IT201900002843A1 - Elettrodomestico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

di una domanda di brevetto per Invenzione Industriale avente titolo:

“Elettrodomestico”

CAMPO DELL’INVENZIONE

Il presente trovato è relativo a un elettrodomestico.

In particolare, si riferisce a un elettrodomestico dotato di un’anta apribile, incernierata a un telaio dell’elettrodomestico stesso.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti vari sistemi a cerniera, per controllare il moto in chiusura e apertura di ante di elettrodomestici quali lavatrici a carica dall’alto, piani cottura etc.

Il controllo del movimento di un’anta che si apre e si chiude ruotando attorno ad un asse di rotazione ad esempio orizzontale è critico, in quanto tutto il peso dell’anta, in certe situazioni, grava unicamente sulle cerniere.

Inoltre, negli elettrodomestici sopra descritti, il volume che si ha a disposizione per incernierare l’anta al telaio è davvero limitato.

Le cerniere attualmente note sono ingombranti e non sono in grado di controllare efficacemente il movimento dell’anta.

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

 

Scopo del presente trovato è quello di fornire un elettrodomestico dotato di un sistema di cerniere in grado di controllare il movimento dell’anta, sia in chiusura che opzionalmente in apertura, e di ridotto ingombro.

Questo ed altri scopi sono raggiunti da un elettrodomestico conforme agli insegnamenti tecnici delle rivendicazioni qui annesse.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’innovazione risulteranno evidenti dalla descrizione di una forma preferita ma non esclusiva del trovato, illustrata a titolo esemplificativo e quindi non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista in esploso di una cerniera di un elettrodomestico secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista in pianta di un rotore della cerniera di figura 1;

la figura 3 è una vista laterale, parzialmente sezionata, del rotore di figura 2;

le figure 4 e 5 sono sezioni prese rispettivamente lungo le linee IV-IV e V-V di figura 2;

la figura 6 è una vista frontale di un corpo della cerniera di figura 1, in cui si vede un fondo di una cavità del corpo; e

la figura 7 è una vista schematica parziale di un fondo alternativo del corpo della cerniera di figura 1,

le figure 7A, 7B e 7C sono sezioni semplificate prese rispettivamente lungo le linee A-A, B-B e C-C di figura 7;

le figure 8A-8D rappresentano schematicamente delle fasi di intervento della prima cerniera, in una fase di chiusura di un’anta dell’elettrodomestico di figura 9;

 

le figure 8E-8H rappresentano schematicamente delle fasi di intervento della prima cerniera in una fase di apertura dell’anta;

la figura 9 è una vista prospettica schematica di un elettrodomestico secondo il presente trovato; e

la figura 10 è una forma di realizzazione alternativa della cerniera di figura 1, mostrata in vista schematica frontale semplificata, in cui non si vede il fondo della cerniera.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Con riferimento alle figure citate viene mostrato un elettrodomestico, indicato complessivamente con il numero di riferimento 1.

Secondo il presente trovato, l’elettrodomestico può essere una lavatrice con carica dall’alto (come quella mostrata in figura 1), e rappresentata con un’anta γ aperta. Tuttavia, esso può essere un qualsiasi altro tipo di elettrodomestico come ad esempio un piano cottura dotato di anta (coperchio) o un elettrodomestico di altro tipo, dotato di un'anta rotante attorno ad un asse di incernieramento, che può essere orizzontale.

Dalla figura 9, come già accennato, si nota che l’elettrodomestico 1 può essere dotato di almeno un'anta γ apribile intorno ad un asse 2 di incernieramento preferibilmente orizzontale. Per ottenere l’incernieramento, l’anta γ può essere associata ad almeno una prima 4 e una seconda cerniera 5, che possono preferibilmente avere configurazione differente (ma è sufficiente anche solo una prima cerniera, ad esempio posta centralmente rispetto all’anta 3).

