi di clausura, per consentire di mandare roba dall'esterno all'interno dell'edificio e viceversa senza che ci sia contatto diretto tra le persone.

6) Urna girevole per estrarre i numeri del lotto; per estensione, ciascuna delle dieci sedi (Bari, Cagliari, Firenze, Genova, Milano, Napoli, Palermo, Roma, Torino, Venezia) in cui avviene l'estrazione: giocare un terno sulla ruota di Venezia, su tutte le ruote.

7) Nei tempi passati, supplizio consistente nel legare il condannato su una ruota orizzontale che girava continuamente e lasciarvelo morire: essere condannato alla ruota o al supplizio della ruota.

8) In arte, ruota degli animali, motivo decorativo di grande effetto, usato di frequente su ceramiche, vetri, metalli di fabbricazione musulmana. Si tratta, come indica il nome, di una serie di animali (uccelli, pesci, capridi, cavalli, sfingi, conigli) che si rincorrono, ruotando in senso orario, entro uno schema circolare. Talvolta animali diversi si alternano fra loro. L'applicazione del motivo della “ruota di animali” nell'Islam appare per la prima volta nelle ceramiche di Afrāsiyāb (Samarcanda) e di Nishābur; nei sec. X e XI esso sarebbe stato ripreso nella decorazione di oggetti in metallo. All'Oriente islamico, in particolare al Khorāsān, risalgono infatti molti pregevoli esemplari in rame e bronzo (quali la famosa Wade Cup del Cleveland Museum of Arts, sec. XIII), che avrebbero poi influenzato anche la produzione di Mosul.

9) In marina, ruota di prora, pezzo, massiccio o di struttura composita, opportunamente dimensionato e sagomato, posto in prolungamento della chiglia a dare forma e robustezza alla prora; ormeggio a ruota, quello alla fonda, su una sola ancora, o su due ancore e mulinello d'afforco, che lascia la nave libera di ruotare, secondo il vento, il moto ondoso, la corrente, ecc.

10) Nel gioco dei tarocchi, ruota della fortuna, uno degli arcani maggiori o figure, e precisamente il decimo, detto anche semplicemente Fortuna.

11) In agricoltura, ruota d'irrigazione o turno, intervallo di tempo, espresso in giorni od ore, tra l'inizio di due adacquamenti successivi a una data unità colturale oppure di due successive erogazioni a una data azienda, oppure di due successive dispense a un dato reparto. La lunghezza di tale intervallo dipende dalla natura del terreno e delle colture, dalla disponibilità d'acqua, dall'andamento stagionale, ed è regolata da norme consuetudinarie, consorziali o contrattuali.

Cenni storici

La ruota è una macchina semplice che sfrutta le proprietà del cerchio come luogo dei punti equidistanti dal centro; per la sua stessa forma, consente di ridurre al massimo l'attrito col piano su cui scorre, sopporta carichi proporzionalmente elevati, trasmette il moto che riceve in quantità uguale, minore o maggiore in rapporto alla lunghezza della sua circonferenza, amplifica uno sforzo, trasforma (accoppiata a idonei organi) un moto rettilineo alternativo in rotatorio o viceversa, ecc. La sua “invenzione” è una delle maggiori dell'umanità: prima che venisse sfruttato per i veicoli, il principio della ruota sicuramente trovò applicazione per il trasporto di grossi blocchi di pietra o di manufatti di grandi dimensioni, sotto forma di rulli, in genere tronchi di albero, che riducevano sia l'attrito e di conseguenza il lavoro necessario al trasporto, sia l'usura della parte a contatto col terreno. La prima utilizzazione tecnica della ruota fu, probabilmente, quella nel tornio del vasaio (ca. 2500 a. C.) cui seguirono le ruote idrauliche, le ruote dei frantoi, le ruote dentate a “lanterna” (cioè con pioli invece di denti), ecc., tutte introdotte fra il sec. V e il III a. C. Ai veicoli, la ruota venne applicata già dal 3500 a. C. (come risulta dallo stendardo di Ur). Il primo materiale usato per costruire le ruote fu il legno; le ruote venivano ricavate tagliando un disco da un assito e rinforzando opportunamente le giunzioni e le zone in prossimità del mozzo.Successivamente le ruote vennero costruite collegando il mozzo, nel quale alloggiava il perno, con la corona esterna mediante quattro o più puntoni detti razze (ruota celtica). Per i frantoi le ruote venivano ricavate direttamente da un blocco monolitico di granito. Dal Medioevo, lo sviluppo della metallurgia ha permesso l'applicazione della ruota in ogni campo della meccanica e per le più disparate funzioni.

