ITAN20100181A1 - Faro per veicoli dotato di schermo azionato mediante solenoide. - Google Patents

Description

"FARO PER VEICOLI DOTATO DI SCHERMO AZIONATO MEDIANTE SOLENOIDE"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente domanda di brevetto ha per oggetto un faro per auto e motoveicoli dotato di uno schermo di oscuramento parziale, azionato mediante un attuatore a solenoide.

Come à ̈ noto, tutti i veicoli circolanti su strada adottano ormai fari di potenza differenziata. Essi infatti, oltre alle cosiddette luci di posizione, debbono poter contare su fari anabbaglianti e abbaglianti, destinati ad essere utilizzati alternativamente, in funzione delle differenti condizioni di visibilità e di traffico.

DE 100 51 833 descrive un faro per motoveicolo con schermo mobile per abbaglianti o anabbaglianti, che usa un motore con accoppiamenti pneumatici per attivare lo schermo che ritorna nella posizione di riposo sotto azione di una molla o contrappeso.

FR 2868507 descrive un dispositivo di illuminazione per motoveicolo, avente una scatola e un’unità di supporto per mantenere uno stelo di una parte di supporto di un otturatore oscillante, in modo che gli assi del motore e dello schermo siano paralleli, e una ruota dentata e il pignone terminale del motore costituiscano un ingranaggio.

DE102004025228 descrive un faro per veicolo provvisto di un attuatore elettrico avente una bobina come statore e una molla per la regolazione del rotore e un albero d’apertura in tre posizioni predeterminate di rotazione attorno allo stesso angolo di rotazione, vale a dire un angolo acuto.

Tali soluzioni risultano essere poco affidabili, poiché gli attuatori, le molle e lo schermo del faro sono soggetti ad elevati stress meccanici e possono subire danneggiamenti dopo un breve periodo di funzionamento.

Tali inconvenienti sono risolti, almeno in parte, in WO2008/035385, a nome della stessa richiedente, che descrive un faro per veicolo, in cui lo schermo à ̈ azionato da un attuatore a solenoide comprendente un rotore interno girevole entro uno statore esterno fisso. Tuttavia, il faro descritto in WO2008/035385 presenta delle complessità nel fissaggio dello schermo all’albero del rotore.

Scopo della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un faro per veicoli dotato di schermo azionato mediante solenoide che sia affidabile, resistente, efficiente, economico e di semplice realizzazione ed istallazione.

Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.

Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Il faro per veicoli, secondo l’invenzione, comprende: - una lampada,

- uno schermo rotante in grado di ruotare per parzializzarne il fascio luminoso, passando da una posizione iniziale chiuso di luce anabbagliante ad una posizione aperto di luce abbagliante, e

- un attuatore a solenoide comprendente uno statore fissato a una flangia fissa ed un rotore collegato a detto schermo rotante.

L’attuatore a solenoide può essere azionato dal conducente del veicolo, mediante un apposito comando, per provocare la rotazione di detto schermo rotante.

Il rotore dell’attuatore a solenoide à ̈ montato girevole attorno a detto statore, in modo che lo statore si trovi all’interno del rotore.

Tale particolare configurazione, consente un montaggio più affidabile e sicuro dello schermo sul rotore che si trova all’esterno dello statore.

Inoltre, tale particolare configurazione, consente di evitare l’utilizzo di molle di richiamo, per portare il rotore nella posizione iniziale. Infatti si può sfruttare la forza di attrazione magnetica tra i poli magnetici del rotore e la flangia di supporto che opportunamente à ̈ realizzata in lamiera magnetica.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui:

la Fig. 1 à ̈ una vista in laterale schematica del faro secondo l’invenzione, in cui il suo schermo oscurante à ̈ in posizione chiusa di luce anabbagliante;

la Fig. 1A à ̈ una vista dall’alto del faro di Fig. 1,

la Fig. 2 Ã ̈ una vista in prospettiva, illustrante in esploso i vari componenti del faro di Fig. 1;

la Fig. 3 à ̈ una vista in prospettiva, illustrante in esploso i componenti dell’attuatore a solenoide del faro di Fig. 1,