Se presente, la seconda cerniera 5 può semplicemente prevede una molla di richiamo configurata per sostenere almeno parzialmente il peso dell’anta in una fase di chiusura della stessa. Ad esempio, può comprendere un elemento rotante a cui è fissata una molla elicoidale a torsione (oppure una molla a trazione, a lamina o altre tipologie funzionalmente equivalenti).

 

In alcuni casi, la seconda cerniera 5 può essere semplicemente un punto di incernieramento, priva di elementi di sostegno attivo dell’anta.

La prima cerniera 4 può invece assolvere a una funzione di soft-opening e/o soft closing dell’anta 3.

La prima cerniera 4 può comprendere un corpo cavo 6 che definisce una cavità 6A che alloggia a tenuta, insieme a del fluido idraulico, un rotore 7. Il rotore 7 può essere dotato di almeno una prima aletta 7A (ma preferibilmente di due, come in fig.2) che si estende dal centro del rotore 7 in senso radiale ed è configurata per cooperare sostanzialmente a tenuta con una superficie di detta cavità 6A. Nello specifico, la parte su cui scorre sostanzialmente a tenuta l’aletta, può comprendere almeno una parete laterale con superficie almeno in parte cilindrica (ad esempio a configurazione cilindrica, come mostrato in figura 6, oppure parzialmente cilindrica con sezione ad arco di corona circolare, come mostrato in figura 10).

Nel presente testo, con il termine ‘sostanzialmente a tenuta’ si intende che l’aletta e la superficie della cavità 6A sono molto vicine, e fra di esse esiste una tolleranza preimpostata, che permette la rotazione, ma impedisce il trafilamento del fluido idraulico, a parte minimi trafilamenti.

A secondo dell’effetto di dissipazione che si intende ottenere quando l’aletta ruota, la tolleranza fra l’aletta e la superficie può essere più o meno ampia.

I materiali con cui sono realizzati il rotore e/o il corpo cavo possono essere qualsiasi, ad esempio plastica, metallo (ad esempio alluminio) o zama. Nel secondo caso è molto semplice ottenere una buona ‘tenuta’ fra l’aletta e la superficie cilindrica del corpo 6. L’utilizzo di zama è anche molto vantaggioso in quanto il materiale è facilmente stampabile. Nel caso in cui i pezzi siano realizzati in metallo, è possibile realizzare una finitura superficiale delle parti affacciate durante lo strisciamento, che permetta di ottenere la tolleranza richiesta.

 

Preferibilmente l’estremità libera dell’aletta, ha una curvatura corrispondente a quella della cavità 6A, come si vede nella figura 5 e nelle figure 8A-8H.

La prima aletta 7A può prevedere, sulla sua superficie laterale, un passaggio 9A (che passa l’aletta da parte a parte, di veda la figura 3) associato a mezzi valvolari unidirezionali 10A che consentono il passaggio del fluido quando il rotore ruota in un senso e che lo limitano o lo impediscono (salvo trafilamenti, anche calibrati) quando il rotore ruota nel senso opposto.

Il rotore 7 è poggiato, sostanzialmente a tenuta, a un fondo 8 della detta cavità 6A. Anche in questo caso con il termine ‘sostanzialmente a tenuta’ si intende che il rotore ruota molto vicino (con una certa tolleranza) sostanzialmente strisciando, sul fondo 8. Quando il rotore ruota, fra rotore e fondo sono previsti solo minimi trafilamenti di fluido idraulico (a parte quello che si dirà più avanti in relazione ai canali 19A, 19B e ai solchi 31).

Il fondo 8 può essere ricavato di pezzo con il corpo cavo 6 (ad esempio per stampaggio, se il materiale con cui è realizzato lo consente), oppure il fondo può essere una parte accoppiata (ad esempio tramite viti) al corpo cavo, ovviamente avendo cura che l’accoppiamento avvenga a tenuta. Tale seconda configurazione, favorisce la lavorazione meccanica del fondo, per realizzare le specifiche seguenti.