Ruota per veicoli: bicicletta e motoveicoli

In questo caso la ruota assolve alla funzione originaria di permettere la traslazione di un veicolo rispetto al suolo con attrito volvente. Il numero di ruote presenti su un veicolo va dal minimo richiesto per garantire l'equilibrio al massimo necessario per trasmettere al suolo un carico unitario non superiore a quello fissato dalle leggi di circolazione. L'architettura delle ruote varia secondo il veicolo sul quale sono montate: nei carretti spinti a mano, nei carrozzini e nei carri a traino animale o con un mezzo a motore, le ruote sono generalmente costituite da un cerchione, più o meno largo, in legno, spesso rivestito sulla superficie di rotolamento da una banda metallica oppure in gomma (a volte sostituita da un pneumatico), che viene collegato all'elemento centrale (mozzo), che s'impernia libero di ruotare (folle) sull'assale del veicolo, mediante razze di opportuno diametro. Nelle biciclette, la ruota ha architettura analoga con cerchione metallico sottile, sagomato a gola in modo da ospitare un idoneo pneumatico; esso è collegato da numerosi raggi metallici sottili alle flange saldate alle due estremità di un mozzo cilindrico, entro il quale ruota il piccolo asse che viene montato sulla forcella, grazie a un sistema di sfere che opera come un cuscinetto a rotolamento; sui modelli sportivi si utilizzano ruote costituite da due dischi affacciati, in fibra di carbonio e che assumono una bombatura particolare verso il centro, solidali con il mozzo (ruota lenticolare), studiata appositamente per ridurre l'attrito con l'aria; le circonferenze sono svasate per ospitare un sottile pneumatico. La ruota posteriore, che riceve il moto dalle pedivelle tramite la catena, reca, avvitato su un estremo del mozzo, un particolare cuscinetto a rotolamento dotato di un dispositivo che può rendere la ruota folle oppure no: ruota libera; su questo può essere montato un pignone con più dentature a cascata, nel caso di cambio a deragliamento. Le ruote per motoveicoli sono sostanzialmente simili a quelle per bicicletta, ma entrambe sono folli sugli assi imperniati nei forcelloni grazie a idonei cuscinetti a sfere; esse si differenziano per diametro e sezione in quanto i cerchioni sono conformati in modo da ospitare pneumatici di grosse dimensioni; il collegamento del cerchione al mozzo viene fatto con raggi metallici (36 o 40), oppure con razze di forma particolare (3 o 5) soprattutto nelle moto di media e grossa cilindrata; nei veicoli di maggior prestigio sono diffuse ruote, con razze oppure a disco opportunamente traforato, direttamente fuse in leghe leggere. Nel mozzo trovano alloggiamento i cuscinetti a sfere entro i quali passa l'asse per il fissaggio ai forcelloni e su di esso sono fissati con bulloni i dischi dei freni; la ruota posteriore riceve il moto dal cambio solo quando la frizione è innestata con l'albero motore; questo avviene tramite una catena a rulli, oppure (nelle moto di media e grossa cilindrata) mediante albero e coppie coniche (trasmissione finale) che ingranano sulle ruote dentate di cui è provvisto il mozzo sempre folle sull'asse del forcellone. Le ruote per i motorscooter, strutturalmente analoghe a quelle dei motoveicoli, ma di diametro molto più piccolo, sono del tipo a disco di lamiera stampata; vengono di norma montate a sbalzo su un alberino solidale con la forcella telescopica monobraccio anteriore e sull'albero del forcellone posteriore che fuoriesce dal carter.