la Fig. 4 à ̈ una vista in prospettiva illustrante l’attuatore a solenoide di Fig. 3 assemblato;

la Fig. 5 à ̈ una vista frontale illustrante l’attuatore a solenoide di Fig. 4 assemblato in una flangia del faro, con lo schermo in posizione chiusa di luce anabbagliante;

la Fig. 6 Ã ̈ una vista in sezione trasversale, presa lungo il piano di sezione verticale VI-VI di Fig. 5, illustrante lo schermo in posizione chiusa per luce anabbagliante;

la Fig. 7 Ã ̈ una vista come Fig. 6, illustrante lo schermo in posizione aperta per luce abbagliante;

le Figg. 8 e 9 sono due schemi elettrici illustranti il funzionamento del circuito elettrico dell’attuatore a solenoide, quando si trova rispettivamente in posizione chiusa (anabbagliante) ed in posizione aperta (abbagliante).

Con l’ausilio delle figure viene descritto il faro per veicolo, secondo l’invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento (1).

Con particolare riferimento alle Figg. 1, 1A e 2, il faro (1) comprende un’unica lampada (2) dotata di una potenza comparabile a quelle di tradizionali lampade a luce abbagliante. La lampada (2) à ̈ innestata in un tradizionale gruppo di supporto e di alimentazione (20). Un corpo riflettente (21) à ̈ disposto attorno alla lampada (2) per convogliare la luce emessa dalla lampada (2) in una direzione preferenziale. Il corpo riflettente (21) à ̈ fissato al supporto di alimentazione (20) mediante una ghiera (22).

Ai lati del corpo riflettente (21) sono montate due staffe (23) per il fissaggio del faro al telaio del veicolo e per la regolazione dell’inclinazione del fascio luminoso emesso dalla lampada.

Una flangia (3) à ̈ montata sul bordo anteriore del corpo riflettente (21). La flangia (3) (vedere anche Fig. 5) à ̈ costituita da una cornice rettangolare che definisce un’apertura centrale (30) per il passaggio della luce.

Un attuatore a solenoide (4) à ̈ supportato dalla flangia (3). L’attuare a solenoide (4) aziona uno schermo (9) che copre parzialmente l’apertura (30) della flangia in modo da schermare parte del fascio luminoso proveniente dalla lampada (2).

Lo schermo (9) può passare da una posizione chiuso (Fig. 6) ad una posizione aperto (Fig. 7). Quando lo schermo à ̈ in posizione chiuso, esso interferisce con il fascio luminoso emesso dalla lampada (2), quindi si genera una luce anabbagliante. Invece, quando lo schermo (9) à ̈ in posizione aperto, esso non interferisce con il fascio luminoso emesso dalla lampada (2), quindi si genera una luce abbagliante.

Un cavo elettrico (40) à ̈ collegato all’attuatore a solenoide (4) e fuoriesce dal faro (1) per l’alimentazione e azionamento dell’attuatore a solenoide.

Una mascherina anteriore (24) viene fissata al corpo riflettente (21) in modo da bloccare stabilmente la flangia (3). Un corpo trasparente (25), quale ad esempio vetro, viene montato sulla mascherina (24) in modo da proteggere l’interno del faro.

Con riferimento alle Figg. 3 - 5, l’attuatore a solenoide (4) comprende uno statore interno (5) e un rotore esterno (6) montato girevole attorno allo statore (5). Lo statore interno (5) viene fissato alla flangia (3). Invece lo schermo (9) viene fissato sul rotore esterno (6).

Lo statore (5) comprende un albero (50) provvisto di una prima estremità (51) e una seconda estremità (52) che sono supportate in rispettivi supporti (31, 32) della flangia (3). L’albero (5) dello statore viene bloccato alla flangia (3), ad esempio mediante inchiavettatura, in modo da non poter ruotare rispetto alla flangia (3). Sull’albero (50) dello statore à ̈ montato un pacco di lamierini con il relativo avvolgimento (53) di statore. L’avvolgimento (53) dello statore viene realizzato in due parti usando un filo di rame resistente ad alte temperature, in modo da garantire un isolamento elettrico dello statore (5).

