ITBO960452A1 - Corpo farfallato motorizzato - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione riguarda un corpo farfallato motorizzato, in particolare un corpo farfallato atto ad essere inserito lungo un collettore di aspirazione di un motore a scoppio, a cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità .

Attualmente sono noti corpi farfallati motorizzati comprendenti un condotto di adduzione, attraverso il quale un fluido comburente (aria) raggiunge il collettore di aspirazione del motore; una valvola a farfalla alloggiata mobile all'interno del condotto di adduzione, ed atta a parzializzare la portata del fluido comburente in funzione della sua posizione; ed un dispositivo di azionamento atto a spostare selettivamente la valvola a farfalla per controllare la portata del fluido comburente.

Il dispositivo di azionamento è definito da un attuatore elettrico comprendente uno statore, il quale presenta un corpo ferromagnetico di forma toroidale, ed una bobina elettrica anulare avvolta in modo noto lungo il corpo ferromagnetico, ed un rotore, il quale presenta un corpo ferromagnetico di forma cilindrica montato girevole al centro dello statore, ed una coppia di magneti permanenti montati solidali sul corpo ferromagnetico di forma cilindrica.

Il principale inconveniente dei corpi farfallati motorizzati sopra descritti è che_llattuatore-.elettrico è in grado di erogare coppie torcenti di valore adequato solo se alimentato con correnti elettriche di valore relativamente elevato. Inoltre, 1'attuatore presenta l'inconveniente di dissipare in modo inefficace il calore prodotto al suo interno, impedendo di fatto Inutilizzo di correnti di valore elevato.

Infine, la realizzazione della bobina elettrica di statore risulta essere economicamente onerosa, richiedendo l'impiego di macchine complesse con tempi di fabbricazione relativamente lunghi, e costi relativamente elevati.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un corpo farfallato motorizzato, esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un corpo farfallato motorizzato atto ad essere montato lungo un collettore di aspirazione di un motore a scoppio; il detto corpo farfallato comprendendo un condotto di adduzione, una valvola a farfalla alloggiata mobile all'interno del condotto, ed atta a parzializzare una sezione intermedia del condotto stesso, ed un dispositivo di azionamento atto a muovere selettivamente la detta valvola a farfalla; il detto dispositivo di azionamento comprendendo un motore elettrico presentante uno statore fisso, ed un rotore mobile angolarmente solidale alla detta valvola a farfalla; il detto corpo farfallato motorizzato essendo caratterizzato dal fatto che il rotore del detto motore elettrico comprende un primo corpo ferromagnetico conformato sostanzialmente a tazza, e lo statore del detto motore elettrico comprende un secondo corpo ferromagnetico che presenta una forma sostanzialmente cilindrica, ed è montato coassiale all'interno del primo corpo ferromagnetico.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione di un corpo farfallato motorizzato realizzato secondo la presente invenzione;

la figura 2 illustra in sezione un particolare del corpo farfallato motorizzato della figura 1; e

la figura 3 è una variante della figura 2.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un corpo farfallato motorizzato preferibilmente atto ad essere inserito lungo un collettore di aspirazione (non illustrato) di un motore a scoppio (non illustrato).

Il corpo farfallato 1 comprende un condotto 2 di adduzione all'interno del quale fluisce, nell'esempio illustrato, un fluido comburente percorrendo il citato collettore di aspirazione (non illustrato) del motore a scoppio; una valvola 3 a farfalla alloggiata mobile all'interno del condotto 2 di adduzione, ed atta a parzializzare la portata del fluido comburente in funzione della sua posizione all'interno del condotto 2 stesso; ed un dispositivo 4 di azionamento atto a spostare selettivamente la valvola 3 a farfalla per controllare la portata del fluido comburente.

In particolare, il condotto 2 si estende coassiale ad un asse 5 principale perpendicolare al piano del foglio, e la valvola 3 a farfalla è calettata su di un mozzo 6 che si estende coassiale ad un asse 7 complanare e perpendicolare all'asse 5, ed è montato passante attraverso la parete laterale 8 del condotto 2 tramite l'interposizione di cuscinetti di rotolamento 9. Il mozzo 6 è montato girevole attorno all'asse 7 per ruotare la valvola 3 a farfalla attorno all'asse 7 stesso .

Il dispositivo 4 di azionamento comprende un motore 10 elettrico ed una centralina elettronica 11 di comando, la quale è atta a comandare il motore 10 in funzione di determinati parametri rilevati da una pluralità di sensori (non illustrati) presenti nel citato motore a scoppio (non illustrato).

