IT201900005726A1 - Dispositivo di scatto per un controllore ad azionamento manuale - Google Patents

Description

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

“Dispositivo di scatto per un controllore ad azionamento manuale”

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione riguarda un dispositivo di scatto per un controllore, in particolare per un controllore azionabile a mano, ad esempio del tipo del joystick.

Tecnica nota

Sono noti nell’arte dei controllori ad azionamento manuale dotati di una parte mobile montata su una base fissa, e che permette a un operatore di controllare un altro dispositivo o macchinario spostando la parte mobile. Si pensi ad esempio ai joystick.

Tali controllori hanno almeno una posizione predefinita in cui la parte mobile rimane in modo stabile. Tale posizione predefinita può essere una posizione di riposo (come per i joystick, quando non si tocca la leva, essa rimane in posizione sostanzialmente verticale) oppure possono essere diverse posizioni che corrispondono ad altrettante impostazioni del macchinario controllato, ad esempio diverse velocità o modalità di funzionamento.

Per permettere alla parte mobile di rimanere nella posizione predefinita, i controllori sono dotati di dispositivi di scatto. Un esempio di dispositivo di scatto noto prevede una molla, o altro elemento a ritorno elastico, una cui prima estremità è fissata a una tra la parte mobile e la parte fissa del controllore, e nella cui seconda estremità (libera) è disposta una sfera. Nell’altra parte del controllore è prevista almeno una sede, nella posizione predefinita, in cui la sfera è atta ad alloggiarsi. La sfera, premuta dalla molla, è a contatto con e striscia contro l’altra parte del controllore.

La sede è di forma tale per cui la fuoriuscita della sfera necessità l’applicazione di una forza prestabilita, in modo da evitare una fuoriuscita indesiderata.

La sede può quindi avere una forma parzialmente sferica (figura 1A), oppure si può trattare di un settore a dentini, con diversi recessi che fungono da sedi (figura 1B), tale forma essendo particolarmente adatta nel caso di una pluralità di sedi in successione. In quest’ultima forma, i recessi sono alternati con i dentini che spingono la sfera della molla verso i recessi, impedendo la parte mobile di rimanere tra due posizioni predefinite.

Lo svantaggio principale dei dispositivi di scatto noti sta nel fatto che, trattandosi di dispositivi meccanici, i loro componenti sono soggetti ad usura e/o rottura.

L’usura coinvolge in particolar modo la molla oppure la sfera, o qualsiasi altro componente che sia a contatto e strisciante contro una parte del controllore.

Breve sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di escogitare un dispositivo di scatto per un controllore ad azionamento manuale che non sia soggetto a usura.

Questo ed altri scopi vengono raggiunti da un dispositivo a scatto per un controllore ad azionamento manuale secondo la rivendicazione 1.

L’idea alla base dell’invenzione è quella di proporre un dispositivo di scatto di tipo magnetico, ovvero i cui componenti interagiscono tra loro sfruttando forze magnetiche.

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

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:

le figure 1A e 1B illustrano dei dispositivi di scatto dell’arte nota;

le figure 2A e 2B illustrano schematicamente un dispositivo di scatto secondo una prima variante dell’invenzione, in due posizioni diverse;

le figure 3A-3C illustrano schematicamente un dispositivo di scatto secondo una seconda variante dell’invenzione, in tre posizioni diverse;

le figure 4A-4C illustrano schematicamente un dispositivo di scatto secondo una terza variante dell’invenzione, in tre posizioni diverse; e

le figure 5A-5C illustrano schematicamente un dispositivo di scatto secondo una quarta variante dell’invenzione, in tre posizioni diverse.

Descrizione di forme di realizzazione dell’invenzione

Un dispositivo di scatto per controllore ad azionamento manuale secondo l’invenzione è indicato nelle annesse figure con il riferimento 1. Il controllore è del tipo indicato nell’introduzione, e comprende in particolare un elemento mobile A e una base fissa B. Ovviamente l’elemento mobile A è atto a spostarsi rispetto alla base fissa B, ed è disposto in vicinanza di esso in modo da consentire il buon funzionamento del dispositivo di scatto 1. L’elemento mobile A è previsto per essere spostato manualmente da un operatore o utente. A tale scopo L’elemento mobile A comprende almeno una porzione di azionamento manuale (non rappresentata nelle figure) prevista per essere azionata manualmente.

