ITGE980035A1 - Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda gli attuatori elettromagnetici ed in particolare gli attuatori elettromagnetici lineari e/o tangenziali utilizzabili per comandare stadi pilota nei servomeccanismi idraulici, pneumatici, oleodinamici; per comandare dispositivi meccanici di posizionamento mediante rinvìi o altri meccanismi atti a garantire la ripetitività del movimento ottenuto; per realizzare dispositivi di misura di grandezze fisiche o per valvole di iniezione di combustibile nei motori a combustione, ed inoltre privi di elementi meccanici elastici di richiamo, quali molle a spirale o altro.

Normalmente nel campo di utilizzo di tali attuatori per valvole la corsa richiesta dell’elemento mobile collegato all’otturatore per effettuare la chiusura e l’apertura delle luci di passaggio è molto limitata (ad esempio alcuni decimi di millimetro) ma deve essere effettuata in tempi brevissimi, in presenza di notevoli forze di contrasto ed in condizioni ambientali di funzionamento molto sfavorevoli, quali ad esempio l’iniezione di combustibile in un motore oppure l’azionamento di servosistemi idraulici ad alta pressione dove il funzionamento dei vari elementi della valvola deve effettuarsi anche in presenza del fluido. Per ragioni di sicurezza, soprattutto in questo ultimo caso, l’attuatore deve sempre garantire la posizione di chiusura dell’otturatore della valvola anche in caso di mancanza di energia elettrica o di guasto.

Tali attuatori sono noti nel settore, ad esempio nel brevetto DE 3501 193 viene descritta una valvola di iniezione per motori a combustione avente un nucleo ferromagnetico eccitato da un avvolgimento e che agisce su un armatura che funziona come elemento di chiusura. L’armatura è un magnete permanente e si muove verso il nucleo solamente quando l’avvolgimento non è eccitato da corrente in modo che l’elemento di chiusura chiuda la sede. L’avvolgimento eccitato produce un campo magnetico che si oppone al campo permanente contrastandolo fino a quando la pressione del fluido riesce ad aprire la valvola.

Questo attuatore elettromagnetico noto funziona, in chiusura, secondo la naturale tendenza di una parte mobile, in questo caso un magnete permanente, di un circuito magnetico a spostarsi in una determinata posizione nella ricerca delle condizioni di minima riluttanza mediante l allineamento delle linee di flusso prodotte; in altre parole in una prima fase il magnete permanente viene attratto da un nucleo ferromagnetico in modo da ridurre al minimo la distanza in aria da esso, cioè il traferro. Successivamente, in una seconda fase, l’eccitazione elettrica deH’avvolgimento crea un campo magnetico in grado di opporsi al campo permanente del magnete e che agisce attraverso il nucleo ferromagnetico in modo da azzerarne la forza di attrazione permettendo alla pressione del fluido di attuare l’apertura della valvola senza il contributo attivo della forza dell’elettromagnete. Naturalmente la posizione iniziale del magnete permanente rispetto al circuito elettromagnetico deve essere “favorevole” perché questo spostamento possa avvenire, ed in seguito si chiarirà dettagliatamente questa affermazione.

Questo attuatore elettromagnetico noto presenta tuttavia degli inconvenienti, primo tra tutti il fatto che nelle applicazioni in cui si prevede l’utilizzo di un tale attuatore, come l’iniezione di combustibile nei motori, sono richieste delle alte velocità di risposta dell’elemento mobile anche all’eccitazione elettrica, quindi forze bidirezionali notevoli associate ad elevati valori di induzione ed inoltre, e soprattutto nell’utilizzo di tali attuatori nei servosistemi idraulici, l’otturatore solidale a tale elemento mobile deve garantire, per ragioni di sicurezza, una buona forza di chiusura in caso di mancanza di energia elettrica o di guasti. Per queste ragioni è indispensabile alleggerire la massa dell’elemento mobile che deve essere ottimizzato per risultare sostanzialmente ridotto nelle dimensioni ed assumere, inoltre, una sagoma fluidodinamica conforme a tali alte velocità di movimento nello stato di immersione.