Il fondo 8 può prevedere un primo canale 19A che permette un passaggio del fluido idraulico lateralmente rispetto al rotore, quando l’aletta è poggiata sul fondo e in una posizione in cui risulta completamente sovrapposta al canale 19A (a cavallo di esso).

Inoltre, il fondo 8, può prevedere almeno un solco γ1, che si estende dal almeno un canale 19A, 19B, che ha lo scopo principale di consentire un passaggio calibrato del fluido idraulico, in alcune condizioni di funzionamento che saranno illustrate più avanti.

C’è da dire che il solco 31 può avere configurazione arcuata (in pianta) e può estendersi da una estremità del canale.

Inoltre, la sezione media di passaggio del solco (31) può essere minore rispetto alla sezione media di passaggio del canale (19A, 19B) a cui è collegato.

In una configurazione particolarmente vantaggiosa, il rotore 7 può prevede una seconda aletta 7B (diametrale alla prima) e un secondo canale 19B (avente simmetria centrale rispetto al primo); la seconda aletta 7B può opzionalmente prevedere un secondo passaggio 9B realizzato sulla superficie della seconda aletta 7B dotato di secondi mezzi valvolari unidirezionali 10B. È anche previsto un altro solco 31, sempre preferibilmente con simmetria centrale rispetto al primo.

La figura 6 mostra schematicamente i canali 19A e 19B, e la loro estensione in pianta. Come si può notare, l’estensione ‘angolare’ α dei canali è compresa tra 100 e 70°, preferibilmente di 84°; si nota in particolare, che, rispetto a un primo asse di mezzaria A dell’elemento cavo 6, i canali hanno un’estensione asimmetrica. Specificamente, con riferimento al canale 19B di figura 6, esso presenta una prima estensione γ (nel lato sinistro della figura) che è maggiore rispetto all’estensione angolare ȕ (del lato destro). Ciò poiché il secondo canale, sostanzialmente si estende fino ad arrivare a ridosso della seconda spalla 10B, come si vede bene dalla figura 6. Di fatto, l’estensione angolare β, determina il punto di inizio dell’azione di frenatura della prima cerniera 4.

In un esempio, i primi 10A e/o i secondi mezzi valvolari 10B, comprendono una sfera 20 alloggiata in un foro passante rastremato realizzato nell’aletta 7A, 7B, come si può vedere nelle figure 3 e 4.

La sfera 20 può essere mantenuta all’interno del foro da almeno un riscontro β1, che può anche comprendere un bordo ribattuto del foro che alloggia la sfera (o altro sistema simile).

Il corpo cavo 6 può essere rigidamente vincolato a uno fra un telaio 1A dell’elettrodomestico e l’anta 3; il rotore 7 può invece essere rigidamente vincolato all’altro fra il telaio 1A dell’elettrodomestico e l’anta 3.

 

Il corpo cavo 6 può prevedere, all’interno della cavità 6A, una prima spalla 10A che definisce parzialmente una camera.

Vantaggiosamente la spalla 10A si estende radialmente dalla superficie che definisce la cavità 6A.

Può essere anche previsto una seconda spalla 10B, diametralmente opposta rispetto alla prima.

La prima e la seconda spalla, o paratie, servono a separare le due camere di alloggiamento del fluido idraulico. L’anta 3, nell’utilizzo, dovrebbe prevedere dei fermi meccanici in apertura e in chiusura in modo da evitare che la o le alette riscontrino le spalle, che potrebbero danneggiarsi.

Per mantenere il rotore 7 perfettamente centrato all’interno della camera 6, è possibile prevedere una sporgenza assiale 11 (a sezione circolare), cooperante con una sede circolare 12 ricavata sul fondo 8.

Per semplicità di montaggio, il corpo cavo 6 può avere una forma per cui una sua sezione esterna ha sagoma a quadrilatero, preferibilmente a forma di quadrato, da cui si estende preferibilmente almeno un’aletta di fissaggio 30, per l’accoppiamento all’anta o al telaio.

