IT201600097913A1

IT201600097913A1 - MAGNETIC DRIVING DEVICE

Info

Publication number: IT201600097913A1
Application number: IT102016000097913A
Authority: IT
Inventors: Gianfausto Zanotti
Original assignee: Magneticmove S R L
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-03-29

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di trascinamento magnetico. The present invention refers to a magnetic drive device.

Un dispositivo di trascinamento magnetico è descritto nella domanda di brevetto WO 2014/115096 A2. A magnetic driving device is described in the patent application WO 2014/115096 A2.

Tale dispositivo comprende un elemento tubolare di guida a sezione sostanzialmente circolare, un elemento trainante ed un elemento trainato. Uno tra l’elemento trainante e l’elemento trainato è un elemento interno, mobile nell’elemento tubolare di guida; l’altro è un elemento esterno, mobile esternamente all’elemento tubolare di guida, l’elemento trainato essendo mobile in accordo con il movimento dell’elemento trainante. L’elemento trainante agisce sull’elemento trainato tramite mezzi magnetici e senza contatto fisico diretto. This device comprises a tubular guiding element with a substantially circular section, a driving element and a towed element. One of the driving element and the towed element is an internal element, movable in the tubular guide element; the other is an external element, movable externally to the tubular guide element, the trailed element being movable in accordance with the movement of the driving element. The driving element acts on the towed element through magnetic means and without direct physical contact.

L’elemento interno comprende almeno un gruppo magnetico interno coassiale all’elemento tubolare di guida e di forma sostanzialmente cilindrica. L’elemento esterno comprende almeno un gruppo magnetico esterno di forma anulare coassiale al gruppo magnetico interno. The internal element includes at least one internal magnetic group coaxial to the tubular guide element and of a substantially cylindrical shape. The external element includes at least one external magnetic group of annular shape coaxial to the internal magnetic group.

Uno scopo della presente invenzione è quello di proporre un dispositivo di trascinamento magnetico in grado di sviluppare una forza di aggancio tra il gruppo magnetico interno ed il gruppo magnetico esterno ancora maggiore rispetto a quella fornita dal dispositivo di trascinamento della tecnica nota sopra descritto. An object of the present invention is to propose a magnetic driving device capable of developing an even greater coupling force between the internal magnetic group and the external magnetic group than that provided by the driving device of the prior art described above.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di mettere a disposizione un dispositivo di trascinamento magnetico modulare, ovvero facilmente componibile con un numero variabile di elementi in modo da ottenere diverse forze di aggancio magnetico in funzione dell’applicazione. Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di trascinamento magnetico secondo la rivendicazione 1. Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui: Another purpose of the invention is to provide a modular magnetic drive device, which is easily modular with a variable number of elements in order to obtain different magnetic coupling forces depending on the application. These objects and others which will become clearer hereinafter, are achieved by a magnetic drive device according to claim 1. Further characteristics and advantages of the invention will become evident from the following description of preferred, but not exclusive, embodiments of the invention. , illustrated for indicative and non-limiting purposes in the accompanying drawings, in which:

- la figura 1 mostra, in sezione assiale, il gruppo magnetico interno ed il gruppo magnetico esterno di un dispositivo di trascinamento magnetico secondo l’invenzione, in una prima forma di realizzazione; - Figure 1 shows, in axial section, the internal magnetic group and the external magnetic group of a magnetic drive device according to the invention, in a first embodiment;

- la figura 1a è una vista ingrandita di una porzione radiale dei gruppi magnetici della figura 1; - la figura 2 mostra, in sezione assiale, il dispositivo di trascinamento magnetico in una forma di realizzazione; Figure 1a is an enlarged view of a radial portion of the magnetic units of Figure 1; Figure 2 shows, in axial section, the magnetic drive device in an embodiment;

- la figura 3 è una sezione assiale del dispositivo di trascinamento magnetico in un’altra forma di realizzazione; - Figure 3 is an axial section of the magnetic drive device in another embodiment;

– la figura 4 è una vista prospettica esplosa del dispositivo di trascinamento della figura 3; Figure 4 is an exploded perspective view of the drawing device of Figure 3;

– la figura 5 è una sezione assiale del dispositivo di trascinamento magnetico in un’altra forma di realizzazione; - Figure 5 is an axial section of the magnetic drive device in another embodiment;

– la figura 6 è una vista prospettica esplosa del gruppo magnetico esterno del dispositivo della figura 5; Figure 6 is an exploded perspective view of the external magnetic unit of the device of figure 5;

– la figura 7 mostra, in sezione assiale, un dispositivo di trascinamento magnetico secondo l’invenzione, in un’altra forma di realizzazione; e - Figure 7 shows, in axial section, a magnetic drive device according to the invention, in another embodiment; And

- la figura 7a è una vista prospettica esplosa del dispositivo di trascinamento magnetico della figura 7. figure 7a is an exploded perspective view of the magnetic drive device of figure 7.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo di trascinamento magnetico secondo l'invenzione è indicato globalmente con il numero di riferimento 1. Nella descrizione che segue, elementi comuni alle varie forme di realizzazione, o equivalenti tra loro, sono stati indicati con gli stessi riferimenti numerici. With reference to the aforementioned figures, the magnetic drive device according to the invention is globally indicated with the reference number 1. In the following description, elements common to the various embodiments, or equivalent to each other, have been indicated with the same references numeric.