Un inconveniente particolarmente significativo per gli attuatori che utilizzano mezzi elastici di richiamo, inoltre, è la necessità di procedere ad un accurato dimensionamento dei relativi elementi elastici i quali devono garantire velocità di risposta elevate senza evidenziare fenomeni indotti dalle frequenze di risonanza proprie tipiche di tali elementi.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto di superare gli inconvenienti della tecnica nota mediante un Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle comprendente un elemento mobile ed un elemento statorico coassiale all’elemento mobile, essendo l’elemento mobile libero di traslare assialmente all’interno, dell ’elemento statorico, un magnete permanente avente i relativi poli magnetici fra loro successivi lungo l’asse longitudinale dell’elemento mobile, essendo l’elemento mobile mantenuto in una posizione prestabilita mediante il campo magnetico sviluppato dal magnete permanente ed opportuni finecorsa, ed un avvolgimento statorico coassiale al magnete permanente ed eccitabile in modo tale da interagire con il campo magnetico del magnete permanente, caratterizzato dal fatto che il campo magnetico prodotto nell’avvolgimento eccita l’elemento statorico polarizzandolo in modo che il magnete permanente reagisca unitamente all’elemento mobile ad esso solidale spostandosi verso un’altra posizione prestabilita, per cui la traslazione assiale del magnete permanente e quindi dell’elemento mobile viene rispettivamente determinata:

• in un senso, esclusivamente per attrazione spontanea (magnete-attivo/circuito-ferromagnetico-passivo)

eventualmente rinforzata per mezzo di una eccitazione elettromagnetica ausiliaria;

• nella direzione opposta, essenzialmente per repulsione tra polarità (magnete-attivo/circuito -elettromagnetico- attivo) aventi lo stesso segno.

Secondo un aspetto della presente invenzione il magnete permanente lavora, quando l’avvolgimento è eccitato, preferibilmente in corrispondenza del suo massimo prodotto di energia, riducendo le masse mobili e quindi velocizzando vantaggiosamente l’attuatore.

Inoltre, secondo un altro aspetto della presente invenzione, l’attuatore comprende una pluralità di magneti permanenti coassiali all’elemento mobile e aventi i relativi poli magnetici in successione lungo l’asse longitudinale dell’elemento mobile, ed una pluralità di bobine disposte coassialmente in successione sull’elemento statorico ed in modo tale che una volta eccitate ciascuna espansione polare attivata dai campi magnetici indotti dalle bobine nell’elemento statorico interagisca con almeno un polo di tali magneti permanenti per provocare la traslazione assiale dell’elemento mobile da una di tali posizioni prestabilite.

Una di tali posizioni prestabilite può essere ad esempio la posizione di chiusura di una valvola di iniezione di combustibile nei motori, e sarà garantita dalla chiusura del circuito magnetico dei magneti permanenti verso le espansioni polari dell’elemento statorico con le relative bobine non eccitate da corrente oppure in alternativa eccitate in modo da ' rafforzare questa azione di chiusura, mediante dunque un campo indotto che intensifichi il campo del magnete permanente. Come accennato in precedenza è necessario che il magnete permanente sia in posizione favorevole per la successiva fase di apertura della valvola, provocata dall’eccitazione delle bobine che induce sulle espansioni polari dell’elemento statorico un campo che si oppone a quello del magnete permanente, quindi che non si trovi nelle condizioni di minima . riluttanza rispetto all’elemento statorico, e ciò è garantito dall’arresto dell’otturatore contro la relativa sede opportunamente dimensionati in funzione della corsa della valvola che si desidera attuare. In questo caso la traslazione assiale dell’elemento mobile significa quindi l’apertura della valvola di iniezione.

Secondo un aspetto della presente invenzione le bobine avvolte attorno all’elemento statorico dell’attuatore saranno disposte ad una distanza tale per cui ciascuna delle espansioni polari compresa tra due bobine successive coassialmente e alimentate con correnti in senso opposto, costituisca un unico polo magnetico indotto che interagisce con almeno uno dei poli magnetici dei magneti permanenti presenti sull’elemento mobile, i quali hanno delle estremità polari o poli molto sottili che agiscono come concentratori di flusso in modo da produrre delle notevoli forze: a) di chiusura, nel caso in cui le bobine vengano eccitate in modo da generare un campo magnetico che intensifichi quello del magnete permanente; b) di apertura, nel caso in cui il campo delle bobine si opponga a quello del magnete.

Infatti, come è noto, la forza elettromagnetica generata in un elemento mobile di un circuito magnetico è proporzionale alle superfici concatenate e al quadrato dell’induzione; inoltre dimensionando opportunamente i poli dei magneti permanenti e le bobine avvolte intorno all’elemento statorico, si riducono sensibilmente le correnti indotte nell’elemento mobile a vantaggio dei tempi di risposta di tale elemento e delle velocità di movimento assiale, tale vantaggio è ancora maggiore se si prevede l’utilizzo di un numero pari di tali bobine avvolte attorno all’elemento statorico. Le bobine ravvicinate consentono inoltre, come è noto, la riduzione della mutua induttanza tra esse e dei flussi dispersi nell’elemento statorico, con un conseguente aumento della velocità di risposta e miglioramento del rendimento dell’attuatore.

