IT201900002467A1

IT201900002467A1 - Interruttore finecorsa

Info

Publication number: IT201900002467A1
Application number: IT102019000002467A
Authority: IT
Inventors: Flavio Blasi
Original assignee: Tecno Elett Ravasi S R L
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2020-08-20
Also published as: EP3699555B1; EP3699555A1

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

“Interruttore finecorsa”

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione riguarda un interruttore finecorsa.

Tecnica nota

Sono noti nell’arte gli interruttori finecorsa, che spesso sono utilizzati come interruttori di sicurezza ad esempio in ambito industriale, per controllare macchine operatrici.

Gli interruttori finecorsa noti hanno un attuatore connesso a uno o più interruttori, che vengono aperti o chiusi dall’attuatore quando esso è azionato. In una tipologia nota di finecorsa, detta a croce, l’attuatore comprende due aste fissate perpendicolarmente tra loro e montate su un albero, disposto anch’esso perpendicolarmente alle due aste. L’albero è girevole su sé stesso e configurato per assumere quattro posizioni predefinite, ottenute facendo girare l’albero di un angolo di 90°. Ogni volta che l’albero è spostato verso una posizione predefinita, esso fa uno scatto e aziona contemporaneamente uno o più interruttori, tramite un meccanismo a camma.

Tipicamente gli interruttori finecorsa a croce sono dotati di quattro interruttori, ciascuno essendo azionato individualmente quando l’attuatore assume una delle quattro posizioni predefinite a 90°.

Esistono degli interruttori finecorsa con più di quattro posizioni predefinite, ma esse comportano che tali posizioni siano distanziate da angoli inferiori a 90°, ad esempio 60°, il che rende l’attuazione più difficile. In sostanza, i finecorsa a croce sono vantaggiosi in quanto la loro attuazione si fa mediante rotazioni a scatti di 90°, corrispondenti ad attuazioni più affidabili.

Un limite degli interruttori noti sta nel fatto che essi codificano, in modo affidabile, un numero ridotto di configurazioni (tipicamente tre o quattro). Nel caso di impianti complicati, si deve montare una pluralità di interruttori finecorsa, con lo svantaggio della complicatezza dei cablaggi richiesti per il buon funzionamento dell’impianto.

Breve sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un interruttore finecorsa che possa codificare un maggior numero di posizioni o configurazioni in modo affidabile.

Questo ed altri scopi vengono raggiunti da un interruttore finecorsa secondo la rivendicazione 1, nonché da un corrispondente metodo secondo la rivendicazione 6.

Le rivendicazioni dipendenti definiscono possibili vantaggiose forme di realizzazione dell’invenzione.

In sostanza l’idea alla base della presente invenzione è quella di prevedere un interruttore finecorsa con una uscita digitale che codifichi N posizioni relative alla rotazione dell’albero dell’attuatore.

Breve descrizione dei disegni

Per meglio comprendere l’invenzione ed apprezzarne i vantaggi verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

la figura 1 illustra una vista in prospettiva esplosa di un interruttore finecorsa secondo l’invenzione.

Descrizione di forme di realizzazione dell’invenzione

Un interruttore finecorsa secondo l’invenzione è indicato nella figura con il riferimento 1. L’interruttore finecorsa 1 può essere del tipo indicato nell’introduzione della presente descrizione.

In generale, l’interruttore finecorsa 1 comprende un attuatore 2 comprendente un albero 20 girevole atto ad assumere un numero predeterminato di posizioni angolari, e un dispositivo di uscita 3 connesso a detto attuatore, e atto a rilevare la posizione di detto attuatore 2 e ad emettere un segnale corrispondente alla posizione dell’attuatore 2.

Nell’esempio illustrato, l’interruttore finecorsa 1 è di tipo a croce, ovvero con l’attuatore 2 dotato di due aste di attuazione 21 disposte a croce. E’ possibile prevedere un altro tipo di attuatore 2, ad esempio un attuatore a T.

Preferibilmente l’interruttore finecorsa 1 comprende un corpo 4 formato in modo tale da poter alloggiare i suddetti componenti, come illustrato in figura 1. Tale corpo 4 è del tutto convenzionale per il tecnico del ramo.