In una forma generale di realizzazione, il dispositivo di trascinamento 1 comprende un elemento tubolare di guida 10 a sezione sostanzialmente circolare, un elemento trainante ed un elemento trainato. Uno di tali elemento trainante ed elemento trainato è un elemento interno 12, mobile nell’elemento tubolare di guida 10; l’altro di tali elemento trainante ed elemento trainato è un elemento esterno 14, mobile esternamente all’elemento tubolare di guida 10. L’elemento trainato è mobile in accordo con il movimento dell’elemento trainante. L’elemento trainante agisce sull’elemento trainato tramite mezzi magnetici e senza contatto fisico diretto. In a general embodiment, the dragging device 1 comprises a tubular guiding element 10 with a substantially circular section, a driving element and a towed element. One of such driving element and towed element is an internal element 12, movable in the tubular guiding element 10; the other of such driving element and towed element is an external element 14, movable externally to the tubular guiding element 10. The towed element is movable in accordance with the movement of the driving element. The driving element acts on the towed element through magnetic means and without direct physical contact.

L’elemento interno 12 comprende almeno un gruppo magnetico interno 16 coassiale all’elemento tubolare di guida 10 e di forma sostanzialmente cilindrica. L’elemento esterno 14 comprende almeno un gruppo magnetico esterno 18 di forma anulare coassiale al gruppo magnetico interno 16. The internal element 12 comprises at least one internal magnetic group 16 coaxial to the tubular guide element 10 and substantially cylindrical in shape. The external element 14 includes at least one external magnetic group 18 of annular shape coaxial to the internal magnetic group 16.

Il gruppo magnetico interno 12 comprende almeno due unità magnetiche interne 20 adiacenti, assemblate fianco a fianco lungo l’asse principale X dell’elemento tubolare di guida 10 in modo da formare un pacco di unità magnetiche interne. The internal magnetic group 12 includes at least two internal magnetic units 20 adjacent, assembled side by side along the main axis X of the tubular guide element 10 so as to form a pack of internal magnetic units.

Per assemblaggio a pacco delle unità magnetiche si intende che non c’è sostanzialmente aria tra un’unità magnetica interna 20 e quelle adiacenti, e quindi che le linee di forza del campo magnetico all’interno del gruppo magnetico interno 16 sono sostanzialmente tutte confinate nelle unità magnetiche 20. By package assembly of the magnetic units it is meant that there is substantially no air between an internal magnetic unit 20 and the adjacent ones, and therefore that the lines of force of the magnetic field inside the internal magnetic group 16 are substantially all confined to the magnetic units 20.

Ogni unità magnetica interna 20 ha una porzione magnetica centrale interna 202 e due porzioni laterali interne convogliatrici di flusso 204 posizionate ai lati della porzione magnetica centrale interna 202 lungo la direzione assiale (figura 1a). Each inner magnetic unit 20 has an inner central magnetic portion 202 and two flux conveying inner side portions 204 positioned at the sides of the inner central magnetic portion 202 along the axial direction (Figure 1a).

Corrispondentemente, il gruppo magnetico esterno 18 comprende almeno due unità magnetiche esterne 30 adiacenti, ognuna posizionata in corrispondenza ad una rispettiva unità magnetica interna. In altre parole, ogni unità magnetica interna 20 è circondata da una rispettiva unità magnetica esterna 30. Anche le unità magnetiche esterne 30 sono quindi affiancate tra loro in modo da formare un pacco di unità magnetiche esterne. Correspondingly, the external magnetic unit 18 comprises at least two adjacent external magnetic units 30, each positioned in correspondence with a respective internal magnetic unit. In other words, each internal magnetic unit 20 is surrounded by a respective external magnetic unit 30. The external magnetic units 30 are also then placed side by side so as to form a pack of external magnetic units.

Ogni unità magnetica esterna 30 comprende un elemento magnetico anulare esterno 32 posto attorno e affacciato alla porzione magnetica centrale interna 202 della rispettiva unità magnetica interna. L’elemento magnetico anulare esterno 32 e la porzione magnetica centrale interna 202 dell’unità magnetica interna sono magnetizzati in modo che si generi tra di loro una forza di attrazione radiale. Each external magnetic unit 30 comprises an external annular magnetic element 32 placed around and facing the internal central magnetic portion 202 of the respective internal magnetic unit. The external annular magnetic element 32 and the internal central magnetic portion 202 of the internal magnetic unit are magnetized so that a radial attraction force is generated between them.

Ogni unità magnetica esterna 30 comprende inoltre un convogliatore di flusso magnetico esterno 34 accoppiato magneticamente all’elemento magnetico anulare esterno 32. Tale convogliatore di flusso magnetico esterno 34 forma, rispetto all’elemento magnetico anulare esterno 32, due porzioni laterali esterne 36 che si accoppiano magneticamente alle porzioni laterali interne 204 in modo da realizzare, con la porzione magnetica centrale interna 202 e con l’elemento magnetico anulare esterno 32, un circuito magnetico sostanzialmente chiuso. Each external magnetic unit 30 further comprises an external magnetic flux conveyor 34 magnetically coupled to the external annular magnetic element 32. This external magnetic flux conveyor 34 forms, with respect to the external annular magnetic element 32, two external lateral portions 36 which couple. magnetically to the internal lateral portions 204 so as to create, with the internal central magnetic portion 202 and with the external annular magnetic element 32, a substantially closed magnetic circuit.

Considerando quindi le singole unità magnetiche interna 20 ed esterna 30 affacciate tra loro, sulle rispettive porzioni superficiali si genera dal punto di vista magnetico una struttura tripolare in senso assiale, nella quale cioè si possono individuare tre porzioni consecutive (laterale-centrale-laterale) aventi poli di segno alternato e con i poli dell’unità interna di segno opposto rispetto ai poli dell’unità esterna. Considering therefore the single internal magnetic units 20 and external 30 facing each other, on the respective surface portions a three-pole structure in the axial sense is generated from the magnetic point of view, in which, that is, three consecutive portions (lateral-central-lateral) can be identified having poles with alternating sign and with the poles of the indoor unit opposite the poles of the outdoor unit.