Il corpo cavo 6 può essere chiuso a tenuta (ad esempio tramite un primo O-ring 40) da un elemento di chiusura 24 centralmente forato per il passaggio a tenuta (ad esempio tramite un secondo O-ring 41) di almeno una porzione del rotore 7 di accoppiamento all’anta γ o al telaio 1A. L’elemento di chiusura 24 può essere accoppiato al corpo cavo 6 tramite ribattitura di pioli 74 previsti sul corpo 6 che sporgono, dopo l’assemblaggio con l’elemento di chiusura 24, dai fori 24A. In tale configurazione i fori 24A e pioli 74 fungono anche da allineamento tra il corpo 6 il rotore 7 e l'elemento di chiusura 24.

Il funzionamento del trovato è rappresentato nelle figure 8A-8H ed è sostanzialmente il seguente.

 

Nelle citate figure (che sono schematiche, e ove la prima cerniera è sezionata trasversalmente all’asse del rotore per mostrare il movimento del rotore 7) il corpo cavo 6 è fissato al telaio 1A dell’elettrodomestico, mentre l’anta è almeno parzialmente sorretta dal rotore 7, ed è ad esso torsionalmente solidale.

Nella prima posizione, quando l’anta è a -15° rispetto alla posizione verticale, essa risulta aperta. Si nota che le alette 7A e 7B sono distanziate dalle spalle 10A, 10B (o paratie). Si nota che entrambe le alette sono sovrapposte ai canali 19A e 19B (a cavallo degli stessi).

La stessa condizione si vede in figura 8B, quando l’anta 3 è a 0°, quindi in posizione verticale.

Si vede che nelle posizioni tra 0° e 45° le alette 7A e 7B rimangono sempre sovrapposte ai canali 9A e 9B. Pertanto, il fluido idraulico presente nella camera 6A, ha a disposizione un libero passaggio attraverso il rispettivo canale 19A da una parte all’altra della aletta 7A. Quindi, il movimento del rotore non è che minimamente frenato dalla presenza del fluido.

Nel presente testo, per libero passaggio, si intende un passaggio di sezione tale per cui l’azione di frenatura data dal passaggio di fluido in esso sia minima o trascurabile. Infatti, il rallentamento (come detto minimo) è dovuto alle perdite di carico del passaggio del fluido idraulico nel canale.

Si noti che appena si genera una leggera sovra-pressione a valle dell’aletta (o anche solo per inerzia), la sfera 20 chiude i passaggi 9A, 9B lasciando al fluido idraulico la possibilità di trafilare unicamente tramite i passaggi 19A, 19B.

In prossimità dei 45°, ciascuna aletta disingaggia il rispettivo canale 19A, e si porta sulla parte del fondo 8 dove il canale 19A, 19B è assente (o meglio, dove è presente il solco 31).

In questa fase (fig. 8C, 8D) il fluido idraulico può trafilare (da valle a monte dell’aletta) attraverso i minimi giochi (tolleranze) presenti fra la superficie libera delle alette e la superficie

 

cilindrica 6B della cavità 6A, e nel minimo gioco (tolleranza) tra il lato dell’aletta e il fondo 8 e la parete 24. Questi trafilamenti tuttavia sono minimi e trascurabili.

Ovviamente tali tolleranze possono essere calibrate in fase di progettazione, per regolare l’effetto frenante, anche in relazione alla densità del fluido idraulico utilizzato, in modo da evitare la presenza del solco 31.

In ogni caso, nella configurazione illustrata in cui le il rotore scorre sostanzialmente a tenuta sulla superficie 6B, sul fondo 8 (ove non sono presenti passaggi 19A, 19B o il solco 31) e sulla parete 24, il volume maggiore di fluido passa da valle a monte dell’aletta attraverso il solco 31, che ha una sezione calibrata e che sostanzialmente determina l’intensità della azione frenante.

In questa fase l’effetto di frenatura è molto intenso, e da circa 45° fino all’apertura massima di 95°, l’anta è notevolmente rallentata nel suo movimento.