Come detto nell’introduzione, l’albero 20 gira su sé stesso, ovvero attorno al proprio asse. In questo contesto, con posizione dell’albero si intende la posizione angolare che esso assume.

Secondo la presente invenzione, il dispositivo di uscita 3 è di tipo digitale, atto a emettere un segnale digitale. In tal modo si può prevedere soluzioni in cui uno scatto dell’attuatore 2 non sia più richiesto, oppure in cui una posizione dell’albero 20 corrisponde a più di una configurazione del sistema a cui è associato l’interruttore finecorsa 1.

Preferibilmente, il dispositivo di uscita 3 è atto a rilevare la posizione dell’albero 20 dell’attuatore 2 su più giri.

Una possibile forma di realizzazione dell’interruttore finecorsa 1 prevede che il dispositivo di uscita 3 comprenda un trasduttore multigiro assoluto, il che rende inutile limitare il numero di posizioni predeterminate dell’attuatore.

Secondo una forma di realizzazione alternativa, e preferita, il dispositivo di uscita 3 comprende almeno tre interruttori 30 e un circuito elettronico 31 connesso agli stessi interruttori 30 e atto a rilevare lo stato di apertura/chiusura di tutti gli interruttori 30 contemporaneamente.

Ad esempio, nel caso di un fine corsa a croce come illustrato in figura 1, l’interruttore finecorsa 1 comprende quattro interruttori 30 di tipo noto (ad esempio dei microinterruttori a scatto o non) a cui è connesso il circuito elettronico 31. Tale circuito elettronico 31 è opportunamente dotato di una pluralità di elementi di uscita, e di un contatore interno.

Ad ogni rotazione parziale, o scatto, dell’albero 20 dell’attuatore 2, il circuito elettronico 31 è in grado di rilevare il senso di rotazione dell’albero 20 e quindi di incrementare o decrementare il contatore interno.

Il valore del contatore viene codificato in formato binario e fornito come uscita dalla scheda elettronica tramite gli elementi di uscita, che preferibilmente sono dei relè, o un altro tipo di contatto pulito.

L’uso di contatti puliti risulta vantaggiosa dal punto di vista dell’utente finale, che può usarla come meglio crede. Generalmente, l’informazione resa disponibile in uscita dagli elementi di uscita è letta da un PLC installato sull’impianto su cui l’interruttore finecorsa 1 è destinato a essere montato, oppure da una centralina dedicata allo scopo.

Vantaggiosamente gli elementi di uscita sono di tipo a rappresentazione digitale binaria. Così facendo il numero di posizioni gestibili dal circuito elettronico 31 dipende dal numero di elementi di uscita secondo la formula 2<n>, dove n è il numero di elementi di uscita.

Il circuito elettronico 31, analizzando lo stato degli interruttori 30, riesce a discriminare innanzitutto la direzione di rotazione dell’albero 20 dell’attuatore 2, e in secondo luogo fa in modo di contare le varie posizioni che si susseguono tenendo conto della direzione.

Visto che gli interruttori meccanici 30 azionati dalle camme servono per fare in modo che il circuito elettronico possa contare il numero di attuazioni discriminando nel contempo il senso di rotazione dell’albero 20, si evince che tali interruttori 30 debbano essere tre o più.

Secondo una possibile forma di realizzazione dell’invenzione, l’interruttore finecorsa 1 comprende anche un ingresso digitale come segnale di zero, utile per resettare la posizione dell’attuatore 2 in un punto qualsiasi.

Secondo un’altra possibile forma di realizzazione, il circuito elettronico 31 comprende un canale a relè che funge da linea di diagnostica come segnalatore di fault elettronico. Grazie a tale linea di diagnostica, il PLC è in grado di mettere l’impianto in sicurezza qualora dovesse verificarsi un problema imprevisto al processore del circuito elettronico 31.

È anche possibile prevedere che il circuito elettronico 31 sia dotato di un filtro antirimbalzo digitale per ogni canale, in modo da eliminare impulsi spuri di un micro elettromeccanico alla commutazione.

Un vantaggio dell’interruttore finecorsa 1 secondo l’invenzione è che permette di identificare più posizioni o configurazioni rispetto a un interruttore finecorsa dello stato della tecnica. Grazie alla presente invenzione è possibile dotare, in modo semplice, un sistema o impianto industriale complesso con un interruttore di sicurezza affidabile.