Almeno una delle porzioni centrali affacciate è un magnete permanente responsabile della generazione di un campo magnetico con linee di forza prevalentemente radiali, ovvero ortogonali all’asse principale X dell’elemento tubolare di guida, che coincide con l’asse delle unità magnetiche. At least one of the central facing portions is a permanent magnet responsible for generating a magnetic field with predominantly radial lines of force, orthogonal to the main X axis of the tubular guide element, which coincides with the axis of the magnetic units.

Le porzioni laterali, interne ed esterne, svolgono la funzione di “catturare” il flusso di campo magnetico esterno alle porzioni centrali, convogliandolo verso tali porzioni centrali e chiudendo quindi il circuito magnetico. Vengono pertanto ridotte le linee di forza del campo magnetico disperse in aria o comunque in elementi esterni al dispositivo di trascinamento. The lateral, internal and external portions perform the function of "capturing" the flux of external magnetic field to the central portions, conveying it towards these central portions and thus closing the magnetic circuit. The lines of force of the magnetic field dispersed in the air or in any case in elements external to the driving device are therefore reduced.

In una forma di realizzazione, le porzioni laterali responsabili del convogliamento delle linee di flusso del campo magnetico sono realizzate in un materiale ferromagnetico. In una variante di realizzazione, di seguito descritta, tali porzioni laterali possono includere anche magneti permanenti o porzioni di magneti permanenti. In one embodiment, the side portions responsible for conveying the magnetic field flux lines are made of a ferromagnetic material. In a variant embodiment, described below, these lateral portions can also include permanent magnets or portions of permanent magnets.

Da notare che le porzioni laterali interne 204 ed esterne 36 affacciate tra loro presentano, su porzioni superficiali rivolte verso la parete dell’elemento tubolare di guida 10, polarità opposte che permettono di chiudere radialmente il circuito magnetico. It should be noted that the internal 204 and external 36 lateral portions facing each other have, on surface portions facing the wall of the tubular guide element 10, opposite polarity that allow the magnetic circuit to be closed radially.

L’elemento magnetico centrale interno 202, invece, presenta, su una sua porzione rivolta verso la parete laterale dell’elemento tubolare di guida 10, la stessa polarità delle porzioni laterali esterne 36. Analogamente, l’elemento magnetico anulare esterno 32 presenta, su una sua porzione rivolta verso la parete laterale dell’elemento tubolare di guida 10, la stessa polarità delle porzioni laterali interne 204. Pertanto, mentre gli elementi magnetici centrali affacciati tendono ad attrarsi tra loro, tra ogni elemento magnetico centrale di un’unità magnetica e le porzioni laterali dell’altra unità magnetica, coassiale alla prima, si instaura una forza repulsiva. The internal central magnetic element 202, on the other hand, has, on a portion thereof facing the side wall of the tubular guide element 10, the same polarity as the external lateral portions 36. Similarly, the external annular magnetic element 32 has, on a portion thereof facing the side wall of the tubular guide element 10, the same polarity as the internal side portions 204. Therefore, while the facing central magnetic elements tend to attract each other, between each central magnetic element of a magnetic unit and the lateral portions of the other magnetic unit, coaxial to the first, a repulsive force is established.

Definendo come forza di aggancio del dispositivo di trascinamento magnetico la forza che tiene collegati tra loro il gruppo magnetico interno ed il gruppo magnetico esterno e che si oppone ad una forza di sgancio agente in direzione assiale su uno dei gruppi magnetici per provocare una sua completa traslazione assiale rispetto all’altro, contribuiscono a tale forza di aggancio non solo la forza di attrazione tra gli elementi magnetici centrali, ma anche le forze di repulsione sopra descritte. By defining as the coupling force of the magnetic drive device the force that keeps the internal magnetic group and the external magnetic group connected together and which opposes a release force acting in an axial direction on one of the magnetic groups to cause its complete translation axial with respect to the other, not only the force of attraction between the central magnetic elements, but also the repulsion forces described above contribute to this coupling force.

Ora, si è sperimentato che la forza di aggancio ottenuta assemblando due o più unità magnetiche interne 20 ed esterne 30 come sopra descritto è notevolmente superiore rispetto alla somma delle forze di aggancio di gruppi magnetici formati da singole unità magnetiche interna ed esterna. Inoltre, la forza di aggancio ottenibile dal dispositivo di trascinamento secondo l’invenzione è superiore anche rispetto alla forza di aggancio di un dispositivo di trascinamento avente lo stesso ingombro assiale ma formato da una singola unità magnetica interna 20 e da una rispettiva singola unità magnetica esterna 30 (quindi con elementi centrali e/o laterali di spessore maggiore rispetto a quelli di due o più unità accostate). Now, it has been found that the coupling force obtained by assembling two or more internal 20 and external 30 magnetic units as described above is considerably higher than the sum of the coupling forces of magnetic groups formed by single internal and external magnetic units. Furthermore, the coupling force obtainable by the dragging device according to the invention is also higher than the coupling force of a dragging device having the same axial overall dimensions but formed by a single internal magnetic unit 20 and by a respective single external magnetic unit. 30 (therefore with central and / or lateral elements of greater thickness than those of two or more units side by side).

Senza essere legati ad alcun principio di magnetismo, l’incremento della forza di aggancio può essere almeno in parte spiegato dal fatto che ogni porzione laterale intermedia interna ed esterna del gruppo magnetico, cioè compresa tra due elementi magnetici centrali 202, 32 di due unità adiacenti, è respinta almeno dai due elementi magnetici centrali esterni ed interni, rispettivamente, delle due unità adiacenti. Without being linked to any principle of magnetism, the increase in the coupling force can be at least partially explained by the fact that each intermediate internal and external lateral portion of the magnetic group, i.e. between two central magnetic elements 202, 32 of two adjacent units , is rejected at least by the two central external and internal magnetic elements, respectively, of the two adjacent units.

