IT202100022592A1 - Dispositivo di salita e\o discesa ibrido irreversibile - Google Patents
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Description
Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:
DISPOSITIVO DI SALITA E\O DISCESA IBRIDO IRREVERSIBILE
DESCRIZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di salita e\o discesa irreversibile.
I dispositivi di salita e\o discesa sono solitamente noti per spostare un carico da un piano ad un piano pi? elevato, e viceversa.
Dispositivi di salita/discesa sono impiegati sia in ambiti industriali, che di altro tipo, ad esempio residenziale, come nel caso degli ascensori o sollevatori.
Tra le soluzioni ad oggi note, ne esistono che prevedono l?uso di un meccanismo a vite senza fine su cui si innesta una chiocciola a ricircolo di sfere.
Un tale accoppiamento ? di per s? generalmente di tipo reversibile, ovverosia tale per cui la chiocciola scorre lungo l?asse del meccanismo a vite senza fine, e tale per cui per discendere, la chiocciola non necessita di essere alimentata da mezzi di trasmissione, potendo sfruttare il proprio peso ovvero la forza di gravit?.
Nel caso dell?ascensore, una chiocciola a ricircolo di sfere consente il movimento della cabina-ascensore sia verso l?alto che verso il basso, in modo reversibile. Tali accoppiamenti presentano per? degli inconvenienti. Un primo inconveniente ? dato dal fatto che nella fase discendente, la chiocciola a ricircolo di sfere ha lo svantaggio di richiedere l?impiego di energia per frenare la cabina-ascensore e per regolarne la velocit? di discesa.
Pertanto, le attuali soluzioni note necessitano dell?uso di freni ausiliari, spesso ridondati, per assicurare l?arresto e la sosta dei dispositivi di salita/discesa. ? quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo di salita/discesa in grado di risolvere gli inconvenienti dello stato dell?arte sopra evidenziati. Ulteriore scopo del presente trovato ? quello di fornire un dispositivo di salita/discesa che sia al contempo di pratico utilizzo e di semplice ed economica realizzazione.
Secondo l?invenzione, questi scopi, ed altri ancora, sono conseguiti da un dispositivo di salita/discesa presentante le caratteristiche tecniche che sono descritte nelle allegate rivendicazioni.
Le caratteristiche tecniche dell?invenzione, secondo gli scopi di cui sopra, sono chiaramente descritte nelle rivendicazioni allegate e i suoi vantaggi sono evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, con riferimento ai disegni allegati che ne illustrano forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui:
- la figura 1 illustra, in una vista schematica in elevazione, una forma realizzativa del dispositivo di salita/discesa secondo la presente invenzione;
- la figura 2 illustra, in una vista schematica in scala ingrandita, un particolare di cui alla figura 1;
- la figura 3 illustra una vista schematica in elevazione, con alcune parti asportate per meglio comprenderne altre;
- la figura 4 illustra, in una vista schematica dall?alto, il dispositivo di cui alla figura 1;
- la figura 5 illustra, in una vista schematica dall?alto, un ulteriore particolare del dispositivo di cui alla figura 1;
- le figure 6 e 7, illustrano, in viste schematiche in elevazione, il particolare di cui alle figure 2 e 3 in due diverse configurazioni di uso.
Con riferimento alle figure allegate, con il numero 1 ? indicato, nel suo complesso, un dispositivo di salita/discesa realizzato in accordo con la presente invenzione, nel prosieguo indicato anche semplicemente come dispositivo 1.
Vantaggiosamente la direzione di salita/discesa ? definita rispetto ad un piano orizzontale o di terra. Con riferimento alle figure allegate, il dispositivo 1 comprende: mezzi C di trasmissione di moto, un meccanismo 2 a vite senza fine, una prima 3 e una seconda 4 chiocciola, una puleggia o ingranaggio, o trasmissione 5 e mezzi 6 elastici.
Ad esempio, cinghie di trasmissione o catene connesse ad un motore, non illustrato, definiscono mezzi C di trasmissione per il dispositivo 1.
In tal modo i mezzi C di trasmissione trasmettono il movimento alla puleggia 5, e di conseguenza alla prima 3 e alla seconda 4 chiocciola, come meglio descritto in seguito.