Un altro vantaggio dell’interruttore finecorsa 1 secondo l’invenzione sta nel fatto che può essere integrato in macchine già esistenti.

Va anche detto che un interruttore finecorsa 1 come sopra descritto, e illustrato nella figura, è riconducibile a un trasduttore assoluto a bassa risoluzione. Questo dà un valore aggiunto all’utente finale in quanto gli permette di usare un unico finecorsa elettronico invece di una pluralità di finecorsa convenzionali.

Inoltre, essendo riconducibile a un trasduttore assoluto, l’interruttore finecorsa 1 secondo l’invenzione ne comporta gli stessi vantaggi. In particolare, qualora venisse a mancare l’alimentazione dell’impianto, al ripristino dell’alimentazione l’interruttore finecorsa 1 riparte esattamente da dove era rimasto allo spegnimento, permettendo di evitare costosi e ingombranti ingranaggi meccanici e adattamenti di questi ultimi all’impianto.

La presente invenzione riguarda anche un metodo di operazione di un interruttore finecorsa 1 come sopra descritto. Il metodo comprende le fasi di rilevare la posizione dell’attuatore e di emettere un segnale digitale corrispondente alla posizione dell’attuatore mediante un dispositivo di uscita connesso all’attuatore.

Come già detto in precedenza, l’idea alla base dell’invenzione è di prevedere l’emissione di un segnale digitale corrispondente a una posizione dell’attuatore.

Preferibilmente, la fase di rilevamento della posizione dell’attuatore prevede di rilevare la posizione dell’attuatore su più giri del suo albero.

In tal caso, è possibile prevedere che il dispositivo di uscita comprenda un trasduttore multigiro assoluto. In alternativa il dispositivo di uscita può comprendere almeno tre interruttori e un circuito elettronico connesso agli stessi interruttori.

In questo ultimo caso, il metodo prevede preferibilmente di rilevare lo stato di apertura/chiusura di tutti gli interruttori contemporaneamente. Tale rilevamento è eseguito dal circuito elettronico, come detto in precedenza.

Alle forme di realizzazione descritte dell’interruttore finecorsa secondo l’invenzione, la persona esperta, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti specifiche, potrà apportare numerose aggiunte, modifiche, o sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall’ambito delle annesse rivendicazioni.

Claims

Rivendicazioni 1. Interruttore finecorsa comprendente: un attuatore (2) comprendente un albero (20) girevole atto ad assumere un numero predeterminato di posizioni angolari; un dispositivo di uscita (3) connesso a detto attuatore (2), e atto a rilevare la posizione di detto attuatore (2) e ad emettere un segnale corrispondente alla posizione dell’attuatore (2); caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di uscita (3) è di tipo digitale, atto a emettere un segnale digitale.
2. Interruttore finecorsa secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo di uscita (3) è atto a rilevare la posizione dell’attuatore (2) su più giri.
3. Interruttore finecorsa secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il dispositivo di uscita (3) comprende almeno tre interruttori (30) e un circuito elettronico (31) connesso a detti interruttori (30) e atto a rilevare lo stato di apertura/chiusura di tutti gli interruttori (30) contemporaneamente.
4. Interruttore finecorsa secondo la rivendicazione 3, in cui il circuito elettronico (31) comprende una pluralità di elementi di uscita e un contatore interno.
5. Interruttore finecorsa secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il dispositivo di uscita (3) comprende un trasduttore multigiro assoluto.
6. Metodo di operazione di un interruttore finecorsa comprendente un attuatore (2) montato su un albero (20) girevole e atto ad assumere un numero predeterminato di posizioni angolari; detto metodo comprendendo le fasi di rilevare la posizione di detto attuatore (2) e di emettere un segnale digitale corrispondente alla posizione di detto attuatore (2), mediante un dispositivo di uscita (3) connesso all’attuatore (2).
7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui la fase di rilevamento della posizione dell’attuatore (2) prevede di rilevare la posizione dell’attuatore (2) su più giri.
8. Metodo secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui il dispositivo di uscita comprende almeno tre interruttori (30) e un circuito elettronico (31) connesso a detti interruttori (30), il metodo prevedendo di rilevare lo stato di apertura/chiusura di tutti gli interruttori (30) contemporaneamente.