In altre parole, almeno il contributo dato alla forza di aggancio dalle forze repulsive sopra descritte è maggiore se, a parità di ingombro assiale, vengono utilizzate più unità magnetiche adiacenti. In other words, at least the contribution given to the engagement force by the repulsive forces described above is greater if, with the same axial dimensions, more adjacent magnetic units are used.

In una forma di realizzazione, le unità magnetiche esterne sono collegate assialmente tra loro per il tramite dei rispettivi convogliatori di flusso magnetico esterni 34. In one embodiment, the external magnetic units are axially connected to each other by means of the respective external magnetic flux conveyors 34.

In particolare, i convogliatori di flusso magnetico esterni 34 formano un unico corpo convogliatore per il gruppo magnetico esterno. Come verrà di seguito descritto più in dettaglio, questo corpo convogliatore può essere realizzato in più porzioni di corpo assemblate tra loro mediante avvitamento o accoppiamento ad incastro. In particular, the external magnetic flux conveyors 34 form a single conveyor body for the external magnetic assembly. As will be described in more detail below, this conveyor body can be made in several body portions assembled together by screwing or interlocking coupling.

In una forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-6, ogni unità magnetica interna 20 comprende due magneti permanenti cilindrici 22 uguali magnetizzati assialmente ed orientati con i poli adiacenti dello stesso segno, un’espansione polare cilindrica centrale 24 posta tra detti magneti permanenti cilindrici, e due espansioni polari cilindriche di estremità 26. Ogni espansione polare è posta a contatto di un rispettivo magnete dei due magneti permanenti cilindrici. In an embodiment illustrated in Figures 1-6, each internal magnetic unit 20 comprises two identical cylindrical permanent magnets 22 magnetized axially and oriented with the adjacent poles of the same sign, a central cylindrical pole extension 24 placed between said cylindrical permanent magnets, and two end cylindrical pole pieces 26. Each pole piece is placed in contact with a respective magnet of the two cylindrical permanent magnets.

L’espansione polare centrale 24 e porzioni dei magneti permanenti 22 rivolte verso di essa formano la porzione magnetica centrale interna 202; le espansioni polari di estremità 26 e porzioni dei magneti permanenti 22 rivolte verso di esse formano le porzioni laterali interne 204 convogliatrici di flusso. The central polar expansion 24 and portions of the permanent magnets 22 facing it form the internal central magnetic portion 202; the end pole pieces 26 and portions of the permanent magnets 22 facing them form the flux-conveying internal side portions 204.

Pertanto, in questa forma di realizzazione, per ogni unità magnetica interna 20 si utilizzano due magneti permanenti 22 magnetizzati assialmente, quindi semplici da produrre, per ottenere, con l’espansione polare centrale 24 posta tra di essi, una porzione magnetica centrale magnetizzata radialmente. Therefore, in this embodiment, for each internal magnetic unit 20 two axially magnetized permanent magnets 22 are used, therefore simple to produce, to obtain, with the central polar expansion 24 placed between them, a radially magnetized central magnetic portion.

In una forma di realizzazione, ogni convogliatore di flusso magnetico esterno 34 comprende una porzione tubolare cilindrica 35 coassiale all’elemento tubolare di guida 10 e due flange laterali 36 che si estendono radialmente dalle estremità di detta porzione tubolare cilindrica 35. Ognuna di tali flange laterali è affacciata ad una rispettiva porzione laterale interna 24 convogliatrice di flusso. In one embodiment, each external magnetic flux conveyor 34 comprises a cylindrical tubular portion 35 coaxial to the guiding tubular element 10 and two lateral flanges 36 extending radially from the ends of said cylindrical tubular portion 35. Each of these lateral flanges faces a respective internal side portion 24 conveying flow.

In una forma di realizzazione, l’elemento magnetico anulare esterno 32 ha un’estensione assiale sostanzialmente pari all’estensione assiale dell’elemento magnetico centrale interno 202. In one embodiment, the external annular magnetic element 32 has an axial extension substantially equal to the axial extension of the internal central magnetic element 202.

In una forma di realizzazione, l’elemento magnetico anulare esterno 32 è un magnete permanente a magnetizzazione radiale. In one embodiment, the external annular magnetic element 32 is a permanent magnet with radial magnetization.

In una forma di realizzazione, le flange di estremità 36 del convogliatore di flusso esterno sono assialmente distanziate dall’elemento magnetico anulare esterno 32. In una forma di realizzazione, tra ogni flangia di estremità 36 e l’elemento magnetico anulare esterno 32 è interposto un anello distanziale 38 in materiale amagnetico, ad esempio in materiale polimerico. In one embodiment, the end flanges 36 of the outer flow conveyor are axially spaced from the outer annular magnetic element 32. In one embodiment, a spacer ring 38 in non-magnetic material, for example in polymeric material.

In una forma di realizzazione, ogni anello distanziale 38 ha una superficie anulare di scorrimento che impegna scorrevolmente la superficie esterna dell’elemento tubolare di guida 10. In one embodiment, each spacer ring 38 has an annular sliding surface that slidingly engages the outer surface of the tubular guide element 10.