Ruota per veicoli: autoveicoli

Le ruote per autoveicoli sono costituite da un disco di lamiera d'acciaio di 3-5 mm di spessore, stampato e sagomato in modo da avere elevata rigidezza e resistenza anche alle sollecitazioni laterali; nel centro presenta i fori per l'accoppiamento, mediante bulloni, con la flangia del mozzo e nel corpo ha delle aperture studiate in modo da consentire una buona ventilazione dinamica per il raffreddamento degli organi frenanti del veicolo; il cerchione, saldato o chiodato sul disco, è molto largo e con gola profonda; i suoi bordi sono sagomati in modo da far appoggiare con sicurezza i cerchietti del pneumatico e di assicurare la perfetta tenuta laterale di questo nel caso del tipo tubeless; sono usate anche ruote in lega leggera di alluminio e magnesio, colate in stampi per iniettofusione o pressofusione; le ruote anteriori direttrici sono montate su fusi a snodo portati da bracci oscillanti e il loro mozzo alloggia cuscinetti a rulli; quando esse sono anche motrici allora vengono montate sulle estremità dei semiassi articolati alloggiati entro cuscinetti a sfere; le ruote posteriori non motrici vengono montate sulle estremità dell'assale o degli assi articolati, nel caso di ruote indipendenti, e il mozzo alloggia i cuscinetti a sfere; le ruote motrici posteriori vengono montate sulle estremità dei semiassi alloggiate in cuscinetti a sfere; benché nelle autovetture i semiassi o i semialberi siano in genere portanti, le soluzioni possono essere diverse a seconda del sistema di trasmissione del moto adottato e del tipo di sospensioni scelto; nei veicoli pesanti e industriali, invece, le ruote motrici sono sempre montate direttamente sulle estremità dei bracci tubolari del ponte, tramite flange e cuscinetti a rulli, cosicché i semiassi collegati ai mozzi hanno solo il compito di trasmettere il moto. Sulla flangia del mozzo vengono montati anche i dischi o i tamburi dei freni, se non è adottata altra soluzione; grazie al sistema di collegamento le ruote degli autoveicoli sono sempre folli in quanto la trazione viene trasmessa dai semiassi o dai semialberi alle ruote motrici (posteriori, anteriori o tutte e quattro) tramite il differenziale solo quando la frizione è innestata; infine, sono dette ruote autosterzanti quelle posteriori motrici o no, in grado di ruotare come le direttrici anteriori sul proprio asse verticale; allo scopo vengono montate su semialberi oscillanti indipendenti e vengono mosse tramite un cinematismo a comando meccanico o elettronico quando si ruota lo sterzo.

Ruota per veicoli: veicoli su binari e da lavoro

Le ruote dei veicoli mobili su binari sono costituite da dischi pieni di acciaio ad alta resistenza meccanica; il cerchione è leggermente svasato verso l'interno (di 1/20) ed è provvisto di un bordino dal profilo particolare, studiato in modo da impedire la fuoriuscita delle ruote dai binari ma tale da permettere un corretto inserimento in curva e da non interferire con il moto di rotolamento sulla rotaia; le ruote sono rigidamente calettate a coppie sull'assale, in modo da formare la cosiddetta “sala montata”, ma è possibile, in casi particolari, adottare soluzioni con ruote folli sull'assale; l'assale è libero di ruotare entro boccole dotate di cuscinetti a rotolamento che consentono alle ruote un certo spostamento sia laterale sia verticale; nelle ruote delle vetture ferroviarie, per ridurre al minimo l'effetto delle parti non sospese, soprattutto alle alte velocità, si ricorre spesso alle ruote elastiche, note col nome di resilient wheels, nelle quali il cerchione viene unito al centro ruota mediante sezioni circolari concentriche di gomma interposte a quelle metalliche. Nei veicoli agricoli le ruote assumono forme atte ai terreni su cui devono operare. Tipiche sono le ruote per lavori in risaia costituite da dischi metallici sottili con grandi denti e profilo circolare del vano tra un dente e l'altro: queste ruote affondano nello strato melmoso e fanno presa sullo strato sottostante più duro. Molto diffuse sono anche, sulle trattrici, le ruote con appendici per aumentare la superficie di appoggio: tali appendici sono costituite da una serie fitta di lame incernierate vicino al bordo esterno della ruota che normalmente riposano sul diaframma della ruota stessa e si aprono a calice, all'incirca ortogonali al piano della ruota, in caso di necessità, per esempio su terreni friabili.