In generale, il dispositivo di scatto 1 comprende un primo organo 2 e un secondo organo 3 atti a interagire tra loro, ciascuno da accoppiare con uno tra l’elemento mobile A e la base fissa B del controllore, rispettivamente. Detto altrimenti, il primo organo 2 è da accoppiare con uno tra l’elemento mobile A o la base fissa B, e il secondo organo 3 è da accoppiare con l’altro tra l’elemento mobile A e la base fissa B. Entrambi gli organi 2, 3 non possono essere accoppiati a uno solo tra l’elemento mobile A e la base fissa B.

Secondo la presente invenzione, il primo organo 2 è del tipo magnetico, il secondo organo 3 è del tipo magnetico o ferromagnetico, e il primo e il secondo organo 2, 3 sono atti ad attrarsi.

Con il dispositivo di scatto 1 a interazione magnetica, non vi sono più parti meccaniche che sono a contatto con e strisciano contro un elemento del controllore. In tal modo si evita l’usura e la rottura dei componenti del dispositivo di scatto.

Si nota che il primo organo 2 e il secondo organo 3 possono essere accoppiati con uno qualsiasi tra l’elemento mobile A e la base fissa B del controllore, dal momento che sono ciascuno su uno rispettivo tra di essi.

Si precisa anche che il primo e il secondo organo 2, 3 rimangono sempre attivi dal punto di vista magnetico, essi non sono previsti per essere attivati o disattivati. La loro funzione è infatti di attrarsi mutualmente in modo da bloccare l’elemento mobile A in una posizione predefinita.

L’organo 2, 3 accoppiato alla base fissa è localizzato in corrispondenza di una posizione predefinita, in modo da definire una o più posizioni in cui l’elemento mobile A del controllore può rimanere in modo stabile.

Preferibilmente, il primo organo 2 comprende almeno un magnete 20. Il magnete 20 è di tipo convenzionale per il tecnico del ramo, e comprende un polo nord 20N e un polo sud 20S (figure 2A e 2B).

In accordo con una possibile forma di realizzazione, il secondo organo 3 comprende almeno un magnete 30 disposto in modo da essere attratto dal primo organo 2 (figure 2A-B e 5A-C), o almeno un corpo ferromagnetico 31 (figure 3A-C e 4A-C). Analogamente a quanto detto per il magnete 20 del primo organo 2, il magnete 30 del secondo organo 3 è di tipo convenzionale per il tecnico del ramo e comprende un polo nord 30N e un polo sud 30S (figure 2A e 2B).

Con magnete 30 disposto in modo da essere attratto dal primo organo 2, si intende che il magnete 30 deve essere orientato in modo da essere attratto dal magnete 20 del primo organo 2. Ad esempio se il magnete 20 è orientato in modo da avere il proprio polo sud 20S affacciato al secondo organo 3, il magnete 30 va orientato in modo da avere il proprio polo nord 30N verso il primo organo 2 (come mostrato in figura 2A-B) e vice versa.

Si ribadisce che i magneti 20, 30 rimangono attivi magneticamente senza interruzione. Non è previsto alcun dispositivo (ad esempio una bobina) per attivare e disattivare i magneti.

Secondo una possibile forma di realizzazione, il primo organo 2 comprende una pluralità di magneti 20 distribuiti lungo un percorso predefinito e distanziati tra loro.

È anche possibile, a prescindere al numero di magneti 20, prevedere che il secondo organo 3 sia dotato di una pluralità di magneti 30 o di corpi ferromagnetici 31 distribuiti lungo un percorso predefinito e distanziati tra loro.

In caso di pluralità di magneti 20, 30 o di corpi ferromagnetici 31, è possibile prevedere che essi siano separati da spazi 40 vuoti, da spazi 50 di materiale magneticamente inerte, oppure da ulteriori magneti 60 disposti in modo da respingere l’altro organo 2, 3.

Ovviamente, qualora vi sia una pluralità di magneti 20, 30 è opportuno che essi siano tutti orientati nello stesso senso, ovvero con lo stesso polo (nord o sud) orientato verso l’altro organo 2, 3, in modo che tutti possano attrarre e bloccare l’altro organo 2, 3 in posizioni predefinite.

E nel caso in cui tali magneti 20, 30 siano separati da ulteriori magneti 60 disposti in modo da respingere l’altro organo 2, 3, si evince che tali ulteriori magneti 60 sono opportunamente tutti orientati nello stesso senso, e in senso opposto rispetto ai magneti 20, 30, come sarà meglio spiegato nel seguito.

