ITBO20070110A1 - Cerniera per ante o sportelli. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE - dal titolo:

CERNIERA PER ANTE O SPORTELLI.

La presente invenzione concerne una cerniera per ante o sportelli. In particolare, la presente invenzione ha ad oggetto una cerniera utilizzabile per vincolare sportelli di elettrodomestici, quali ad esempio forni, alle rispettive strutture di supporto.

A titolo puramente esemplificativo e non limitativo, nel seguito della presente trattazione si descriverà la presente invenzione con riferimento ad un forno.

Le cerniere di questo tipo sono normalmente costituite da due parti distinte le quali sono cinematicamente collegate l’una all’altra, direttamente o mediante l'interposizione di una leva.

Più precisamente, la prima di tali parti, è fissata alla struttura del forno in corrispondenza di un lato della sua bocca d’ingresso mentre la seconda è fissata ad un bordo dello sportello che viene in tal modo reso mobile, a ribalta, rispetto a tale bocca d’ingresso.

Uno o più elementi elastici sono interposti tra le citate due parti della cerniera.

Durante la rotazione dello sportello a partire dalla sua posizione di chiusura, i citati elementi elastici, in una prima fase contrastano il distacco dello sportello dal telaio di supporto del forno e, in una seconda fase, contrastano invece la successiva rotazione dello sportello ed il suo conseguente abbassamento fino ad una posizione di finecorsa di completa apertura della bocca di ingresso del forno.

In questa seconda fase di apertura, lo sportello, sotto l’azione combinata del proprio peso, che ne favorisce la discesa, e degli elementi elastici, che esplicano un’azione frenante, esegue una rotazione graduale. Durante la rotazione dello sportello a partire dalla sua posizione di finecorsa di apertura, l’azione dei citati elementi elastici viene dapprima bilanciata dal peso dello sportello, e ciò garantisce, inizialmente, una graduale rotazione di chiusura; successivamente, però, in assenza di una azione frenante da parte dell’utente, lo sportello viene spinto dagli elementi elastici verso il telaio del forno con una forza sufficiente ad assicurarne una efficace chiusura.

In sostanza, la presenza delle cerniere dotate di elementi elastici assolve la funzione di equilibratura dello sportello, affinché quest’ultimo, da una parte, non cada quando viene aperto e, dall’altra, quando viene chiuso, non scatti con forza per ritornare nella propria condizione di chiusura.

Nei propri movimenti di apertura e chiusura, prescindendo dall’azione dell’utilizzatore, lo sportello è sottoposto all'azione di due differenti coppie, luna, detta appunto “di apertura" e alla quale contribuisce il peso dello sportello stesso, e l’altra, detta “di chiusura”, essenzialmente determinata dalla forza di reazione elastica delle molle delle cerniere. Almeno oltre un angolo di apertura determinato delio sportello, ad esempio superiore ai 30°, la coppia di apertura sarà vantaggiosamente positiva mentre la coppia di chiusura avrà un valore negativo.

Tali valori sono quelli preferiti per un buon funzionamento dello sportello; infatti, qualora la molla o le molle contenute nella cerniera fossero troppo deboli, la coppia di apertura potrebbe divenire negativa richiedendo all’operatore di frenare l’apertura dello sportello che altrimenti andrebbe in caduta libera; diversamente, qualora la molla o le molle generassero una forza di reazione elastica troppo elevata, la coppia di chiusura potrebbe diventare positiva generando quindi una violenta chiusura dello sportello.

In sostanza, come detto, per un corretto funzionamento dello sportello, è necessario che le due coppie, almeno oltre un certo angolo di apertura, siano l’una di valore positivo, quella di apertura, e l'altra di valore negativo, quella di chiusura.

La differenza in valore assoluto tra le due coppie esprime, in pratica, la versatilità della cerniera, cioè il range di differenti pesi di sportello che una determinata cerniera è in grado di bilanciare.

Le cerniere note presentano l’inconveniente di essere adatte a bilanciare sportelli compresi in un range di peso piuttosto ridotto, costringendo quindi i costruttori e gli utilizzatori ad adottare estese gamme di cerniere per poter diversificare i pesi degli sportelli.