Ruota per veicoli: ruota libera

Particolare dispositivo che consente di trasferire al mozzo della ruota posteriore motrice, il moto solo in un senso mentre nel senso contrario la ruota si comporta in folle sull'asse su cui è montata. Su macchine operatrici si usano ruote a rulli o a corpi obliqui; il primo tipo consta di una ralla esterna cilindrica liscia e di un mozzo sul quale sono ricavati vani con piani inclinati occupati da rulli cilindrici; muovendo un elemento in un senso, i rulli si incuneano fra la ralla esterna e il mozzo rendendoli solidali, nell'altro senso la ruota è libera. Analogamente si comporta la ruota a corpi obliqui, tipo Borg-Warner, dove una serie di elementi distanziati fra loro da una gabbia sono contenuti in un vano a sezione di corona circolare compresa tra la ralla esterna e il mozzo: questi elementi, opportunamente profilati, sono inclinati rispetto alle rette diametrali passanti per il loro baricentro; se la ralla gira nel senso della loro inclinazione, essi si inclinano ulteriormente scollegando la ralla dal mozzo, in senso contrario tendono a raddrizzarsi incuneandosi fra ralla e mozzo. Le due soluzioni sopra descritte offrono il vantaggio di essere silenziose in posizione di folle; inoltre, non avendo denti, non danno luogo a fenomeni di urto nella fase di applicazione del momento motore. Sulle biciclette la ruota libera è di norma, in quanto evita di pedalare di continuo anche in discesa: essa consta di un particolare cuscinetto a rotolamento avvitato sul mozzo, che consente di trasmettere il moto rotatorio indotto dalle pedivelle in un sol senso, in quanto l'elemento condotto non può in alcun caso trascinare direttamente l'elemento esterno conduttore dotato di denti sui quali ingrana la catena e che può essere solidale con il pignone del cambio a deragliatore. Il cuscinetto presenta, internamente alla corona esterna dentata conduttrice, un tamburo con una o due gole di rotolamento; delle sfere o dei rulli di acciaio sono interposti a una ghiera filettata (elemento condotto), solidale con il mozzo, il cui bordo è sagomato a denti di sega; nel caso dei rulli è presente anche un anello elastico di guida. Quando si pedala in avanti, la catena che ingrana sui denti della corona esterna fa ruotare questa, per cui le sfere o i rulli sono costretti a scorrere sul profilo ondulato della ghiera fino ad arrestarsi contro il saliente dei denti di sega; in tal modo il mozzo solidale alla ghiera viene bloccato e la ruota è costretta a girare in avanti; tenendo fermi i pedali, o pedalando all'indietro, le sfere o i rulli sono spinti negli avvallamenti della ghiera per cui il cuscinetto si comporta come un comune cuscinetto a sfere o a rulli, cioè libero di ruotare; non potendo in alcun caso trascinare l'elemento conduttore su cui ingrana la catena, il mozzo della ruota si muove anch'esso libero sull'asse imperniato nella forcella e pertanto la ruota gira in folle.