In corrispondenza dei 95° (fig. 8D), le alette sono molto vicine, ma preferibilmente non riscontrano le spalle 10A e 10B, che solo occasionalmente limitano il movimento del rotore. Infatti, l’anta 3 presenta fermi meccanici che ne limitano la rotazione a angoli di apertura e chiusura preimpostati.

In apertura dell’anta 3 (fig. 8E) i passaggi vengono liberati dalle sfere 20. Pertanto, il fluido idraulico trafila in un libero passaggio (attraverso i passaggi 9A e 9B aperti), e dunque non viene imposta nessuna frenatura (o almeno una frenatura smorzamento lieve e trascurabile) al movimento dell’anta.

Quando le alette si sovrappongono ai canali (in chiusura) il passaggio per il fluido idraulico aumenta ancora, diminuendo ancora di più la forza dissipata durante la chiusura (che era già trascurabile nella fase precedente).

Il movimento prosegue fino alla apertura in verticale dell’anta (fig.8H), e oltre.

 

Resta inteso che gli angoli sopra illustrati sono semplicemente esemplificativi, e possono essere variati agendo sull’estensione dei canali, dei solchi, sul posizionamento delle spalle e sulla dimensione delle alette, totalmente a piacimento.

Allo stesso modo la sezione dei passaggi 9A, 9B può essere calibrata per ottenere la desiderata resistenza in chiusura.

Come evidente, l’area di passaggio del fluido idraulico nei canali 19A e 19B, può essere ottenuta sia agendo sulla profondità degli stessi, sia sulla forma ‘in pianta’. Ad esempio, la figura 7 mostra dei canali dotati di una forma in pianta diversa da quelli di figura 6. L’estremità degli stessi che si raccorda con il solco 31 è a imbuto e non curva.

C’è da dire che anche la profondità dei canali risulta abbastanza importante per regolare l’azione di frenatura della cerniera. Nelle figure 7A e 7B, si vede che la profondità del canale decresce con l’avvicinarsi al solco 31, proprio per rendere più omogenea e fluida la prima parte dell’azione di frenatura (che viene già operata in prossimità della sezione 7B, ovvero con un’altezza ridotta del canale).

Si nota poi che il solco 31, in sezione, ha forma a V. Si è verificato che tale forma è la più performante in una cerniera come quella del presente trovato. Ma ovviamente esso può anche assumere una forma a ”U”, una sezione rettangolare, stondata o altra sezione purché idonea.

Ovviamente la profondità e la forma dei canali e del solco 31, può essere diversa da quella descritta, in modo da poter ottimizzare il funzionamento in frenatura della cerniera (utilizzando i concetti generali sopra esposti).

C’è anche da dire che nella soluzione illustrata il solco 31, che di fatto determina l’azione di frenatura più intensa, è realizzato sulla parte di fondo della cavità 6A. Ma il solco 31 può essere realizzato anche in altre zone della cerniera, come ad esempio sull’elemento di chiusura 24 (sulla sua

 

superficie affacciata al rotore 7). In questo modo la parete di fondo sarebbe semplicemente dotata dei passaggi 9.

In ancora un’altra variante il solco 31 può essere realizzato sulla superficie cilindrica della cavità 31, o ancora direttamente sulla superficie libera della o delle alette.

Si fa poi notare che nella descrizione sopra, si è illustrata la funzionalità in relazione ad una prima cerniera che agisce su un’anta di un elettrodomestico, l’anta essendo sostanzialmente un coperchio e quindi in modo da risultare aperta quando verticale. Nel caso dell’anta di un forno, invece, la posizione verticale è quella di chiusura, e l’azione di frenatura può essere ottenuta in apertura invece che in chiusura. Il tutto come ovvio per il tecnico del ramo, a partire dagli insegnamenti sopra esposti.

Sono state descritte varie forme di realizzazione dell’innovazione, ma altre potranno essere concepite sfruttando lo stesso concetto innovativo.