Può ad esempio accadere che uno stesso eiettrodomestico, rifinito con superfici di rivestimento dal peso diverso debba essere equipaggiato con cerniere differenti, costringendo, nella peggiore delle ipotesi, a montare le cerniere e lo sportello solamente dopo che ne sia stato deciso il rivestimento.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di incrementare la capacità di bilanciamento di una cerniera, permettendo quindi alla stessa di essere utilizzata con un largo numero di sportelli di peso differente, senza che per ciascuno sportello sia necessario modificare gli elementi elastici e/o variarne la regolazione o taratura.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una cerniera per ante o sportelli la quale comprende le caratteristiche presenti in una qualsiasi delle rivendicazioni di seguito riportate.

Le caratteristiche tecniche della presente invenzione, secondo il suddetto scopo, sono chiaramente deducibili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, in particolare dalla rivendicazione 1 e, preferibilmente, da una qualsiasi rivendicazione dipendente, direttamente o indirettamente, dalla rivendicazione 1.

I vantaggi della presente invenzione risulteranno, inoltre, maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, la quale è fatta con riferimento ai disegni allegati che rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa della stessa invenzione, in cui:

- la figura 1 illustra, in una vista prospettica schematica dall’alto, un forno provvisto di uno sportello ad esso vincolato mediante due cerniere realizzate in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 illustra, in una vista schematica in elevazione laterale e con alcune parti sezionate o in trasparenza per meglio evidenziarne altre, una cerniera secondo la presente invenzione;

- la figura 3 illustra, in una vista prospettica con un particolare esploso, la cerniera di figura 2;

- la figura 4 illustra, in una vista prospettica, il particolare esploso di cui in figura 3;

- le figure 5, 6 e 7 mostrano, in rispettive viste prospettiche schematiche, la cerniera di cui alle precedenti figure in tre differenti configurazioni operative;

- la figura 8 illustra, in una vista schematica in elevazione laterale, la cerniera di cui alla figura 2.

Con riferimento alla figura 1 , con 1 è indicato nel suo complesso un forno comprendente un telaio 2 al quale è collegato uno sportello 3 tramite due cerniere 4 che ne consentono la rotazione a ribalta attorno ad un primo asse A orizzontale.

Con riferimento alla figura 2, ciascuna delle due cerniere 4 comprende un primo elemento 5 scatolare fissato al telaio 2 del forno 1 , ed un secondo elemento 6, anch’esso scatolare, fissato allo sportello 3. Il primo e il secondo elemento 5, 6 scatolare sono cinematicamente connessi tramite una leva 7 di collegamento.

Secondo quanto illustrato anche nella figura 3, il secondo elemento 6 scatolare presenta una sezione trasversale sostanzialmente a forma di C e si sviluppa longitudinalmente lungo un proprio asse B il quale nel seguito sarà indicato anche come direzione di sviluppo prevalente del secondo elemento 6 stesso.

La leva 7 di collegamento comprende un primo braccio 8, atto ad essere rigidamente vincolato al primo elemento 5 scatolare, ed un secondo braccio 9 il quale è collegato al secondo elemento 6 scatolare. Per il collegamento tra i citati secondo braccio 9 e secondo elemento 6 scatolare, la cerniera 1 comprende un primo perno 10 passante per un rispettivo foro realizzato all’estremità del secondo braccio 9 stesso e coassiale all’asse A.

Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, la cerniera 4 comprende, inoltre, un’asta 11 ed uno stelo 12 disposti in successione longitudinale secondo l’asse B, all’interno del secondo elemento 6 scatolare e tra loro agganciati.

L’asta 11 è a conformazione scatolare con sezione a C e presenta un’estremità 11 a inferiore infulcrata sulla leva 7, in corrispondenza di un rispettivo perno P, in modo sostanzialmente noto, ed un’estremità 11 b superiore di collegamento con una estremità 12a inferiore del citato stelo 12.

Allinterno del secondo elemento 6 scatolare è alloggiata una prima molla 13 elicoidale, calzata esternamente allo stelo 12 e sollecitata a compressione, come sarà meglio evidenziato in seguito.