Le figure 2A e 2B illustrano una variante del dispositivo di scatto 1. In tale variante, il primo organo è accoppiato con l’elemento mobile A del controllore, e comprende un magnete 20, orientato con il polo sud 20S verso la base fissa B. Il secondo organo 3 comprende invece quattro magneti 30, tutti orientati con il polo nord 30N verso l’elemento mobile A. I magneti 30 sono collocati in posizioni predefinite che corrispondono ad altrettante posizioni dell’elemento mobile A del controllore. In questa variante, i magneti 30 sono separati da spazi 50 di materiale magneticamente inerte, in questo caso il materiale della base fissa B.

L’elemento mobile A e la base fissa B rappresentati nelle figure 2A e 2B sono di tipo a spostamento lineare, ma la variante del dispositivo 1 illustrata può essere indifferentemente anche a un controllore in cui l’elemento mobile è a movimento rotatorio.

In figura 2A, l’elemento mobile A è al di fuori delle posizioni predefinite e può quindi spostarsi liberamente. In figura 2B invece, il magnete 20, mediante il proprio polo sud 20S, interagisce con il magnete 30 del secondo organo 3, più precisamente con il suo polo nord 30N. Per via dell’attrazione tra il polo sud 20S del magnete 20 e il polo nord 30N del magnete 30, l’elemento mobile A si trova in una posizione predefinita in modo stabile. Infatti, per fuoriuscire da questa posizione predefinita, è necessario spostare l’elemento mobile A con una forza superiore alla forza di attrazione tra i due magneti 20, 30.

Con riferimento alle figure 3A-3C, in esse è raffigurata una seconda variante del dispositivo di scatto 1, in cui il primo organo 2 è accoppiato con la base fissa B e comprende un unico magnete 20. Il secondo organo 3, accoppiato con l’elemento mobile A, comprende invece una pluralità di corpi ferromagnetici 31 distribuiti lungo la superficie dell’elemento mobile A, e separati da spazi 40 vuoti.

La figura 3A mostra l’elemento mobile A in una posizione predefinita, in cui il magnete 20 interagisce con uno dei corpi ferromagnetici 31. La posizione dell’elemento mobile è quindi stabile, come spiegato prima. Nella figura 3B, l’elemento mobile è stato spostato con una forza superiore alla forza di attrazione tra il magnete 20 e il corpo ferromagnetico 31, e perciò si trova in una posizione intermedia tra due posizioni predefinite, ovvero con il magnete 20 tra due corpi ferromagnetici 31. In questa posizione l’elemento mobile A non è trattenuto in posizione, e perciò può muoversi da solo.

Continuando lo stesso movimento, l’elemento mobile raggiunge poi una seconda posizione predefinita, come mostrato in figura 3C, in cui il magnete 20 è affacciato a, e interagisce con, un secondo corpo ferromagnetico 31, successivo rispetto al corpo ferromagnetico precedente. L’elemento mobile A si trova di nuovo in una posizione predefinita stabile, anche se diversa dalla prima posizione predefinita.

Con riferimento alle figure 4A-4C, in esse è raffigurata una terza variante del dispositivo di scatto 1, in cui il primo organo 2 è accoppiato con l’elemento mobile A e comprende una pluralità di magneti 20. Il secondo organo 3, accoppiato con la base fissa B, comprende invece una pluralità di corpi ferromagnetici 31 distribuiti lungo la superficie della base fissa B, e separati da spazi 40 vuoti.

Le figure 4A, 4B e 4C illustrano la terza variante del dispositivo 1 in tre posizioni del tutto analoghe a quanto descritto per la seconda variante nelle figure 3A, 3B e 3C rispettivamente.

Una differenza tra la seconda e la terza variante sta nel numero di magneti 20 del primo organo 2, che sono più numerosi a interagire con i corpi ferromagnetici 31 del secondo organo. La forza da applicare all’elemento mobile A per spostarlo è quindi maggiore, rispetto alla seconda variante.