Ad esempio, tale superficie anulare di scorrimento è ricavata su un pattino di scorrimento esterno 40 fissato ad ogni anello distanziale 38. For example, this annular sliding surface is obtained on an external sliding shoe 40 fixed to each spacer ring 38.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-6, il gruppo magnetico interno 16 comprende una successione assiale di espansioni polari 26, 24 e magneti permanenti cilindrici 22 in modo da formare due o più unità magnetiche interne 20 assemblate a pacco. Da notare che, nelle forme di realizzazione illustrate, espansioni polari di estremità 26 adiacenti tra loro, appartenenti cioè a due unità magnetiche affiancate, formano un’espansione polare di estremità comune 26’ di spessore pari al doppio delle espansioni polari di estremità 26 di una singola unità magnetica 20. In the embodiment illustrated in Figures 1-6, the internal magnetic assembly 16 comprises an axial succession of pole pieces 26, 24 and cylindrical permanent magnets 22 so as to form two or more internal magnetic units 20 assembled in a pack. It should be noted that, in the illustrated embodiments, end pole pieces 26 adjacent to each other, i.e. belonging to two side-by-side magnetic units, form a common end pole piece 26 'having a thickness equal to twice the end pole pieces 26 of a single magnetic unit 20.

Nell’esempio illustrato nelle figure 1-4 sono presenti due unità magnetiche interne 20. Nell’esempio illustrato nella figura 5 sono presenti tre unità magnetiche interne 20 affiancate. In the example shown in figures 1-4 there are two internal magnetic units 20. In the example shown in figure 5 there are three internal magnetic units 20 side by side.

Come detto sopra, ad ogni unità magnetica interna 20 è associata una rispettiva unità magnetica esterna 30. Nelle forme di realizzazione illustrate, anche le flange di estremità 36 adiacenti tra loro formano una flangia di estremità comune 36’ di spessore pari al doppio delle flange di estremità 36 di una singola unità magnetica esterna 30. Ad esempio, questa flangia di estremità comune 36’ ha uno spessore assiale sostanzialmente pari allo spessore dell’espansione polare di estremità comune 26’ attorno alla quale si trova posizionata. As mentioned above, a respective external magnetic unit 30 is associated with each internal magnetic unit 20. In the illustrated embodiments, the end flanges 36 adjacent to each other also form a common end flange 36 'having a thickness equal to twice the thickness of the flanges. end 36 of a single external magnetic unit 30. For example, this common end flange 36 'has an axial thickness substantially equal to the thickness of the common end pole piece 26' around which it is positioned.

In una forma di realizzazione, due o più convogliatori di flusso esterni 34 sono formati da porzioni di convogliatore assemblate tra loro, ad esempio mediante incollaggio, avvitamento o accoppiamento ad incastro. Ad esempio, le figure 2-4 mostrano porzioni di convogliatore di flusso 34’, 34”, 34’” provviste di parti filettate maschio-femmina per un loro avvitamento reciproco. In one embodiment, two or more external flow conveyors 34 are formed from conveyor portions assembled together, for example by gluing, screwing or interlocking. For example, figures 2-4 show portions of flow conveyors 34 ', 34 ", 34'" provided with male-female threaded parts for their mutual screwing.

In una forma di realizzazione illustrata nelle figure 5 e 6, porzioni di convogliatore di flusso 34a, 34b, 34c sono provviste alle estremità assiali di porzioni anulari complementari 34a’, 34b’, 34c’ che, quando tali porzioni di convogliatore di flusso sono affiancate tra loro, formano sedi anulari in cui sono accolti rispettivi anelli di bloccaggio 42, ad esempio realizzato in acciaio armonico. In an embodiment illustrated in Figures 5 and 6, flow conveyor portions 34a, 34b, 34c are provided at the axial ends with complementary annular portions 34a ', 34b', 34c 'which, when said flow conveyor portions are side by side between them, they form annular seats in which respective locking rings 42 are received, for example made of harmonic steel.

Pertanto, il gruppo magnetico interno 16 è componibile con un numero desiderato di unità magnetiche 20 semplicemente mediante accostamento e bloccaggio di una successione di espansioni polari 24, 26 e di magneti cilindrici permanenti 22. Il gruppo magnetico esterno 18 è anch’esso facilmente componibile mediante accoppiamento delle porzioni di convogliatore di flusso 34. Therefore, the internal magnetic unit 16 can be assembled with a desired number of magnetic units 20 simply by juxtaposing and locking a succession of pole pieces 24, 26 and cylindrical permanent magnets 22. The external magnetic unit 18 is also easily modular by means of coupling of the flow conveyor portions 34.

Da notare che, in una forma di realizzazione, queste porzioni di convogliatore di flusso formano spallamenti di appoggio assiale per gli elementi racchiusi all’interno del convogliatore di flusso 34, ad esempio i distanziali anulari 38 e i magneti permanenti anulari 32. It should be noted that, in one embodiment, these flow conveyor portions form axial support shoulders for the elements enclosed within the flow conveyor 34, for example the annular spacers 38 and the annular permanent magnets 32.

In una forma di realizzazione, i magneti permanenti cilindrici 22 e le espansioni polari 24, 26 delle unità magnetiche interne 20 sono assemblati assialmente tra loro per il tramite di almeno due barre filettate 44 inserite in rispettivi fori passanti o asole 45 ricavati nei magneti permanenti cilindrici 22 e nelle espansioni polari 24, 26 in posizioni eccentriche, ad esempio diametralmente opposte, rispetto all’asse principale X dell’elemento tubolare di guida 10. In one embodiment, the cylindrical permanent magnets 22 and the pole pieces 24, 26 of the internal magnetic units 20 are axially assembled together by means of at least two threaded bars 44 inserted in respective through holes or slots 45 obtained in the cylindrical permanent magnets 22 and in the pole pieces 24, 26 in eccentric positions, for example diametrically opposite, with respect to the main axis X of the tubular guide element 10.

