IT8309426A1 - Attuatore rotativo perfezionato, in specie per la commutazione di dispositivi di accoppiamento di microonde - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo: "ATTUATORE ROTATIVO PERFEZIONATO, IN SPECIE PER LA COMMUTAZIONE DI DISPOSITIVI DI ACCOPPIAIAMENTO DI MI-CROONDE"

RIASSUNTO

Un attuatore ha un rotore con poli Nord e Sud magnetizzati permanentemente. Un'incastellatura soppor ta tre membri polari corredati di bobine e di espansioni polari. Un'espansione polare ? sempre un polo Nord, ma le bobine delle altre due espansioni polari sono disposte in modo che una di tali espansioni polari possa essere di una delle due polarit?, l'altra espansione polare risultando simultaneamente della polarit? opposta. Il rotore quindi ha due posizioni stabili: in una di tali posizioni la prima delle altre due espansioni polari ? un polo Nord e l'altra ? un polo Sud, mentre nell'altra di tali posizioni che ? a 120? dalla prima, in senso orario , la prima delle altre due espansioni polari ? un polo Sud e l'altra ? un polo Nord. Il movimento del rotore pu? comunque essere fermato 15? prima di ciascuna di tali posizioni mediante arresti meccanici, in modo da limitare il movimento angolare massimo a 90?. L'attuatore pu? essere usato per comandare un dispositivo di accoppiamento di microonde commutabile.

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad attuatori azionati elettricamente capaci di generare una coppia angolare, indicati in seguito come attuatoti rotativi.

In un esempio particolare che verr? descritto pi? specificatamente, l'invenzione si riferisce ad attua tori rotativi che possono essere usati per azionare un commutatore a microonda, cio? un commutatore capa ce di muovere un dispositivo di accoppiamento di microonde fra due posizioni distinte in ciascuna delle quali esso fa da collegamento ad un rispettivo percorso per energia di microonde; ad ogni modo l'inven zione non ? limitata agli attuatori rotativi per tali applicazioni..

Secondo l'invenzione, viene previsto un attuatore a movimento angolare, comprendente un primo elemento che presenta due porzioni predeterminate che sono ma gnetizzate con polarit? magnetiche opposte, ed un se condo elemento che prevede un primo, un secondo e un terzo cio? tre mezzi o dispositivi polari distanziati l'uno dall'altro di distanze angolari predeterminate, il primo dei detti elementi essendo almeno par zialmente circondato dall'altro e i due elementi essendo montati per un movimento angolare relativo, i mezzi polari essendo magnetizzabili in un primo stato, in cui il primo mezzo polare ? di polarit? Nord e il secondo mezzo polare ? di polarit? Sud, e in un secondo stato in cui il primo mezzo polare ? di pola rit? Sud e il secondo mezzo polare e di polarit? Nord, per cui gli elementi si muovono verso ima prima o una seconda posizione angolare relativa predeterminata a seconda dello stato di magnetizzazione del primo e del secondo mezzo polare, il terzo mezzo polare essendo magnetizzabile in modo da avere sempre la stessa polarit?.

Secondo l'invenzione, viene anche previsto un attuatore rotativo comprendente un rotore generalmente cilindrico e pieno cio? massiccio, una parte sostanzialmente semicilindrica del quale ? magnetizzata per manentemente per fornire un polo Nord e l'altra parte semicilindrica del quale ? magnetizzata permanentemente per fornire un polo Sud, un 'incastellatura fissa, tre membri polari sopportati sull'incastellatura e distanziati di 120? l'uno dall'altro intorno al rotore in modo da fornire un concatenamento di per corsi magnetici con il rotore, "bobine eccitabili elettr?camente sui membri polari, un mezzo per eccita re le bobine in modo che un primo dei membri polari presenti una delle due polarit? magnetiche al rotore, il secondo dei membri polari presenti sempre la polarit? magnetica opposta al primo, e il terzo membro polare presenti sempre una polarit? magnetica in variabile, per cui il rotore tende ad assumere l'una o l?altra di due posizioni di riluttanza minima a se conda delle polarit? magnetiche presentate dal primo e dal secondo membro polare, le due dette posizioni essendo a 120? l?una dall'altra e ciascuna di tali posizioni essendo una posizione nella quale una delle dette posizioni del rotore ? adiacente a quel par ticolare primo o secondo membro polare che presenta la polarit? magnetica opposta verso se stessa e l'al tra delle dette porzioni ? sostanzialmente a mezza strada fra gli altri due membri polari, ed un mezzo che arresta meccanicamente il movimento del rotore sostanzialmente 15? prima di ciascuna detta posizione in modo da limitare la rotazione massima del roto re a sostanzialmente 90?.