Con riferimento alla figura 2, il secondo elemento 6 scatolare è suddiviso in due porzioni, una superiore di alloggiamento della prima molla 13 ed una inferiore di alloggiamento dell’asta 11 ; le due citate porzioni superiore e inferiore sono tra loro separate da una setto 14 nel quale è definito un foro 15 di passaggio dello stelo 12.

Il setto 14 definisce inoltre una superficie di battuta per una spira 13a d’estremità prossimale della molla 13.

Lo stelo 12 presenta un'estremità 12b superiore longitudinalmente opposta a quella 12a agganciata all’asta 12 la quale estremità 12b superiore è atta ad impegnarsi con una spira 13b d’estremità distale per comprimere la molla 14 stessa.

La molla 13 definisce, per la cerniera 4, un elemento elastico atto a generare una forza di reazione che contrasta l’apertura dello sportello 3. Alia citata azione elastica della molla 13 si sovrappone, soltanto in prossimità della posizione di chiusura, da e verso la stessa posizione di chiusura, l’azione di una seconda molla 16 elicoidale precompressa, la quale è atta a cooperare con una camma 7a ricavata sulla leva 7 a bilanciere, attraverso un rispettivo stelo 17 che agisce su una punteria 18 a rullino, per impartire un movimento di scatto in chiusura alio sportello 3 e per definire una posizione stabile di semiapertura di quest'ultimo.

Le caratteristiche strutturali e funzionali delia seconda molla 23 sono già state descritte nella domanda di brevetto italiano B02006A000308 a nome dello stesso richiedente, il cui contenuto qui si richiama per riferimento, e pertanto, non saranno ulteriormente approfondite nel corso della presente trattazione.

Con riferimento alla figura 3, l’asta 11 scatolare a C comprende una parete frontale 19 e due pareti 20 laterali tra loro parallele, delle quali solo una visibile in figura. Sulla parete 19 frontale dell’asta 11 è ricavata un’apertura 21 sulla quale apertura 21 si impegna un elemento 22 di attrito, vantaggiosamente realizzato in materiale plastico. Con riferimento alla figura 4, l’organo 22 di attrito comprende due denti 23 e, da bande opposte di questi, due rispettive appendici 24a, 24b laterali.

I due denti 23 sono atti ad agganciarsi a scatto su rispettive porzioni 19a, 19b di riscontro definite da altrettanti bordi della parete 19 frontale definenti la citata apertura 21.

Le citate appendici 24a, 24b laterali dell’organo 22 di attrito si affacciano ciascuna su una rispettiva parete 6a, 6b laterale longitudinale del secondo elemento 6 scatolare e, come sarà meglio spiegato nel seguito, sono atte ad impegnarsi in sfregamento con tali pareti 6a, 6b longitudinali.

Con riferimento alla figura 8, lungo le citate pareti 6a, 6b longitudinali del secondo elemento 6 scatolare sono realizzate rispettive rientranze 25, tra loro affacciate, le quali rientranze 25 definiscono una zona 26 di alloggiamento dell’organo 22 di attrito in corrispondenza della quale zona l’organo 22 di attrito stesso non esercita alcuna frizione sulle pareti 6a, 6b stesse.

L’organo 22 di attrito, nell’interazione delle sue appendici 24a, 24b con le pareti 6a, 6b longitudinali, definisce, per la cerniera 4, rispettivi mezzi 27 di frizione.

I denti 23 dell’organo 22 di attrito definiscono mezzi 28 rimovibili di collegamento dell’organo 22 stesso all'asta 11.

Qui di seguito verrà brevemente descritto il funzionamento di una delle due cerniere 4 a partire dalla posizione di chiusura dello sportello 3, illustrata schematicamente nelle figure 2 e 3.

La coppia impartita allo sportello 3 in apertura, da parte del'utilizzatore e, oltre una certa rotazione, dal peso dello sportello 3, è discorde dalla coppia generata dalla molla 13 che rende graduale e frenato il movimento dello sportello 3 verso la posizione di completa apertura illustrata in figura 1.

A partire dalla posizione di completa apertura dello sportello 3 illustrata in figura 1 , una rotazione di questo verso la posizione di chiusura è favorita dall’azione della molla 13 ed è inizialmente ostacolata dal peso dello sportello 3.