Il fatto di forare i magneti e le espansioni polari in posizioni eccentriche, preferibilmente in posizioni periferiche, rispetto all’asse del dispositivo di trascinamento, anche se comporta l’utilizzo di due o più barre filettate anziché di una sola centrale, permette di evitare di forare i magneti e le espansioni polari lungo l’asse, dove si concentrano maggiormente le linee di forza del campo magnetico. Anche questo accorgimento contribuisce quindi ad aumentare l’efficienza magnetica del dispositivo. The fact of drilling the magnets and pole pieces in eccentric positions, preferably in peripheral positions, with respect to the axis of the driving device, even if it involves the use of two or more threaded bars instead of a single central one, allows to avoid drill the magnets and pole pieces along the axis, where the lines of force of the magnetic field are most concentrated. This measure also contributes to increasing the magnetic efficiency of the device.

In una forma di realizzazione illustrata in particolare nelle figure 1-3, ogni unità magnetica interna 20 comprende ulteriormente almeno un pattino di scorrimento anulare 50 montato sulla parete laterale cilindrica di almeno un magnete permanente 22 in modo da impegnare scorrevolmente la superficie laterale interna dell’elemento tubolare di guida 10. In an embodiment illustrated in particular in Figures 1-3, each internal magnetic unit 20 further comprises at least one annular sliding shoe 50 mounted on the cylindrical side wall of at least one permanent magnet 22 so as to slidingly engage the internal side surface of the guide tube 10.

La presenza di pattini di scorrimento 50 montati sui magneti permanenti 22 permette alle espansioni polari 24, 26, in particolare alle espansioni polari intermedie 24 attratte dai rispettivi elementi magnetici anulari esterni 32, di avere il massimo diametro possibile rispetto alla parete laterale dell’elemento tubolare di guida 10. The presence of sliding shoes 50 mounted on the permanent magnets 22 allows the pole pieces 24, 26, in particular the intermediate pole pieces 24 attracted by the respective external annular magnetic elements 32, to have the maximum possible diameter with respect to the lateral wall of the tubular element driving 10.

L’utilizzo di pattini di scorrimenti montati sui magneti permanenti è particolarmente vantaggioso in presenza di numerose unità magnetiche interne, quindi con un gruppo magnetico interno di forma particolarmente allungato, in modo da evitare impuntamenti con l’elemento tubolare di guida. The use of sliding pads mounted on permanent magnets is particularly advantageous in the presence of numerous internal magnetic units, therefore with a particularly elongated internal magnetic group, in order to avoid jamming with the tubular guide element.

In una variante di realizzazione illustrata schematicamente nella figura 7, ogni unità magnetica interna 200 ha una struttura speculare rispetto all’unità magnetica esterna 30 sopra descritta. In a variant embodiment schematically illustrated in Figure 7, each internal magnetic unit 200 has a mirror structure with respect to the external magnetic unit 30 described above.

In particolare, ogni unità magnetica interna 200 comprende un magnete permanente anulare interno 232 a magnetizzazione radiale definente la porzione magnetica centrale 202. Il magnete permanente anulare interno 232 è montato su una porzione centrale cilindrica 234’ di un convogliatore di flusso interno 234 coassiale all’asse dell’elemento tubolare di guida. In particular, each internal magnetic unit 200 comprises an internal annular permanent magnet 232 with radial magnetization defining the central magnetic portion 202. The internal annular permanent magnet 232 is mounted on a cylindrical central portion 234 'of an internal flux conveyor 234 coaxial to the axis of the tubular guide element.

Tale convogliatore di flusso interno 234 comprende inoltre due flange laterali interne 234” che si estendono radialmente dalla porzione centrale cilindrica e che sono affacciate alle flange laterali esterne 36 del convogliatore di flusso esterno 34. Said internal flow conveyor 234 further comprises two internal lateral flanges 234 "which extend radially from the cylindrical central portion and which face the external lateral flanges 36 of the external flow conveyor 34.

Come per il gruppo magnetico esterno, tra ogni flangia laterale interna 234” ed il magnete permanente anulare interno 232 è interposto un anello distanziale 238 in materiale amagnetico, ad esempio in materiale polimerico. As for the external magnetic unit, between each internal lateral flange 234 ”and the internal annular permanent magnet 232 there is interposed a spacer ring 238 in non-magnetic material, for example in polymeric material.

Tale anello distanziale 238 ha una superficie anulare di scorrimento che impegna scorrevolmente la superficie interna dell’elemento tubolare di guida 10. This spacer ring 238 has an annular sliding surface which slidingly engages the internal surface of the tubular guide element 10.

In una forma di realizzazione, tale superficie anulare di scorrimento è ricavata su un pattino di scorrimento interno 240 fissato ad ogni anello distanziale interno 238. In one embodiment, this annular sliding surface is formed on an internal sliding shoe 240 fixed to each internal spacer ring 238.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 7 e 7a, le porzioni cilindriche interne 234’ di convogliatori di flusso interni 234 adiacenti sono collegate assialmente tra loro per il tramite di perni filettati 244. Le flange laterali interne 234” possono essere realizzate con dischi metallici interposti tra i magneti permanenti anulari interni 232. In the embodiment illustrated in Figures 7 and 7a, the internal cylindrical portions 234 'of adjacent internal flow conveyors 234 are axially connected to each other by means of threaded pins 244. The internal side flanges 234 "can be made with interposed metal discs between the internal annular permanent magnets 232.

In una forma di realizzazione illustrata nelle figure 7 e 7a, flange laterali interne 234” adiacenti, ovvero appartenente a due unità magnetiche interne 200 adiacenti, sono realizzate in un corpo anulare unico montato su un elemento anulare convogliatore di flusso 235 solidale ad un perno di collegamento assiale 244. In una forma di realizzazione, l’elemento mobile interno 12 comprende testate di estremità 46 realizzate in materiale amagnetico che supportano mezzi di assemblaggio a pacco del gruppo magnetico interno 16, ad esempio le barre filettate 44 o i perni filettati 244, e, nel caso di movimentazione dell’elemento interno mediante un fluido in pressione, ad esempio aria o olio, mezzi di tenuta fluidica 48 cooperanti con la superficie interna dell’elemento tubolare di guida 10. In an embodiment illustrated in Figures 7 and 7a, adjacent internal side flanges 234 ", or belonging to two adjacent internal magnetic units 200, are made in a single annular body mounted on an annular flow conveyor element 235 integral with a axial connection 244. In one embodiment, the internal movable element 12 comprises end heads 46 made of non-magnetic material which support pack assembly means of the internal magnetic assembly 16, for example the threaded rods 44 or the threaded pins 244, and , in the case of movement of the internal element by means of a pressurized fluid, for example air or oil, fluidic sealing means 48 cooperating with the internal surface of the tubular guide element 10.