Il rotore (6) à ̈ costituito da un cilindro (60) internamente cavo. Dalla superficie esterna del cilindro (60) del rotore sporgono radialmente verso l’esterno due alette (61) che sono fissate allo schermo (9), in modo che lo schermo (9) formi un piano che sporge radialmente verso l’esterno dal cilindro (60) del rotore. Preferibilmente le alette (61) del cilindro del rotore sono fissate in una porzione centrale dello schermo (9). Vantaggiosamente le alette (61) sono saldate allo schermo (9).

Lo schermo (9) à ̈ costituito da una piastra sostanzialmente rettangolare e vantaggiosamente può avere una forma sostanzialmente ad “U†, con due alette (90, 91) che si estendono vicino ai due bordi laterali del rotore (6) per mascherare la luce in prossimità dei lati del rotore.

Entro il cilindro (60) del rotore sono montati due elementi magnetici (7) che costituiscono i poli Nord e Sud del rotore. Gli elementi magnetici (7) possono essere magneti permanenti fissati in posizioni diametralmente opposte alla superficie interna del cilindro (60) del rotore. Vantaggiosamente ciascun polo (7) ha una forma, in sezione trasversale, ad arco di cerchio con un angolo sotteso di circa 90° – 120°.

Lo statore (5) viene inserito entro il rotore (6), in modo che tra la superficie esterna del pacco di lamierini (53) dello statore e la superficie interna dei poli magnetici (7) del rotore si genera un’intercapedine d’aria toroidale (T) (Figg. 6 e 7) denominata traferro.

Su un bordo laterale del cilindro (60) del rotore viene montata una testata (8) avente una forma sostanzialmente discoidale con un codolo centrale (80). Due perni di battuta (81, 82) sono previsti sulla parte periferica della testata (8) in modo da sporgere verso l’esterno. I perni (81, 82) fungono da finecorsa quando entrano in contatto con una superficie di battuta ricavata nella flangia (3). I perni (81, 82) definiscono la corsa di rotazione del rotore (6), dalla posizione chiusa dello schermo (9) (Fig. 6) alla posizione aperta dello schermo (9) (Fig. 7).

Con riferimento alle Figg. 4 e 5, à ̈ da notare che le due estremità (51, 52) dell’albero dello statore sporgono esternamente dai due lati del rotore, per poter impegnarsi, in modo fisso, nei supporti (31, 32) della flangia (3).

Inoltre su un lato del cilindro (60) del rotore à ̈ previsto un codolo assiale (65) entro il quale à ̈ ricava una prima boccola supportata girevolmente sull’albero fisso (50) dello statore. Similmente, la testata (8) presenta, entro il codolo (80), una seconda boccola che viene supportata girevolmente sull’albero fisso (50) dello statore. In questo modo, le due estremità del rotore (6) sono supportate girevolmente dall’albero fisso (50) dello statore.

Opzionalmente, una molla (M) elicoidale viene disposta attorno al codolo (80) della testata del rotore. La molla (M) presenta una prima estremità (M1) impegnata nella testata (8) ed una seconda estremità (M2) che si impegna nella flangia (3).

La molla (M) à ̈ opportunamente pre-caricata, in modo che quando lo schermo (9) à ̈ in posizione aperta (abbagliante), la molla (M) genera una forza di richiamo che tende a riportare il rotore (6) nella posizione di partenza, in cui lo schermo à ̈ chiuso (anabbagliante).

In condizioni iniziali lo schermo (9) à ̈ chiuso (luce anabbagliante). L’azionamento di un comando di attivazione della luce abbagliante da parte del conducente del veicolo determina, in istantanea successione, il passaggio di corrente negli avvolgimenti (53) dello statore (5), l’eccitazione elettrica dell’attuatore a solenoide (4), la rotazione in avanti del cilindro del rotore (6) ed il ribaltamento in avanti e verso il basso dello schermo (9) solidale al rotore (fino alla specifica posizione mostrata nella Fig. 7).