Ad esempio, la prima cerniera può prevedere una sola aletta come mostrato in figura 10. Ovviamente per il funzionamento del trovato il fondo della camera 6A può presentare un canale e un solco, come quelli sopra illustrati.

Nella figura 10 sono presenti gli stessi riferimenti numerici già utilizzati più sopra per indicare parti funzionalmente analoghe del trovato, che pertanto non verranno più descritte.

 

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elettrodomestico (1) dotato di almeno un’anta (3) apribile intorno ad un asse (2) di incernieramento, l’anta (3) essendo associata ad almeno una prima cerniera (4), la prima cerniera comprendendo un corpo cavo (6) che definisce una cavità (6A) che alloggia a tenuta, insieme a del fluido idraulico, un rotore (7) dotato di almeno una prima aletta (7A) che si estende in senso radiale ed è configurata per cooperare sostanzialmente a tenuta con una superficie laterale (6B) di detta cavità (6A), la cerniera, preferibilmente sulla prima aletta (7A), prevedendo un passaggio (9A) associato a mezzi valvolari (20) che consentono il libero passaggio del fluido da una superficie all’altra dell’aletta quando il rotore ruota in un senso e che sostanzialmente lo impediscono, o riducono la luce di passaggio, quando il rotore ruota nel senso opposto, il rotore (7) essendo poggiato sostanzialmente a tenuta a un fondo (8) di detta cavità (6A), almeno una delle pareti (8, 24) che definisce la cavità prevedendo almeno un primo canale (19A) che, almeno per un suo tratto, permette un libero passaggio del fluido idraulico lateralmente rispetto all’aletta, quando l’aletta è a cavallo del canale (19A) in detto tratto, il corpo cavo (6) essendo rigidamente vincolato a uno fra un telaio (1A) dell’elettrodomestico e l’anta (3) e il rotore (7) essendo rigidamente vincolato all’altro fra il telaio (1A) dell’elettrodomestico e l’anta (3).
2. 2. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui l’anta è associata a una seconda cerniera (5), che preferibilmente prevede una molla di richiamo configurata per sostenere almeno parzialmente il peso dell’anta in una fase di chiusura della stessa.
3. 3. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo cavo (6) prevede all’interno della cavità (6A) una prima e una seconda spalla (10A, 10B) che definiscono una camera in cui si muove l’aletta (7A).  
4. 4. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui la prima e la seconda spalla (10A, 10B) si estendono radialmente dalla superficie che definisce la cavità (6A).
5. 5. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui il rotore (7) prevede una seconda aletta (7B), un secondo canale (19B) e opzionalmente un secondo passaggio (9B) realizzato sulla superficie della seconda aletta (7B) dotato di secondi mezzi valvolari (10B).
6. 6. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui il rotore (7) comprende una sporgenza assiale (11) a sezione circolare, cooperante con una sede circolare (12) ricavata sul fondo (8) per un centraggio del rotore.
7. 7. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo cavo (6) è chiuso a tenuta da una parete di chiusura (24) centralmente forata per il passaggio a tenuta di almeno una porzione del rotore (7) di accoppiamento all’anta (3) o al telaio (1A).
8. 8. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui i primi (10A) e/o i secondi mezzi valvolari (10B) comprendono una sfera (20) alloggiata in un foro rastremato realizzato nell’aletta (7A, 7B), la sfera (20) essendo mantenuta all’interno del foro da almeno un riscontro (21).
9. 9. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui il primo (19A) e/o il secondo canale (19B) hanno una sezione di passaggio decrescente in un verso di rotazione frenato del rotore.
10. 10. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui il fondo (8), la parete di chiusura (24) o la superficie laterale (6B) della cavità prevedono almeno un solco (31), opzionalmente collegato a almeno un canale (19A, 19B), atto a consentire un passaggio calibrato del fluido idraulico lateralmente rispetto al rotore in modo da frenarlo, almeno quando l’aletta è sovrapposta al solco (31), la sezione media di passaggio del solco (31) essendo minore rispetto alla sezione media di passaggio del canale (19A, 19B).