Il motore 10 elettrico è disposto all'esterno del condotto 2 allineato al mozzo 6, e presenta una carcassa 12 esterna comprendente un corpo a tazza 13, che si estende coassialmente all'asse 7 e presenta la propria parete di fondo 13a solidale alla parete laterale 8 del condotto 2, ed un coperchio 14, coassiale all'asse 7, per la chiusura del corpo a tazza 13 stesso. Il motore 10 elettrico presenta, inoltre, uno statore 15 ed un rotore 16, entrambi alloggiati all'interno della carcassa 12.

Lo statore 15 comprende un corpo ferromagnetico 17 di forma sostanzialmente cilindrica, il quale presenta una pluralità di cave 18 longitudinali (vedi figura 2) uniformemente distribuite lungo la superficie periferica del corpo ferromagnetico 17 stesso, ed una coppia di bobine 19 elettriche collegate in serie, le cui spire sono alloggiate all'interno delle cave 18. Il corpo ferromagnetico 17 è coassiale all'asse 7, ed è centralmente calettato su di un elemento 20 interno di supporto di materiale ferromagnetico, il quale è disposto a contatto del coperchio 14 internamente alla carcassa 12, e si estende coassialmente all'asse 7 verso la parete di fondo 13a del corpo a tazza 13. L'elemento 20 di supporto appartenente al motore 10 è provvisto di un foro passante 21 coassiale all'asse 7, all'interno del quale è montata girevole una porzione 22 di estremità del mozzo 6 che sporge dal condotto 2 all'interno della carcassa 12, ed è realizzata preferibilmente di materiale ferromagnetico.

Il rotore 16 comprende invece un corpo ferromagnetico 23 conformato a tazza, il quale è coassiale all'asse 7, è interposto tra lo statore 15 ed il corpo a tazza 13 della carcassa 12 esterna, e presenta una rispettiva parete 23a di fondo calettata sulla porzione 22 del mozzo 6 ed affacciata alla parete di fondo 13a del corpo a tazza 13. Il rotore 16 comprende, inoltre, una coppia di magneti 24 permanenti, i quali sono montati solidali sul corpo ferromagnetico 23 affacciati alla superficie periferica del corpo ferromagnetico 17 dello statore 14.

Con riferimento alla figura 1, sulla parete di fondo 13a del corpo a tazza 13 è presente una sede 25 anulare coassiale all'asse 7, all'interno della quale è alloggiata una molla 26 elicoidale presentante due estremità opposte solidali rispettivamente al corpo ferromagnetico 22 del rotore 16, ed alla parete di fondo 13a stessa.

Il motore 10 comprende infine un dispositivo 27 di rilevamento di tipo noto collegato alla centralina elettronica 11, il quale è montato sul coperchio 14 allineato alla porzione 22 del mozzo 6, ed è atto a rilevare la posizione angolare del mozzo 6 stesso.

Con riferimento alla figura 2, le bobine 19 elettriche sono disposte da bande opposte rispetto all'asse 7, e sono atte a generare, se percorse da una corrente elettrica, un campo magnetico che presenta una intensità proporzionale alla corrente elettrica, e produce sulla superficie periferica del corpo ferromagnetico 17 due poli magnetici di segno opposto, noti come polo nord (N) e polo sud (S). Analogamente, in ciascun magnete 24 permanente è naturalmente presente un rispettivo campo magnetico che determina sul magnete 24 stesso un rispettivo polo nord (N) ed un rispettivo polo sud (S); ed i due magneti 24 permanenti, montati solidali sul corpo ferromagnetico 23 da bande opposte dell'asse 7, sono disposti in modo tale presentare affacciato al corpo ferromagnetico 17 un polo magnetico diverso .

L'interazione tra il due poli magnetici presenti dello statore 15 ed i poli magnetici dei magneti 24 del rotore 16 produce una coppia torcente proporzionale alla corrente elettrica circolante nelle bobine 19, e dipendente dalla posizione dei magneti 24 permanenti rispetto alle bobine 19. La coppia torcente contrasta la coppia elastica di richiamo della molla 26 elicoidale, determinando una rotazione del mozzo 6 attorno all'asse 7 fino ad una nuova posizione di equilibrio .

Data la particolare struttura del motore 10, il campo magnetico relativo alle due bobine 19 ed il campo magnetico relativo ai due magneti 24 permanenti seguono un percorso magnetico P di richiusura che si sviluppa attraverso il corpo magnetico 17 ed il corpo magnetico 23 (linea tratto-punto), ed eventualmente attraverso l'elemento 20 interno di supporto e la porzione 22 di estremità del mozzo 6 (linea tratteggiata) . In particolare, il percorso magnetico P si sviluppa attraverso la parete 23a di fondo del corpo magnetico 23.