L’azionamento di un comando di disattivazione della luce abbagliante da parte del conducente del veicolo determina, in istantanea successione, l’interruzione del passaggio di corrente negli avvolgimenti dello statore (5), la diseccitazione elettrica dell’attuatore a solenoide (4), la rotazione in dietro del cilindro del rotore (6) ed il sollevamento verso l’alto dello schermo (9) solidale al rotore (fino alla specifica posizione mostrata nella Fig. 6) tale movimento à ̈ coadiuvato dalla molla (M).

Vantaggiosamente, la molla (M) può essere omessa. Infatti l’attuare a solenoide (4) secondo l’invenzione può sfruttare, per il ritorno del rotore (6) nella posizione di partenza (anabbagliante), l’effetto magnetico esistente tra i magneti (7) posizionati all’interno del cilindro del rotore (6) e la flangia esterna (3). A tale scopo, la flangia (3) à ̈ realizzata in lamiera magnetica. In questo modo la molla (M) può essere omessa.

Bisogna considerare che in questa soluzione i magneti polarizzati (7), posti nel cilindro del rotore, si orientano opportunamente rispetto al campo magnetico generato dall’avvolgimento (53) di statore percorso da corrente. Quindi à ̈ necessario definire opportunamente la posizione relativa dei magneti polarizzati (7) posti all’interno del rotore rispetto alla flangia (3).

Naturalmente la coppia antagonista al movimento del rotore (6), generata dalla forza magnetica attrattiva tra i magneti polarizzati (7) posti all’interno del rotore e la flangia (3), non deve essere tale da impedire il movimento del rotore (6) in avanti, quando lo statore (5) viene alimentato, ma deve essere sufficiente per riportare il rotore (6), e quindi lo schermo (9) ad esso solidale, nella posizione di partenza.

Bisogna considerare che il ritorno del rotore (6) nella posizione di partenza, ottenuto tramite l’attrazione magnetica tra i magneti (7) del rotore e la flangia (3) in lamiera magnetica (in assenza di una molla precaricata), genera movimenti non voluti dello schermo (9) causati dall’inerzia con cui il campo magnetico cerca di raggiungere la sua posizione di equilibrio stabile, quando i fine-corsa meccanici previsti nella testata (8) e nella flangia (3) arrestano il movimento del rotore.

Per ovviare a questo inconveniente, à ̈ possibile sfruttare la forza elettromagnetica che si genera durante il ritorno del rotore (6) alla posizione di partenza (anabbagliante). A tale scopo à ̈ stato ideato un apposito circuito elettrico, come mostrato nelle Figg. 8 e 9, in cui sono illustrati, una batteria del veicolo (V) che fornisce l’alimentazione elettrica, l’avvolgimento (53) dello statore dell’attuatore a solenoide, ed un deviatore (T) costituito da un interruttore comandato che può commutare in due posizioni:

- una prima posizione (Fig. 8), in cui l’interruttore (T) cortocircuita l’avvolgimento (53) dello statore interrompendo la sua alimentazione dalla batteria (V).

- una seconda posizione (Fig. 9), in cui l’interruttore (T) leva il cortocircuito dell’avvolgimento (53) dello statore e consente l’alimentazione dell’avvolgimento (53) dalla batteria (V).

In pratica, nel momento in cui alla bobina (53) dello statore viene tolta l’alimentazione, mediante il deviatore (T), si realizza un corto circuito sulla bobina (53) (Fig. 8) in modo da generare un ricircolo di corrente che abbia un effetto frenante sulla velocità del ritorno del rotore in posizione iniziale. Tale ricircolo di corrente nell’avvolgimento (53) ottenuto mediante il cortocircuito dell’avvolgimento (53), funge da freno per il movimento del rotore ed evita oscillazioni indesiderate del rotore.

In sostanza l’interruttore (T) e può essere commutato: - in una posizione attiva (Fig. 9) in cui l’interruttore (T) abilita l’alimentazione elettrica dell’avvolgimento (53) dello statore dalla batteria (V) del veicolo, e

- in una posizione passiva (Fig. 8), in cui l’interruttore (T) disabilita l’alimentazione proveniente dalla batteria (V) e contemporaneamente genera un cortocircuito dell’avvolgimento (53) dello statore, in modo da consentire un ricircolo di corrente, che funge da freno per il movimento di ritorno del rotore (6), provocato dall’attrazione magnetica degli elementi magnetici (7) del rotore da parte della lamiera magnetica della flangia (3).