In dettaglio, nelle figure da 5 a 7 sono raffigurate in sequenza differenti configurazioni di apertura della cerniera 4 e cioè, in figura 5 una configurazione chiusa, in figura 6 una configurazione mediamente aperta ed in figura 7 una configurazione sostanzialmente aperta.

Ebbene, nel passaggio dalia configurazione chiusa di figura 5 a quella aperta di figura 7, la molla 13 è compressa e caricata per l’azione esercitata dallo stelo 12 a sua volta tirato dall’asta 11. L’asta 11 è infatti posta in trazione dalla rotazione relativa della leva 7 rispetto al secondo elemento 6 scatolare attorno all’asse A. L’asta 11 quindi, nel tirare lo stelo 12 scorre all’interno dell’elemento 6 scatolare relativamente allo stesso.

L’organo 22 di attrito in corrispondenza della configurazione di figura 5 risulta disposto nell'alloggiamento 26 definito dalle rientranze 25 e, quindi, con le proprie appendici 24a, 24b laterali che sono distaccate dalle pareti 6a, 6b longitudinali dell’elemento 6 scatolare stesso. In tale configurazione, essendo le appendici 24a, 24b non in contatto con le pareti 6a, 6b, non si esercita alcuna frizione tra l’organo 22 di attrito ed il secondo elemento 6 scatolare.

All’apertura dell’anta o sportello 3 da parte di un utilizzatore, cioè passando alla configurazione di figura 6, in cui l’asta 11 scorre avvicinandosi all’asse A, le citate appendici 24a, 24b uscendo dalla zona 26 di alloggiamento, iniziano ad impegnarsi in strisciamento con le pareti laterali del secondo elemento 6 scatolare. Tale strisciamento origina una frizione tra l’organo 22 d’attrito che ostacola l’apertura dell'anta 3 contribuendo anche a rendere tale movimento fluido e smorzato e riducendo anche la possibilità di movimenti bruschi e improvvisi della stessa.

Lo strisciamento delle appendici 24a, 24b prosegue fino alla configurazione di massima apertura della cerniera 4, come illustrato in figura 7 e, logicamente, anche nel percorso inverso che riporta la cerniera 4 alla sua configurazione chiusa delle figure 2 e 3.

In altre parole, la frizione o sfregamento che si stabilisce tra l’organo 22 di attrito e le pareti 6a, 6b del secondo elemento 6 durante il loro movimento relativo, determina una dissipazione di energia, per attrito. Si è realizzato che tale dissipazione, ottenuta incrementando gii attriti interni della cerniera, permette vantaggiosamente di ampliare il range di pesi dello sportello che una determinata cerniera è in grado di equilibrare. Sperimentalmente si è infatti riscontrato che una cerniera del tipo di quella descritta, quando è priva dell’organo 22 di attrito, è in grado di equilibrare sportelli di pesi differenti rientranti in un range di circa 350 gr mentre, con l'adozione dell’organo 22 di attrito, la stessa cerniera è in grado di bilanciare efficacemente sportelli di peso differente rientranti in un range di circa 1000 gr.

In altre parole, se la cerniera priva di mezzi 27 di frizione, costituiti ad esempio dall’organo 22 d’attrito, può equilibrare sportelli 3 diversi che differiscono tra loro in peso al massimo di 350 gr, la stessa cerniera quando è dotata dell’organo 22 di attrito può equilibrare efficacemente sportelli 3 diversi che differiscono tra loro in peso fino a 1000 gr.

I mezzi 27 di frizione, pertanto, incrementano gli attriti interni della cerniera 3 di una quota comunque non in grado di rendere difficoltosa la manovra dello sportello e rendono così la cerniera 3 adattabile ad una vasta gamma di sportelli, anche di pesi molto differenti tra loro.

In altre parole, l’adozione dei mezzi 27 di frizione permette di aumentare in valore assoluto la differenza tra le citate coppie “di apertura” e “di chiusura” dello sportello 3, grandezza che, come detto, definisce in pratica la versatilità della cerniera cioè il range di differenti pesi di sportello che una determinata cerniera è in grado di bilanciare.