In una forma di realizzazione, l’elemento mobile esterno 14 comprende inoltre una camicia tubolare di contenimento 50 realizzata in un materiale amagnetico. Tale camicia tubolare di contenimento 50 è posta a copertura del gruppo magnetico esterno 18 ed è provvista di mezzi di ancoraggio 52 a cui fissare un organo da trainare o ad un organo trainante (figure 3 e 4). In one embodiment, the external mobile element 14 also comprises a tubular containment jacket 50 made of a non-magnetic material. Said tubular containment jacket 50 is placed to cover the external magnetic unit 18 and is provided with anchoring means 52 to which a member to be towed or to a driving member (Figures 3 and 4) is fixed.

La camicia tubolare di contenimento 50 può inoltre essere provvista, alle estremità, di pattini di scorrimento supplementari ed eventualmente di anelli raschiapolvere 54. The tubular containment jacket 50 can also be provided, at the ends, with supplementary sliding shoes and possibly with dust scraper rings 54.

Grazie alla semplicità con cui possono essere assemblate più unità magnetiche interne ed esterne, il dispositivo di trascinamento magnetico secondo l’invenzione permette di ottenere forze di aggancio variabili in funzione delle innumerevoli applicazioni. Il dispositivo permette di massimizzare le forze di accoppiamento e aggancio sfruttando al meglio, oltre alle forze magnetiche attrattive dirette dei magneti, anche le forze repulsive tra gli elementi laterali e gli elementi centrali opposti. Thanks to the simplicity with which multiple internal and external magnetic units can be assembled, the magnetic drive device according to the invention allows to obtain variable coupling forces according to the countless applications. The device allows to maximize the coupling and hooking forces by making the most of, in addition to the direct attractive magnetic forces of the magnets, also the repulsive forces between the lateral elements and the opposite central elements.

Il dispositivo di trascinamento può essere utilizzato muovendo il gruppo magnetico interno, il quale trascina il gruppo magnetico esterno, o viceversa. The driving device can be used by moving the internal magnetic group, which drives the external magnetic group, or vice versa.

Il dispositivo può essere utilizzato per la movimentazione di oggetti, attrezzature o persone impiegando una forza motrice (aria compressa, olio, cavo di trascinamento) agente sul gruppo magnetico interno, lungo percorsi determinati dall’elemento tubolare di guida. The device can be used for moving objects, equipment or people using a motive force (compressed air, oil, drag cable) acting on the internal magnetic group, along paths determined by the tubular guide element.

Al contrario, quando la forza motrice è applicata sul gruppo magnetico esterno il dispositivo di trascinamento può essere utilizzato per generare energia elettrica. Conversely, when the driving force is applied to the external magnetic assembly, the driving device can be used to generate electrical energy.

Ad esempio, l’elemento tubolare di guida può fungere da camicia per un pistone a doppio effetto, il gruppo magnetico interno trascinato dal gruppo magnetico esterno, per ottenere aria compressa stoccabile in serbatoi di accumulo per la produzione di energia elettrica. For example, the tubular guide element can act as a jacket for a double-acting piston, the internal magnetic group dragged by the external magnetic group, to obtain compressed air that can be stored in storage tanks for the production of electricity.

Ad esempio, il gruppo magnetico esterno può essere movimentato utilizzando l’energia del vento o delle onde. For example, the external magnetic group can be moved using the energy of the wind or waves.

L’utilizzo di più unità magnetiche e di elementi magnetici a magnetizzazione radiale aventi una certa estensione assiale, permette al dispositivo di trascinamento di essere molto più elastico, dal punto di vista dell’accoppiamento in senso assiale, rispetto ai dispositivi di trascinamento noti. The use of multiple magnetic units and radial magnetization magnetic elements having a certain axial extension, allows the drive device to be much more elastic, from the point of view of coupling in the axial direction, compared to known drive devices.

Per comportamento elastico si intende che esiste una corsa assiale, la cui ampiezza è determinata dal numero di unità magnetiche e dalle caratteristiche geometriche degli elementi magnetici, in particolare gli elementi magnetici centrali, all’interno della quale il gruppo magnetico interno può traslare rispetto a quello esterno, o viceversa, senza che i due gruppi si sgancino completamente. By elastic behavior we mean that there is an axial stroke, the amplitude of which is determined by the number of magnetic units and by the geometric characteristics of the magnetic elements, in particular the central magnetic elements, within which the internal magnetic group can translate with respect to the one. external, or vice versa, without the two groups detaching completely.

Grazie a questa elasticità magnetica scalabile, il dispositivo secondo l’invenzione può essere utilizzato anche per realizzare smorzatori di vibrazione e ammortizzatori, ad esempio per autoveicoli e motoveicoli. Thanks to this scalable magnetic elasticity, the device according to the invention can also be used to create vibration dampers and shock absorbers, for example for cars and motor vehicles.