Ruota dentata

Per ricevere o trasmettere il moto da un elemento a un altro, è sufficiente mettere a contatto fra loro due ruote, di cui una mossa dal motore; il movimento avviene per mezzo dell'attrito che si genera premendo le superfici o le corone delle ruote una contro l'altra; tali ruote sono dette di frizione. Al fine di evitare gli scorrimenti e di limitare la pressione fra le parti in contatto, una ruota può essere munita di vani e sporgenze (denti) a intervalli regolari i quali si impegnano in un profilo negativo ricavato su un'altra ruota o sull'elemento col quale la prima viene a contatto: si realizzano così ruote dentate. La denominazione ruota dentata è usata soprattutto per le ruote che si accoppiano a cinghie dentate o catene, mentre le ruote i cui denti si impegnano con quelli di altre dello stesso tipo sono più spesso chiamate ingranaggi. Date due ruote dentate ingrananti l'una con l'altra, si chiamano superfici primitive i luoghi dei centri di istantanea rotazione del moto primitivo, ossia i luoghi dei punti di contatto tra i denti. Tali superfici sono cilindriche nelle ruote destinate a trasmettere il moto tra assi paralleli (ruote cilindriche), coniche nelle ruote che permettono la trasmissione tra assi concorrenti (ruote coniche o tronco-coniche). Nel caso delle ruote cilindriche si definisce una circonferenza primitiva, che è la circonferenza del cilindro primitivo. Si dicono inoltre circonferenza di troncatura e circonferenza di base rispettivamente le circonferenze massima e minima della ruota dentata. Nelle ruote dentate cilindriche i denti hanno il profilo dei fianchi conformato secondo un'evolvente di circonferenza, perché in tal modo i fianchi di due denti in presa possono rotolare l'uno sull'altro senza alcun moto relativo di strisciamento che li logorerebbe rapidamente. Le dimensioni caratteristiche di un dente sono l'addendum a (distanza tra circonferenza primitiva della ruota dentata e circonferenza di troncatura), il dedendum d (distanza tra circonferenza primitiva e circonferenza di base), l'altezza totale h=a+d e lo spessore s (larghezza del dente misurata sulla circonferenza primitiva). Tutte queste dimensioni possono essere espresse in funzione del modulo m della ruota dentata, dato dal rapporto tra il diametro D della circonferenza primitiva e il numero Z dei denti. Il proporzionamento modulare adottato nei Paesi europei è il seguente: a=m; d=1,25 m; h=2,25 m. Il passo della dentatura, misurato sulla circonferenza primitiva, è p=πD/Z=πm. Lo spessore s del dente viene assunto un poco inferiore alla metà del passo. Una dentatura così proporzionata è detta normale; se il profilo o le dimensioni dei denti vengono modificati la dentatura si dice corretta. Dentature corrette si hanno, per esempio, negli ingranaggi comprendenti pignoni con un numero molto limitato di denti, nei quali, allo scopo di evitare l'interferenza dei denti della ruota più grande con il fondo dei vani del pignone, la dentatura della ruota più grande viene ribassata diminuendone l'addendum. Sono dette ruote ipoidi le ruote dentate simili alle ruote tronco-coniche dalle quali differiscono in quanto i prolungamenti degli assi di rotazione non concorrono in un punto: infatti, rispetto allo schema della coppia conica, l'asse di una delle due ruote è spostato parallelamente a se stesso. Queste ruote sono adatte a trasmettere il moto fra due assi sghembi generalmente ortogonali e hanno il vantaggio di essere silenziose; inoltre la ruota più piccola ha i denti sensibilmente più lunghi, rispetto a quelli della corona, che pertanto la rendono più robusta. Un altro vantaggio è dato dalla possibilità di accoppiare un secondo pignone parallelo al primo sulla stessa corona; per contro queste ruote devono essere realizzate da macchine alquanto complicate e hanno un rendimento inferiore alle ruote tronco-coniche. Sono usate per grandi rapporti di trasmissione e in tutte le riduzioni dei differenziali per autoveicoli. Nella quasi totalità dei casi le ruote dentate hanno i profili dei denti che consentono di trasmettere il moto mantenendo costante, istante per istante, il rapporto di trasmissione (rapporto tra le velocità angolari della ruota motrice e della ruota condotta), ma, altre volte, i profili vengono disegnati in modo tale che la trasmissione del moto avvenga a intermittenza, come per esempio nelle ruote a croce di Malta usate nei proiettori cinematografici, nei contachilometri e nei dispositivi per l'avanzamento della data degli orologi. Negli orologi a molla tradizionali si adotta una ruota con denti uncinati (ruota a scappamento) che possono avere foggia diversa, sulla quale lavora l'ancora mossa dal bilanciere che regola la velocità di rotazione dell'orologio.