Vantaggiosamente, la disposizione dell’organo 22 di attrito all’interno dell’alloggiamento 26, con le proprie appendici 24a, 24b laterali che sono distaccate dalle pareti 6a e 6b longitudinali, permette di non avere ostacolo alcuno alla chiusura dello sportello 3. Pertanto, in corrispondenza della chiusura dello sportello 3, l’energia elastica espressa dalla seconda molla 16 non è dissipata dai mezzi 27 di frizione e può quindi contribuire a pieno alla chiusura ermetica dello sportello 3 stesso.

Secondo una variante realizzativa non illustrata della cerniera secondo la presente invenzione, le pareti 6a, 6b a sviluppo longitudinale contraffacciate del secondo elemento 6 sono realizzate tra loro convergenti verso il perno 10, almeno per un tratto della loro estensione longitudinale. In tal modo, si incrementa vantaggiosamente la forza di attrito che si sviluppa tra le stesse pareti 6a, 6b e l’organo 22 d'attrito nel passaggio dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura dello sportello 3. L’invenzione così concepita è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cerniera per ante o sportelli, in particolare di elettrodomestici, comprendente un primo elemento (5) ed un secondo elemento (6), una leva (7) di collegamento fra i detti primo e secondo elemento (5, 6), la leva (7) essendo fulcrata sui secondo elemento (6) per mezzo di un perno (10) per rendere detti primo e secondo elemento (5, 6) reciprocamente mobili a ribalta; detti primo e secondo elemento (5, 6) essendo fissabili uno ad un telaio (2) e l’altro ad un’anta o sportello (3), per rendere l’anta o sportello (3) mobile rispetto al telaio (2) fra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura, detto secondo elemento (6) essendo scatolare e comprendendo al suo interno mezzi elastici (13) collegati a detta leva (7) mediante un asta (11 ) scorrevole all’interno del secondo elemento (6) scatolare stesso, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi (27) di frizione per frenare lo scorrimento reciproco di detta asta rispetto a detto secondo elemento (6) scatolare.
2. 2. Cerniera secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detti mezzi (27) di frizione comprendono un organo (22) di attrito interposto tra detta asta (11) e detto secondo elemento (6) scatolare e solidale ad uno di essi.
3. 3. Cerniera secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto organo (22) di attrito è connesso a detta asta (11).
4. 4. Cerniera secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto organo (22) di attrito comprende mezzi (28) di collegamento rimovibile per connettere l’organo (22) stesso a detta asta (11).
5. 5. Cerniera secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (28) di collegamento comprendono almeno un dente (23) atto ad impegnarsi a scatto con una rispettiva porzione (19a, 19b) di riscontro di detta asta (11).
6. 6. Cerniera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detto secondo elemento (6) scatolare comprende due pareti (6a, 6b) a sviluppo longitudinale tra loro contraffacciate, caratterizzata dal fatto che detto organo (22) di attrito comprende due appendici (24a, 24b) laterali opposte ciascuna destinata ad impegnarsi in sfregamento con una rispettiva di dette pareti (6a, 6b) di detto secondo elemento (6) scatolare.
7. 7. Cerniera secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che dette pareti (6a, 6b) longitudinali contraffacciate di detto secondo elemento (6) scatolare comprendono rispettive rientranze (25) definenti una zona (26) di alloggiamento per detto organo (22) di attrito in corrispondenza della quale zona (26) l’organo (22) di attrito stesso non esercita alcuna frizione su dette pareti (6a, 6b) longitudinali.
8. 8. Cerniera secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto organo (22) di attrito è disposto in detta zona (26) di alloggiamento almeno in corrispondenza di detta posizione di chiusura di detta anta o sportello (3).
9. 9. Cerniera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzata dal fatto che dette pareti (6a, 6b) a sviluppo longitudinale contraffacciate sono tra loro convergenti per incrementare la forza di attrito che si sviluppa tra le stesse pareti (6a, 6b) e l'organo (22) d’attrito nel passaggio da detta posizione di chiusura a detta posizione di apertura di detta anta o sportello (3).
10. 10. Cerniera secondo una qualsiasi delie rivendicazioni da 2 a 9, caratterizzata dal fatto che detto organo (22) di attrito è realizzato in materiale plastico.
11. 11. Elettrodomestico comprendente almeno una cerniera (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10.