Sempre grazie a questo comportamento elastico, il dispositivo è più sicuro rispetto ai dispositivi noti. In particolare, in caso di sgancio accidentale dell’elemento trainato dall’elemento trainante, il dispositivo secondo l’invenzione esercita comunque un ridotto accoppiamento magnetico tra tali elementi prima di arrivare ad un loro definitivo disaccoppiamento, smorzando l’effetto di sgancio ed evitando quindi una brusca perdita di controllo del dispositivo. Again thanks to this elastic behavior, the device is safer than known devices. In particular, in the event of accidental release of the element pulled by the driving element, the device according to the invention in any case exerts a reduced magnetic coupling between these elements before reaching their definitive decoupling, dampening the release effect and thus avoiding a sudden loss of control of the device.

Alle forme di realizzazione del dispositivo di trascinamento magnetico secondo l’invenzione un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potrà apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione può essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte. To the embodiments of the magnetic drive device according to the invention, a person skilled in the art, to meet contingent needs, may make changes, adaptations and replacements of elements with other functionally equivalent ones, without departing from the scope of the following claims. Each of the features described as belonging to a possible embodiment can be realized independently of the other described embodiments.

Claims

CLAIMS 1. Magnetic drive device comprising a tubular guiding element (10) with a substantially circular section, a driving element and a towed element, one of said driving element and towed element being an internal element (12), movable in said tubular element of guide, the other of said driving element and towed element being an external element (14), movable externally to said tubular guiding element, the towed element being movable in accordance with the movement of said driving element, said driving element acting on said element pulled by magnetic means and without direct physical contact, in which the internal element (12) comprises at least one internal magnetic assembly (16) coaxial to the tubular guide element (10) and of substantially cylindrical shape, and in which the The external element comprises at least one external magnetic group (18) of annular shape coaxial to the internal magnetic group, in which the internal magnetic group (16) includes at least two internal magnetic units (20; 200) adjacent side by side along the axis (X) of the tubular guide element (10) so as to form a pack of internal magnetic units, each of said internal magnetic units having an internal central magnetic portion (202) and two lateral portions internal flux conveyors (204) positioned at the sides of said internal central magnetic portion (202) along the axial direction, and in which the external magnetic assembly (18) comprises at least two adjacent external magnetic units (30), each positioned in correspondence to a respective internal magnetic unit, each external magnetic unit (30) comprising an external annular magnetic element (32) placed around the internal central magnetic portion (202) and an external magnetic flux conveyor (34) magnetically coupled to said external annular magnetic element , the outer annular magnetic element (32) and the central magnetic portion (202) being magnetized so that a force of radial attraction, the external magnetic flux conveyor (34) and the conveyor side portions (204) being configured to form, with said central magnetic portion and with said external annular magnetic element, a substantially closed magnetic circuit.

Device according to claim 1, wherein the external magnetic units (30) are axially connected to each other by means of the respective external magnetic flux conveyors (34).

3. Device according to claim 2, wherein the external magnetic flux conveyors form a single conveyor body for the external magnetic group, said conveyor body being made up of several assembled body portions (34 ', 34 ", 34' '') between them by screwing or interlocking coupling.

Device according to any one of the preceding claims, wherein each external magnetic flux conveyor (34) comprises a cylindrical tubular portion (35) coaxial to the tubular guide element and two lateral flanges (36) extending radially from the ends of said cylindrical tubular portion (35), each facing a respective lateral flow conveying portion (204).

5. Device according to any of the preceding claims, in which the external annular magnetic element (32) is a permanent magnet.

6. Device according to claim 4 or 5, in which said end flanges (36) are axially spaced from the external annular magnetic element

7. Device according to any one of the preceding claims, wherein each internal magnetic unit (20) comprises two identical cylindrical permanent magnets (22) axially magnetized and oriented with adjacent poles of the same sign, a central cylindrical pole piece (24) placed between said cylindrical permanent magnets, and two end cylindrical pole pieces (26), each placed in contact with a respective magnet of said two cylindrical permanent magnets, the central pole pole and portions of the permanent magnets facing it forming said magnetic portion central (202), the pole pieces of ends and portions of the permanent magnets facing them, forming said flux conveying side portions (204).

Device according to any one of claims 1-6, wherein each internal magnetic unit (200) comprises an internal annular permanent magnet (232) with radial magnetization defining the central magnetic portion (202), and an internal flux conveyor (234 ) comprising a cylindrical central portion (234 ') coaxial to the axis of the tubular guide element and two internal lateral flanges (234 ") extending radially from said cylindrical central portion, the internal annular permanent magnet being assembled on said central portion cylindrical (234 ').

Device according to claim 7, wherein each inner magnetic unit (20) further comprises at least one annular sliding shoe (50) mounted on the cylindrical side wall of at least one permanent magnet (22) so as to slidably engage the inner side surface guide tube.

10. Device according to any one of the preceding claims, in which the internal magnetic units (20; 200) are axially assembled together by means of at least two threaded bars (44) which engage respective through holes or slots obtained in said internal magnetic units in eccentric positions with respect to the axis of the tubular guide element.

11. Device according to claim 6 or 8, in which a spacer ring (38; 238) of non-magnetic material, for example of polymeric material, is interposed between each end flange and the annular permanent magnet.

12. Device according to the previous claim, in which each spacer ring (38; 238) has an annular sliding surface that slidingly engages the outer surface of the tubular guide element.

13. Device according to the preceding claim, wherein said annular sliding surface is formed on a sliding shoe (40; 240) fixed to each spacer ring (38; 238).

Device according to any one of the preceding claims, wherein the internal movable element comprises end heads (46) made of non-magnetic material which support pack assembly means of the internal magnetic unit and fluidic sealing means cooperating with the internal surface of the guide tubular element.

Device according to any one of the preceding claims, further comprising a containment jacket (50) made of a non-magnetic material, said containment jacket being placed to cover the external magnetic group (18) and being provided with anchoring means (52) to an organ to be towed or to a driving organ.