Verr? descritto "ora un attuatore rotativo che rea lizza l?invenzione, a solo titolo di esempio, con riferimento ai disegni schematici acclusi, nei quali: la

Fig. 1 ? una sezione trasversale dell' attuatore rotativo secondo la linea I-I di Fig. 2; la

Fig. 2 ? una sezione longitudinale dell'attuatore secondo la linea II-II di Fig. 1; la

Fig. 3 ? un diagramma schematico del circuito del l'attuatore rotativo; la

Fig. 4 ? una sezione longitudinale secondo la linea IV-IV di Fig. 5 di un commutatore di microonde che pu? essere azionato mediante l'attuatore rotativo; e la

Fig. 5 ? una sezione trasversale secondo la linea V-V della Fig. 4 del commutatore di microonde di Fig. 4.

Come mostrato nelle Figg. 1 e 2, 1'attuatore ha un'incastellatura 5 realizzata in un materiale che fornisce un percorso magnetico di bassa riluttanza e che sopporta membri polari magnetici 6, 8 e 10 i qua li terminano nelle rispettive espansioni polari 12, 14, 16 di forma parzialmente cilindrica. I membri polari 6, 8 e 10 sono fom iti di bobine 18, 20 e 22.

Montato girevolmente entro leestremit? 5A e 5B (vedi Fig. 2) dell'incastellatura 5, per mezzo di cu scinetti 24 e 26 vi ? un rotore 30 a magnete permanen te, che ? magnetizzato permanentemente per fornire poli Nord e Sud come mostrato in.Fig. 1. Il rotore 30 ha un albero di uscita 32 (vedi Fig. 2).

In un modo che verr? descritto pi? in dettaglio, le bobine 18 e 20 possono essere eccitate simultanea mente in una delle due configurazioni possibili; una configurazione fa diventare l'espansione polare 12 del membro polare 6 un polo Nord e l'espansione pola re 14 del membro polare 8 un polo Sud, e l'altra con figurazione fa diventare l'espansione polare 12 un polo Sud e l'espansione polare 14 un polo Nord. La disposizione ? tale che ogniqualvolta le bobine 18 e 20 vengono eccitate, lo ? anche la 22, ma la bobina 22 ? sempre eccitata in modo da far diventare l'espan sione polare 16 del membro polare 10 un polo Nord.

Quando le bobine 18 e 20 sono eccitate in modo che l'espansione polare 12 ? un polo Sud e l'espansione polare 14 ? un polo Nord, il rotore 30 ha una posizione stabile come mostrato in Fig. 1 , con il polo Nord del rotore adiacente al polo Sud dell'espansione polare 12 e con il polo Sud del rotore a mezza strada fra i poli Nord forniti dalle espansioni pola ri 14 e 16, con ci? realizzandosi un percorso per il flusso avente la pi? bassa riluttanza magnetica. Se viene cambiata l'eccitazione delle bobine, in modo da far diventare l'espansione polare 12 un polo Nord e l'espansione polare 14 un polo Sud, il rotore 30 si muover? di un angolo di 120? in senso orario verso una nuova posizione stabile di minima riluttanza magnetica, con il polo Nord del rotore ora adiacente al polo Sud dell'espansione polare 14 e con il polo Sud del rotore a mezza strada fra i poli Nord forniti dalle espansioni polari 12 e 16.