Ruota di comando

Della ruota si può sfruttare anche la capacità di amplificare uno sforzo: in questo caso funziona come vera e propria leva di primo genere con fulcro al centro. Tra le applicazioni più note si ricordano la ruota del timone nelle navi, il volante degli autoveicoli, i comandi di apertura di grosse chiuse, i volantini collegati alle varie alette di correzione delle superfici mobili dei velivoli, ecc. Tali ruote possono azionare meccanismi operatori tramite piantoni o trasmissioni a fune o a catena, come nei verricelli, e più recentemente tramite circuiti idraulici asserviti.

Ruota idraulica

È così chiamata la girante a pale mossa da correnti d'acqua; si possono considerare ruote idrauliche anche le turbine idrauliche che ne rappresentano l'evoluzione finale. Ruote idrauliche particolari hanno trovato impiego, prima della generalizzazione dell'uso dell'elica, come propulsori in battelli fluviali detti, per questo, navi a ruota. Le più antiche ruote idrauliche sembra siano quelle cinesi e indiane, ad asse orizzontale, ideate prima del sec. IV a. C.; i Greci, come altri popoli del Mediterraneo orientale, idearono una ruota a pale con asse verticale alimentata da una condotta laterale. I Romani reinventarono (o migliorarono) le ruote ad asse orizzontale indiane, alimentandole sia per di sopra sia per di sotto; i tecnici medievali perfezionarono tali ruote, alimentandole anche per di fianco, tanto da renderle il motore più usato fino all'avvento della macchina a vapore. Una ruota idraulica è costituita da una successione di pale montate su di un tamburo e racchiuse lateralmente da due dischi, così da formare una serie di cassette. Nelle ruote per di sopra le pale vengono colpite dall'acqua proveniente da una condotta con un salto massimo fra 8-10 m; il loro rendimento può giungere fino al 70%. L'acqua che si raccoglie nelle cassette agisce esclusivamente per effetto del proprio peso: lo squilibrio tra cassette piene discendenti e quelle vuote ascendenti produce il moto rotatorio. Nelle ruote per di sotto l'acqua trascina la ruota esclusivamente per effetto cinetico, in quanto le pale pescano nella corrente solo quando hanno raggiunto la quota più bassa: l'acqua, raccolta in un bacino di carico dalle dimensioni opportune, viene convogliata da una condotta in pressione alla bocca di uscita a fronte della ruota; tali ruote trasformano interamente in velocità l'energia potenziale della massa liquida, tuttavia, a causa dei rimescolamenti dell'acqua e delle perdite per attrito, non si possono superare rendimenti del 60÷65%, pur rimanendo in condizioni di salto ottimo, che si aggira solo sui due o tre metri. Una ruota per di sotto, che sopravvive anche ai giorni nostri, è la ruota di Poncelet, che presenta oltre alla tipica forma a tamburo, una serie di pale inclinate all'indietro. Nelle ruote per di fianco l'acqua viene convogliata lateralmente alle pale sotto al mozzo a una quota non superiore a 2/3 del raggio, tramite un distributore a bocca unica o multipla regolabile. L'acqua agisce in parte per il suo peso, in parte per la velocità con cui colpisce le pale. Le pale scorrono quasi a tenuta sulle pareti della corsia di deflusso dell'acqua impedendole di uscire lateralmente, il che aumenta sensibilmente il rendimento che giunge fino all'80%. Di questo tipo sono le ruote o turbine Zuppinger e Sagebien, ancora adottate in qualche Paese, capaci di raggiungere velocità periferiche di 0,7-0,8 m/s, con produzione di potenze di 20-30 CV per metro di larghezza della ruota e utilizzabili con salti di 1,5-2 m. Se l'immissione dell'acqua avviene a quote superiori a quella dell'asse di rotazione la ruota per di fianco prende il nome di ruota alle reni.

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