Il motore trasmette ai mezzi C di trasmissione una coppia motrice.
Il meccanismo 2 a vite senza fine presenta un?asse A di sviluppo principale.
Il meccanismo 2 a vite senza fine presenta una filettatura 21.
La prima 3 e la seconda 4 chiocciola sono configurate per impegnarsi entrambe con il meccanismo 2 a vite senza fine per muoversi lungo l?asse A.
A tal fine la prima 3 e la seconda 4 chiocciola sono rotanti attorno all?asse A del meccanismo 2 a vite senza fine.
Tale rotazione consente alla prima 3 e alla seconda 4 chiocciola di muoversi lungo l?asse A.
La prima chiocciola 3 per muoversi lungo l?asse A, secondo la direzione di discesa, non necessita di essere alimentata dai mezzi C di trasmissione, definendo cos? una chiocciola di tipo reversibile.
Qualora il meccanismo 2 sia disposto in posizione verticale, la prima chiocciola 3 ? in grado di scorrere liberamente in discesa lungo l?asse A del meccanismo 2 a vite senza fine.
Pi? in particolare, per discendere lungo l?asse A, del meccanismo 2 a vite senza fine, la prima chiocciola 3 sfrutta il peso ovvero l?azione della forza di gravit?.
Mentre per poter avanzare lungo la direzione di salita secondo l?asse A, la prima chiocciola 3 necessita di essere sospinta.
Tale spinta ? esercitata, ad esempio, da un motore, non illustrato, in virt? dei mezzi C di trasmissione, i quali trasferiscono il moto del motore alla prima chiocciola 3, sotto forma di coppia motrice.
La seconda chiocciola 4 per poter essere sollevata, ovverosia per scorrere lungo l?asse A secondo la direzione di salita, necessita di essere trazionata. Quando la seconda chiocciola 4 ? trazionata, sulla seconda chiocciola 4 agisce una forza in grado di trascinarla lungo l?asse A, come meglio descritto in seguito.
I mezzi C di trasmissione non agiscono in modo diretto sulla seconda chiocciola 4, ovverosia non ? necessario che la cinghia C si innesti sulla seconda chiocciola 4. La prima chiocciola 3 ? vantaggiosamente a ricircolo di sfere.
Quando la prima chiocciola 3 ? a ricircolo di sfere ? possibile garantire una elevata efficienza nella salita e nella discesa della prima chiocciola 3, durante le fasi di moto la prima chioccola 3 ? l?unica a sopportare il carico e la seconda chiocciola 4, la quale ? del tipo a bassa efficienza, ? scarica.
Sulla superficie della filettatura 21, del meccanismo 2 a vite senza fine, scorrono le sfere, non rappresentate, della prima chiocciola 3.
Le sfere scorrono nell?area 22 di rotolamento delle sfere, indicata in figura 2.
Vantaggiosamente, la filettatura 21 del meccanismo 2 a vite senza fine si accoppia con il profilo del filetto della prima chiocciola 3 per il corretto rotolamento delle sfere della prima chiocciola 3.
La seconda chiocciola 4 presenta un profilo di innesto con detto meccanismo 2 a vite senza fine avente il profilo della filettatura tale da accoppiarsi con quello della filettatura della vite a circolazione di sfere. La seconda chiocciola 4 si impegna sulla filettatura 21. In virt? della filettatura 21, infatti, la seconda chiocciola 4 si avvita/svita sul meccanismo 2 a vite senza fine determinando cos? una salita o una discesa della stessa chiocciola 4 lungo l?asse A.
Inoltre, il profilo irreversibile della seconda chiocciola 4 consente di arrestare la discesa della prima chiocciola 3 quando i mezzi C di trasmissione sono folli, ovverosia quando la coppia motrice/frenante ? pari a zero.
L?uso combinato di una prima 3 e di una seconda 4 chiocciola, rispettivamente reversibile ed irreversibile, fra loro connesse, consente di supportare il carico che insiste sulla seconda chiocciola 4 in fase di stazionamento, e quindi di impedirne la discesa.