Vantaggiosamente , tuttavia, al rotore ? impedito di ruotare dell'intero angolo di 120? ed in effetti il suo movimento ? limitato a 90?, per esempio mediante mezzi costituiti da denti di arresto (non mostrati). In altre parole, quando si muove in senso antiorario, il rotore 30 non pu? raggiungere la posizione mostrata in Fig. 1 ma viene fermato a 15? in senso orario da questa posizione. Similmente, quando si muove in senso orario verso l'altra posizione sta. bile (a 120? in senso orario dalla posizione giostrata in Fig. 3), il rotore viene in effetti fermato 15? prima. Perci?, quando viene variata l'eccitazione delle "bobine 18 e 20, il rotore si muove da una all'altra delle posizioni angolari distanziate di 90? l'una dall'altra ed ? trattenuto in quella posizione dalla coppia angolare che il flusso magnetico sta ancora e sercitando sul rotore, tentando di ruotarlo ul'terior mente di 15? verso la posizione con lunghezza minima del percorso del flusso.

La Fig. 3 illustra il modo in cui le bobine 18, 20 e 22 sono eccitate elettricamente. La bobina 18 comprende in sostanza due avvolgimenti bifilari 18A e 18B, ed in modo simile la bobina 20 comprende due avvolgimenti bifilari 20A e 20B. La bobina 22 ? una bobina singola. Una fonte di corrente continua alimenta con corrente elettrica le bobine attraverso un interruttore di commutazione 36? Ci si render? conto quindi che, a causa del modo In cui sono collegati gli avvolgimenti bifilari su ciascuno dei mem bri polari 6 e 8 la commutazione del commutatore 36 dar? luogo alla variazione richiesta nella polarit? di questi membri polari.

La caratteristica del rapporto fra la coppia e l'angolo dell'attuatore ? tale che la coppia sul rotore 30 ? ad un massimo quando esso si trova a mezza strada fra le sue due posizioni angolari finali, in modo che la coppia si sta riducendo al minimo quando il rotore raggiunge ciascuna posizione di limitazione. Ci? contribuisce ad assicurare che il'rotore si fermi dolcemente senza urtare sull?arresto, o dente di arresto. Il terzo membro polare 10 ? particolarmente vantaggioso poich? la sua presenza aumenta la coppia di partenza e riduce la coppia quando il rotore si avvicina alla sua posizione limite.

L'attuatore a rotore descritto pu? essere usato per qualunque scopo opportuno in cui ? richiesto un movimento angolare fra le due posizioni

Un esempio particolare ma non limitativo di un uso opportuno ? mostrato nelle Figg. 4 e 5 in cui l'at tuatore stesso ? rappresentato da un H occo 40 ed ? mostrato con il suo albero di uscita 32 che comanda un dispositivo 44 di accoppiamento per microonde che ? mostrato solo schematicamente.

Come mostrato in Fig. 4, il dispositivo di accoppiamento per microonde comprende un'incastellatura 50 di forma cilindrica generalmente cava avente quattro porte 52, 54, 56 e 58, mostrate in Fig. 5 (solo due di queste essendo mostrate in Fig. 4). L'incastellatura 50 sopporta in modo girevole, per mezzo dei cuscinetti 60 e 62, un rotore 64 di materiale opportuno, il quale ha subito una lavorazione meccanica in modo da fornire canali di guida d'onda curvati 66 e 68.

Il rotore 64 ? collegato in modo da essere fatto ruotare angolarmente da parte dell'albero 32.

Il rotore 64 ? montato sull'albero 32 in modo che in una posizione angolare estrema dell'albero 32, il canale di guida d'onda 66 colleghi le porte 52 e 54 e il canale di guida d'onda 68 colleghi le porte 56 e 58, come mostrato in particolare nella Fig. 5? Nel l'altra posizione estrema dell'albero 32, il canale di guida d'onda 66 collega le porte 54 e 56 e il canale di guida d'onda 68 collega le porte 52 e 58.

Un pomello 70, sovrapposto, di controllo manuale, pu? essere previsto per consentire al rotore 64 di essere orientato manualmente fra le sue due posizioni angolari. D'altra parte, comunque, il pomello 70 pu? essere applicato all'estremit? opposta del dispo sitivo, cio? all'estremit? dell'albero 32 del rotore.