Con riferimento alle figure 5A-5C, in esse è raffigurata una quarta variante del dispositivo di scatto 1, in cui il primo organo 2 e il secondo organo 3 comprendono ciascuno una pluralità di magneti 20, 30. Nelle figure 5A-5C il primo organo 2 è indicato accoppiato con l’elemento mobile A e il secondo organo 3 è accoppiato con la base fissa B, ma ovviamente il contrario è possibile. In entrambi gli organi 2, 3 i magneti 20, 30 sono separati tra loro da ulteriori magneti 60.

I magneti 20, 30 del primo e del secondo organo 2, 3 sono orientati in modo da attrarsi reciprocamente. Ad esempio, i magneti 20 hanno il loro polo sud 20S orientato verso il secondo organo 3 mentre i magneti 30 hanno il loro polo nord 30N orientato verso il primo organo 2. Gli ulteriori magneti 60, invece, sono orientati in modo da respingere i magneti 20, 30 del primo e del secondo organo 2, 3. Cioè gli ulteriori magneti 60 accoppiati con la base fissa B hanno il loro polo sud 60S orientato verso il primo organo 2, e gli ulteriori magneti 60 accoppiati con l’elemento mobile A hanno il loro polo nord 60N orientato verso il secondo organo 3.

Nella figura 5A l’elemento mobile A è in una posizione predefinita. Tutti i magneti 20 del primo organo 2 hanno il polo sud 20S affacciato ciascuno con il polo nord 30N di un corrispondente magnete 30 del secondo organo 3. L’elemento mobile A è stabile nella sua posizione.

Nella figura 5B l’elemento mobile è stato spostato e si trova tra due posizioni predefinite. In questa posizione intermedia, gli ulteriori magneti 60 dell’elemento mobile A hanno il loro polo nord 60N affacciato con il polo nord 30N dei magneti 30 del secondo organo 3. Vice versa, gli ulteriori magneti 60 accoppiato con la base fissa B hanno il loro polo sud 60S affacciato con il polo sud 20S dei magneti 20 del primo organo 2.

In questa posizioni gli ulteriori magneti 60 respingono i magneti 20, 30 degli organi 2, 3. Tale interazione impedisce l’elemento mobile A di rimanere nella posizione intermedia. In tal senso, questa variante del dispositivo 1 riproduce bene le caratteristiche del sistema noto a dentini rappresentato in figura 1B, i magneti 20, 30 degli organi 2, 3 corrispondendo ai recessi e gli ulteriori magneti 60 corrispondendo ai dentini.

Nella figura 5C l’elemento mobile A ha proseguito il suo spostamento e si trova in una seconda posizione predefinita, in cui i magneti 20 del primo organo 2 sono affacciati con i magneti 30 del secondo organo 3, e si attraggono reciprocamente. L’elemento mobile A è di nuovo in una posizione stabile.

Alle forme di realizzazione descritte del dispositivo di scatto 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 (7)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo di scatto per un controllore, detto controllore comprendente un elemento mobile (A) e una base fissa (B); detto dispositivo di scatto (1) comprendendo un primo organo (2) e un secondo organo (3) atti a interagire tra loro, ciascuno da accoppiare con uno tra l’elemento mobile (A) e la base fissa (B) del controllore, rispettivamente; caratterizzato dal fatto che detto primo organo (2) è del tipo magnetico, e detto secondo organo (3) è del tipo magnetico o ferromagnetico, detti primo (2) e secondo organo (3) essendo atti ad attrarsi.
2. 2. Dispositivo di scatto secondo la rivendicazione 1, in cui il primo organo (2) comprende almeno un magnete (20).
3. 3. Dispositivo di scatto secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il secondo organo (3) comprende almeno un magnete (30) disposto in modo da essere attratto dal primo organo (2) o almeno un corpo ferromagnetico (31).
4. 4. Dispositivo di scatto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo organo (2) comprende una pluralità di magneti (20) disposti lungo un percorso predefinito e distanziati tra loro.
5. 5. Dispositivo di scatto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo organo (3) comprende una pluralità di magneti (30) o di corpi ferromagnetici (31) distribuiti lungo un percorso predefinito e distanziati tra loro.
6. 6. Dispositivo di scatto secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la pluralità di magneti (20, 30) o corpi ferromagnetici (31) sono separati da spazi vuoti (40) o di materiale magneticamente inerte (50).
7. 7. Dispositivo di scatto secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la pluralità di magneti (20, 30) o di corpi ferromagnetici (31) di un organo (2, 3) sono separati da ulteriori magneti (60) disposti in modo da respingere l’altro organo (2, 3).