In tal modo ? possibile realizzare il dispositivo 1 omettendo dispositivi frenanti dedicati allo scopo.
La seconda chiocciola 4 non supporta il carico durante le fasi di moto.
La seconda chiocciola 4 ? a basso rendimento, ovverosia tale da garantire una irreversibilit? del moto quando non trazionata.
L?irreversibilit? del moto ? inoltre tale per cui anche in condizioni perturbate la seconda chiocciola 4 non ruota, sul meccanismo 2 a vite senza fine durante la discesa, se non viene trazionata.
La prima chiocciola 3 ? ad alto rendimento, ovverosia necessita di una ridotta quantit? di energia per muoversi lungo la direzione di salita/discesa Vantaggiosamente, il dispositivo 1, nelle fasi di moto, si comporta come un dispositivo ad alto rendimento, ovverosia tale da sollevare la prima chiocciola 3 e la seconda chiocciola 4, e con esse il carico utilizzando poca energia.
Durante le fasi di moto il carico insiste unicamente sulla chiocciola 3. Infatti, durante le fasi di moto sulla chiocciola 4 insiste solo il peso proprio e la spinta della molla di compressione 62, che ruota cos? con una ridotta quantit? di energia.
Nella fase di discesa del carico, e delle relative chiocciole 3 e 4, ? possibile recuperare energia convertendola da energia potenziale a energia cinetica ed eventualmente da energia meccanica ad elettrica.
Ulteriori forme realizzative non illustrate prevedono, l?uso di una dinamo, cos? che durante la fase di discesa siano caricati eventuali accumulatori e sia nel contempo regolata la velocit? di discesa del carico.
La seconda chiocciola 4, non lavora durante il moto ma esplica, sempre e comunque, funzioni di sicurezza e stazionamento.
La puleggia 5 ? disposta concentricamente al meccanismo 2 a vite senza fine.
In tal modo la prima chiocciola 3 ruota attorno all?asse A del meccanismo 2 a vite senza fine.
La puleggia 5 ? azionata dai mezzi C di trasmissione per far scorrere la prima chiocciola 3 lungo l?asse A secondo la direzione di salita/discesa.
Vantaggiosamente, la puleggia 5 comprende un corpo 51 rotante configurato per innestarsi con i mezzi C di trasmissione e un mozzo 52 del corpo 51 rotante configurato per essere vincolato alla prima chiocciola 3.
In tal modo ad una rotazione del corpo 51 rotante corrisponde una salita o una discesa della prima chiocciola 3.
I mezzi 6 elastici sono interposti tra la prima 3 e la seconda 4 chiocciola.
Vantaggiosamente, dei due mezzi elastici 6 un primo ? vincolato con una prima estremit? alla puleggia 5 e con la seconda estremit? alla prima chiocciola 3, ed il secondo mezzo elastico con una prima estremit? sempre alla puleggia 5 e con la sua seconda estremit? alla seconda chiocciola 4, in modo che la rotazione della puleggia 51 e quindi della prima chiocciola 3 ed il suo movimento lungo il meccanismo 2 a vite senza fine trascini con s? la seconda chiocciola 4
Pi? in particolare la prima molla 61 ? vincolata al corpo 51 rotante della puleggia 5.
Vantaggiosamente la prima molla 61 ? di tipo a spirale anche detta ?molla a chiocciola? (EPS).
La molla 61 consente di richiamare la seconda chiocciola 4 verso la chiocciola 3 durante la fase di moto.
Ovverosia quando la chiocciola 3 prende su di s? il carico perch? ha iniziato a ruotare in salita e quindi scarica la chiocciola 4, la molla 61 richiama la chiocciola 4 verso la chiocciola 3 e di conseguenza la chiocciola 4 non pu? pi? frenare con la sua irreversibilit?.
La chiocciola 3 sale e prende su di s? il carico, la chiocciola 4 non ? pi? caricata e quindi avvia a muoversi seguendo, trainata dalla molla 61.
Con riferimento alle figure allegate, i mezzi 6 elastici comprendono una seconda molla 62, molla di compressione, disposta con una sua prima estremit? in appoggio alla prima chiocciola 3, e vincolata con una sua seconda estremit? alla seconda chiocciola 4.