Naturalmente per il ritorno del rotore (6) in posizione iniziale à ̈ possibile combinare i due effetti, quello di attrazione magnetica tra i poli magnetizzati (7) posti all’interno del rotore e la flangia (3) e quello della molla prevaricata (M).

In questo modo, la molla precaricata elimina l’effetto di movimenti indesiderati dello schermo (9) al momento del ritorno in posizione iniziale del dispositivo.

Alle presenti forme di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Faro (1) per veicoli comprendente: - una lampada (2), - uno schermo rotante (9) in grado di ruotare per parzializzarne il fascio luminoso, passando da una posizione iniziale chiuso di luce anabbagliante ad una posizione aperto di luce abbagliante, e - un attuatore a solenoide (4) comprendente uno statore (5) fissato a una flangia fissa (3) ed un rotore (6) collegato a detto schermo rotante (9), detto attuatore a solenoide (4) essendo azionabile dal conducente del veicolo mediante un apposito comando, per provocare la rotazione di detto schermo rotante (9), caratterizzato dal fatto che detto rotore (6) dell’attuatore a solenoide (4) à ̈ montato girevole attorno a detto statore (5), in modo che lo statore si trovi all’interno del rotore.
2. 2) Faro (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto statore (5) comprende un pacco di lamierini con avvolgimento (53) e detto rotore (6) comprende due elementi magnetici (7) che costituiscono due poli magnetici.
3. 3) Faro (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto rotore (6) comprende un corpo cilindrico (60) internamente cavo e detti elementi magnetici (7) hanno la forma di archi di cerchio, fissati alla superficie interna del corpo cilindrico (60) del rotore, in direzioni diametralmente opposte.
4. 4) Faro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto rotore (6) comprende almeno un’aletta (61) che sporge radialmente verso l’esterno per il fissaggio di detto schermo (9), in modo che detto schermo (9) formi un piano radiale rispetto al rotore.
5. 5) Faro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di battuta (81, 82) che cooperano con superficie di battuta complementare prevista in detta flangia fissa (3), detti mezzi di battuta (81, 82) fungono da finecorsa, per la corsa di rotazione del rotore.
6. 6) Faro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detta flangia (3) di supporto dell’attuatore a solenoide à ̈ realizzata in lamiera magnetica per generare una forza di attrazione magnetica sugli elementi magnetici (7) del rotore, in modo da richiamare il rotore in una posizione iniziale.
7. 7) Faro (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto attuatore a solenoide (4) comprende un circuito elettrico comprendente un interruttore (T) che può essere commutato: - in una posizione attiva in cui l’interruttore (T) abilita l’alimentazione elettrica dell’avvolgimento (53) dello statore da una batteria (V) del veicolo, e - in una posizione passiva, in cui l’interruttore (T) disabilita l’alimentazione proveniente dalla batteria (V) e contemporaneamente genera un cortocircuito dell’avvolgimento (53) dello statore in modo da consentire un ricircolo di corrente, che funge da freno per un movimento di ritorno del rotore, provocato dall’attrazione magnetica degli elementi magnetici (7) del rotore da parte della lamiera magnetica della flangia (3).
8. 8) Faro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto attuatore a solenoide (4) comprende mezzi a molla (M) interposti tra detto rotore (6) e detta flangia fissa (3), per consentire il ritorno di detto rotore in una posizione iniziale in cui lo schermo (9) Ã ̈ chiuso per la luce anabbagliante.
9. 9) Faro (1) secondo la rivendicazione 8, quando dipendente dalla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto attuatore a solenoide comprende una testata (8) fissata ad un lato del rotore, per accogliere detti mezzi a molla (M) e detti mezzi di battuta (81, 82) fungenti da finecorsa.
10. 10) Faro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto statore (5) comprende un albero fisso (50) comprendente due estremità (51, 52) che fuoriescono dal rotore (6) per essere fissate, in modo fisso, a detta flangia fissa (3) e detto rotore (6) comprende due boccole montate girevoli attorno a detto albero fisso (50) dello statore (5).