In uso, a partire da una posizione di riposo determinata dalla molla 26, la centralina elettronica 11 alimenta le bobine 19 con una corrente determinata in funzione dei valori rilevati dai citati sensori (non illustrati) . Tale corrente elettrica produce una coppia torcente che provoca una rotazione del mozzo 6, e quindi della valvola 3 a farfalla, fino ad una nuova posizione di equilibrio determinata dall'eguaglianza tra coppia torcente e coppia elastica di richiamo della molla 26.

Variando la corrente circolante nelle bobine 19 è possibile quindi variare la posizione della valvola 3 a farfalla all'interno del condotto 2.

Secondo una variante illustrata a tratteggio in figura 2, il rotore 16 è provvisto inoltre di due magneti 29 permanenti compensatori, i quali sono montati solidali sul corpo ferromagnetico 23 intercalati ai magneti 24 permanenti per ridurre la quantità di campo magnetico che non segue il percorso magnetico P.

Tali magneti 29 presentano i rispettivi poli nord (N) affacciati al magnete 24 permanente presentante il proprio polo nord (N) affacciato allo statore 15, ed i rispettivi poli sud (S) affacciati al magnete 24 permanente presentante il proprio polo sud (S) affacciato allo statore 15.

Secondo una ulteriore variante illustrata in figura 3, lo statore 15 presenta una pluralità di coppie di bobine 19 uniformemente distribuite lungo la superficie periferica del corpo ferromagnetico 17, mentre il rotore 16 presenta un numero di coppie di magneti 24 permanenti uguale al numero di coppie di bobine 19.

Il principale vantaggio del corpo farfallato 1 sopra descritto è che il dispositivo 4 di azionamento della valvola 3 a farfalla presenta un motore elettrico 10 che, grazie alla sua struttura, è in grado di sviluppare coppie torcenti elevate richiedendo correnti elettriche di valore relativamente ridotto. Inoltre, la struttura del motore 10 permette un efficace scambio termico, e le bobine 19 dello statore 15 sono facilmente realizzabili riducendo sensibilmente i costi di produzione .

Risulta infine chiaro che al dispositivo qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (7)

1. R IV E N D I C A Z IO N I 1. Corpo farfallato (1) motorizzato atto ad essere montato lungo un collettore di aspirazione di un motore a scoppio; il detto corpo farfallato (1) comprendendo un condotto (2) di adduzione, una valvola a farfalla (3) alloggiata mobile all'interno del condotto (2}, ed atta a parzializzare una sezione intermedia del condotto (2) stesso, ed un dispositivo di azionamento (4) atto a muovere selettivamente la detta valvola a farfalla (3); il detto dispositivo di azionamento (4) comprendendo un motore elettrico (10) presentante uno statore (15) fisso, ed un rotore (16) mobile angolarmente solidale alla detta valvola a farfalla (3); il detto corpo farfallato (1) motorizzato essendo caratterizzato dal fatto che il rotore (16) del detto motore elettrico (10) comprende un primo corpo ferromagnetico (23) conformato sostanzialmente a tazza, e lo statore (15) del detto motore elettrico (10) comprende un secondo corpo ferromagnetico (17) che presenta una forma sostanzialmente cilindrica, ed è montato coassiale all'interno del primo corpo ferromagnetico (23).
2. 2. Corpo farfallato motorizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto rotore (16) comprende almeno una coppia di primi magneti permanenti (24) montati solidali sul detto primo corpo ferromagnetico (23) affacciati al detto secondo corpo ferromagnetico .(17).
3. 3 . Corpo farfallato motorizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto secondo corpo ferromagnetico (17) presenta una pluralità di cave (18) distribuite sulla propria superficie periferica, ed il detto statore (15) comprende almeno una coppia di bobine elettriche (19) alloggiate all'interno delle dette cave (18).
4. 4 . Corpo farfallato motorizzato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto rotore (16) comprende almeno una coppia di secondi magneti permanenti di compensazione (28), ciascuno dei quali è montato solidale al detto primo corpo ferromagnetico (23) interposto tra due detti primi magneti permanenti (24).
5. 5 . Corpo farfallato motorizzato secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto motore elettrico (10) presenta un circuito magnetico (P) che si sviluppa all'interno del primo (32) e del secondo corpo ferromagnetico <■ >(17), ed in particolare all'interno di una rispettiva parete di fondo (23a) del detto primo corpo ferromagnetico (23).
6. 6. Corpo farfallato motorizzato secondo le rivendicazioni l e 5, caratterizzato dal fatto che il detto motore elettrico {10) comprende un elemento di supporto (20) sul quale è montato solidale il detto secondo corpo ferromagnetico (17), ed il detto circuito magnetico (P) si sviluppa all'interno del detto elemento di supporto (20).
7. 7. Corpo farfallato motorizzato, come descritto con riferimento ai disegni allegati.