Vantaggiosamente la seconda molla 62 ? di tipo a compressione, anche detta ?molla elicoidale?.
Il dispositivo 1 comprende, inoltre, mezzi 7 di richiamo elastico della puleggia 5, vincolati con una loro prima estremit? al corpo 51 rotante, e con una loro seconda estremit? a detto mozzo 52.
I mezzi 7 di richiamo elastico comprendono una molla 71 di tipo a spirale.
In uso, il dispositivo 1 assume differenti configurazioni.
La coppia motrice generata dal motore, non illustrato, ? trasmessa alla puleggia 5 in virt? dei mezzi C di trasmissione.
Condizione di stazionamento:
Quando la coppia motrice ? assente, il dispositivo 1 assume una prima configurazione, di stazionamento, anche detta di sosta, rappresentata in figura 7.
In tale configurazione la prima chiocciola 3 ? in appoggio sulla seconda chiocciola 4.
La reversibilit? della prima chiocciola 3 causa, infatti, la sua discesa fintanto che il suo moto di discesa non viene arrestato dalla seconda chiocciola 4. La seconda chiocciola 4 tende a restare ferma in quanto: ? irreversibile, ed ? spinta, e quindi frenata, contro il filetto dalla molla 62, inoltre ? spinta contro il filetto anche dal proprio peso.
La seconda chiocciola 4, quando la coppia motrice ? nulla, ? ferma in un punto determinato lungo l?asse A del meccanismo 2 a vite senza fine.
La seconda molla 62 ? compressa dalla prima chiocciola 3 la quale, essendo reversibile, si svita e va ad appoggiarsi sulla chiocciola 4 (Figura 7).
Il dispositivo, 1, frenato dall?attrito fra la seconda chiocciola 4, che adesso sostiene tutto il carico, e la filettatura 21 del meccanismo 2 a vite senza fine, rimane fermo in una posizione determinata lungo l?asse A.
Condizione di salita\discesa:
Per mettere in movimento il dispositivo 1, la puleggia 5 inizia a ruotare senza trascinare, almeno inizialmente, la prima chiocciola 3: in questa fase la puleggia 5 ? cio? folle e mette solo in tensione i mezzi elastici 61.
La puleggia 5 continuando a ruotare, e non essendo pi? folle, dopo che ha fatto ruotare un poco in salita la chiocciola 3, ha liberato dal carico la seconda chiocciola 4 irreversibile.
Due condizioni si sovrappongono, la seconda chiocciola 4 inizia a ruotare, e la puleggia 5 non ? pi? folle. Fintanto che viene applicata la coppia motrice alla puleggia 5, la prima chiocciola 3 avanza lungo l?asse A del meccanismo 2 a vite senza fine, trascinando con s? la seconda chiocciola 4, in virt? dei mezzi elastici 6, come rappresentato in figura 6.
Il senso di marcia, tra la direzione di salita e quella di discesa pu? essere invertito.
Ovverosia la prima chiocciola 3 sotto l?azione della forza di gravit? inizia a discendere lungo l?asse A, mentre il motore funge da freno.
La partenza in discesa non ? possibile: ? pertanto necessario applicare una coppia motrice per sollevare la prima chiocciola 3 e successivamente pu? venire invertito il senso di marcia.
Quando la coppia motrice non ? applicata, la molla 71 opera il richiamo della puleggia 5, facendola tornare in posizione di stazionamento, ovverosia nella prima configurazione di figura 7, descritta pi? sopra.
Ogni qualvolta la coppia motrice viene a mancare il dispositivo 1 si riporta nella prima configurazione cio? di stazionamento.
Il dispositivo di salita/discesa secondo l?invenzione raggiunge gli scopi prefissi e consegue ulteriori importanti vantaggi.
Un primo vantaggio del dispositivo di salita/discesa secondo l?invenzione ? rappresentato dalla possibilit? di realizzare la frenata degli accoppiamenti reversibili tra chiocciola e meccanismo a vite senza fine.
Vantaggio ulteriore ? rappresentato dalla possibilit? di ridurre il consumo di energia per la salita/discesa di carichi.