Sebbene l'attuatore sia stato descritto ed illustrato con i poli Nord e Sud magnetizzati permanente mente sul rotore e con le tre espansioni polari 10, 12/e 14 sull'armatura fissa che circonda il rotore, la disposizione potrebbe essere invertita. In altre parole, la parte che costituisce il rotore potrebbe essere corredata delle tre espansioni polari 10, 12, 14 (e naturalmente, delle bobine e dei poli corrispon denti) che sarebbero distanziate angolarmente di 120? e sporgenti verso l'esterno verso l'armatura la quale comprenderebbe due membri parzialmente cilindrici ta li da fornire in modo permanente poli Nord e Sud rispettivamente e tali da circondare almeno parzialmen te il rotore.

che opposte, e un secondo elemento (5) che e fornito di dispositivi polari magnetici (10, 12, 14) distanziati l'uno dall'altro da distanze angolari predeter minate con uno dei detti elementi (5 o 30) che ? cir condato almeno parzialmente dall'altro (30 o 5) e con i due elementi (5, 30) montati per un movimento angolare relativo quando i dispositivi polari (10, 12, 14) sono magnetizzati appropriatamente, caratterizzato dal fatto che vi sono un primo (12), un secondo (14) e un terzo (10) dispositivi polari che sono magnetizzabili in un primo stato in cui il primo dispo sitivo polare (12) '? di polarit? Nord ed il secondo dispositivo polare (14) ? di polarit? Sud ed un secondo stato in cui il primo dispositivo polare (12) ? di polarit? Sud e il secondo dispositivo polare (14) ? di polarit? Nord, per cui gli elementi (5, 30) si muovono verso una prima o una seconda posizio ne angolare relativa a seconda dello stato di magnetizzazione del primo e del secondo dispositivo polare (12, 14) e dal fatto che il terzo dispositivo polare (10) ? magnetizzabile in modo da presentare sem pre la stessa polarit?.

2. Un attuatore secondo la rivendicazione 1, carat terizzato dal fatto che il primo e il secondo dispositivo polare (12, 14) sono distanziati angolarmente l'uno dall'altro sostanzialmente di 120?.

3. Un attuatore secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato da arresti meccanici montati in modo da limitare il massimo movimento angolare relati vo .

4. Un attuatore secondo la rivendicazione 2, carat terizzato da arresti meccanici montati in modo da limitare il massimo movimento angolare relativo a sostanzialmente 90?, i detti 90? venendo a trovarsi in posizione simmetrica entro la distanza angolare di 120? fra il primo ed il secondo dispositivo polare (12, 14).

5. Un attuatore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da rispettive bobine (18, 20) montate per magnetizzare il primo e il secondo dispositivo polare (12, 14), ciascuna del le bobine (18, 20) comprendendo due avvolgimenti bifilari che sono collegati elettricamente in modo che, in un primo dei detti stati di magnetizzazione, uno degli avvolgimenti di una (per es. la 18) delle bobi ne ? eccitato elettricamente in serie con uno'degli avvolgimenti dell'altra (20) delle bobine (18,20), e nel secondo stato di magnetizzazione l'altro degli avvolgimenti di una (per es. la 18) delle bobine ? eccitato elettricamente in serie con l'altro (20) de gli avvolgimenti dell?altra delle bobine.

6. Un attuatore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il primo elemento ? un rotore (30) e il secondo elemento e un'armatura (5) che supporta i dispositivi polari (10, 12, 14) esternamente al rotore (30).

7. Un attuatore secondo una qualunque delle rivendi. cazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto secondo elemento ? un rotore e il primo elemento ? un?armatu ra sopportante le dette porzioni esternamente al rotore

8. Un attuatore secondo la rivendicazione 6 o 7 ca ratterizzato dal fatto di essere disposto in combina zione con un dispositivo di accoppiamento di microon de (Fig. 4) che presenta un elemento girevole (64) orientabile fra due posizioni?sostanzialmente distan ziate di 90? l?una dall'altra, il dispositivo di accop piamente accoppiando un diverso percorso di microonde in ciascuna di tali posizioni, e che un dispositivo (32) collega il detto rotore (30) per comandare l'elemento girevole (64).

9. Un attuatore secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che il rotore ? generalmente cilindrico e pieno, cio? massic-

ci?