Ulteriore vantaggio ? dato dal fatto che il dispositivo, oggetto della presente invenzione, possiede una elevata affidabilit?, poich? l?arresto o la sosta sono automatici e determinati da principi meccanici di base, che prescindono dalla tipologia di possibile guasto, ad esempio di tipo elettrico oppure usura degli elementi meccanici costitutivi o degli elementi frenanti.
Altro vantaggio ancora ? dato dalla possibilit? di poter ridurre al minimo la lubrificazione del dispositivo. Ulteriore vantaggio ? dato dal fatto che il dispositivo secondo la presente invenzione ben sopporta anche carichi elevati: infatti, maggiore ? il carico e maggiore ? la stabilit? di arresto del dispositivo 1.
Altro vantaggio ancora ? dato dalla possibilit? di impiegare il dispositivo 1 per ascensori e sollevatori o dispositivi atti a spingere in un?unica direzione. Vantaggio ulteriore ? dato dal fatto che il dispositivo secondo la presente invenzione consente di realizzare soluzioni altamente personalizzabili a costi contenuti.
Claims (8)
1. Dispositivo di salita/discesa, comprendente:
- mezzi (C) di trasmissione di moto,
- un meccanismo (2) a vite senza fine presentante un asse (A) di sviluppo principale,
- una prima (3) e una seconda (4) chiocciola configurate per impegnarsi entrambe con detto meccanismo (2) a vite senza fine per muoversi lungo detto asse (A),
- una puleggia (5) disposta concentricamente a detto meccanismo (2) a vite senza fine per ruotare attorno a detto asse (A) di detto meccanismo (2) a vite senza fine, detta puleggia (5) essendo azionata da detti mezzi (C) di trasmissione per far scorrere detta prima (3) chiocciola lungo detto asse (A) secondo detta direzione di salita/discesa; - mezzi (6) elastici interposti tra detta prima (3) e detta seconda (4) chiocciola, e vincolati con una loro estremit? a detta seconda chiocciola (4), in modo che l?avanzamento di detta prima chiocciola (3) lungo detto meccanismo (2) trascini con s? detta seconda chiocciola (4), in cui:
a) detta prima chiocciola (3) per discendere lungo detto asse (A) secondo detta direzione di salita/discesa non necessita di essere alimentata da detti mezzi (C) di trasmissione ?, detta prima chiocciola (3) definendo cos? una chiocciola di tipo reversibile, e
b) detta seconda chiocciola (4) per discendere lungo detto asse (A) secondo detta direzione di salita/discesa necessita di essere alimentata da detti mezzi (C) di trasmissione, detta seconda chiocciola (4) definendo cos? una chiocciola di tipo irreversibile.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta prima chiocciola (3) ? a ricircolo di sfere.
3. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta seconda chiocciola (4) presenta un profilo di innesto con detto meccanismo (2) a vite senza fine avente una filettatura irreversibile con profilo accoppiabile con il profilo di detta prima chiocciola (3).
4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (6) elastici comprendono una prima molla (61) vincolata con una sua prima estremit? a detta prima chiocciola (3), e con una sua seconda estremit? a detta seconda chiocciola (4), in cui detta prima molla (61) ? di tipo a spirale.
5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (6) elastici comprendono una seconda molla (62) a compressione disposta con una sua prima estremit? in appoggio a detta prima chiocciola (3), e vincolata con una sua seconda estremit? a detta seconda chiocciola (4).
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 quando dipende dalla 4, caratterizzato dal fatto che detta seconda molla (62) ? concentrica a detta prima molla (61).
7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta puleggia (5) comprende un corpo (51) rotante configurato per innestarsi con detti mezzi (C) di trasmissione e un mozzo (52) di detto corpo (51) rotante configurato per essere vincolato a detta prima chiocciola (3), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (7) di richiamo (elastico) di detta puleggia (51), vincolati con una loro prima estremit? a detto corpo (51) rotante, e con una loro seconda estremit? a detto mozzo (52).
8. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (7) di richiamo elastico comprendono una molla (71) di tipo a spirale.
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