Per quanto detto fino ad ora è dunque conveniente l’utilizzo di magneti permanenti caratterizzati da notevoli prodotti di energia (e, nella circostanza, non smagnetizzabili) associati a materiali magnetici dolci nell’elemento statorico adatti per impieghi ad impulsi di corrente a fronte ripido con valori di induzione, come detto, molto elevati.

L’efficienza e la stabilità del sistema adottato dalla presente invenzione consentono, con assorbimenti di energia contenuti di disporre dei margini necessari a fronteggiare gli effetti di ampi scostamenti di temperatura e di eventuali variazioni della corsa causate da possibili deformazioni plastiche della struttura prodotte dalle forti pressioni agenti aH’interno di un circuito di un servomeccanismo idraulico.

Ulteriori vantaggi dell’attuatore della presente invenzione verranno meglio compresi nel corso della seguente descrizione di una forma esecutiva preferita applicata ad una valvola di iniezione di un fluido, quale del combustibile in motori a combustione, considerata a titolo esemplificativo in alcun modo limitativo e riferita ai disegni allegati, nei quali:

- la Fig. 1 illustra una vista in sezione di una forma esecutiva preferita dell’attuatore della presente invenzione applicata ad una valvola di iniezione di combustibile o altro fluido, in posizione di chiusura;

la Fig. 2 illustra una vista in sezione della valvola di Fig. 1 in posizione di apertura;

- la Fig. 3 illustra una vista parziale in sezione di una variante esecutiva del della valvola di Fig. 1 e 2 per la posizione di apertura; e

le Fig. 4a e 4b illustrano dei diagrammi schematici in cui si possono osservare gli andamenti delle forze magnetiche ed elettromagnetiche sull’elemento mobile o stelo della valvola in funzione dello spostamento di tale stelo.

Con riferimento alla Fig. 1 si può osservare l’attuatore elettromagnetico della presente invenzione applicato ad una valvola di iniezione di· un fluido illustrata in posizione di chiusura e composta da un elemento mobile 1 cilindrico che comprende un otturatore 2 che si arresta contro un’opportuna sede 3 della valvola per impedire al fluido entrante, ad esempio del combustibile, nel corpo 4 della valvola dal condotto 401 di giungere ai fori 402 di alimentazione. Come si può notare tale valvola ha una struttura modulare quindi può essere montata e smontata separando fra loro le varie parti che la compongono. Coassialmente all’elemento mobile 1 della valvola e solidali ad esso vi sono una serie di magneti permanenti 5 (in questo caso 4) aventi i rispettivi poli magnetici 6 concentrati disposti coassialmente lungo tale elemento e a polarità alternate (ad esempio Nord-Sud-Nord-Sud-Nord). Coassialmente all’elemento mobile 1 viene illustrato un elemento statorico 7 cilindrico realizzato vantaggiosamente e come detto precedentemente in adeguati materiali magnetici dolci (all’interno del quale evidentemente è libero di traslare l’elemento mobile 1 ) opportunamente sagomato in modo da formare delle espansioni polari 8 attorno alle quali sono avvolte coassialmente delle bobine 9, che vantaggiosamente in questa figura sono in numero pari (e precisamente 4) per ridurre, nel momento della loro eccitazione elettrica, la mutua induttanza e i flussi dispersi nell’elemento statorico 7. Procedendo con la descrizione della valvola si può ancora osservare un finecorsa 10 a vite sul coperchio 1 1 di chiusura della valvola, la superficie inferiore 12 di tale finecorsa 10 a vite costituisce la battuta o arresto, in caso di apertura della valvola, per l’estremità 13 dell’elemento mobile, ed in seguito verrà chiarita l’importanza di tale finecorsa. In tale valvola potranno essere presenti degli anelli 403 di tenuta per impedire un riflusso del fluido alimentato in essa dal condotto 4 verso Fattuatore elettromagnetico. La posizione di chiusura dell’otturatore 2 sulla sede 3 è garantita in questa forma esecutiva dalla posizione dei poli 6 dei magneti permanenti 5 rispetto alle espansioni polari 8 dell’elemento statorico, vaie a dire partendo dalla parte sinistra dell’elemento mobile 1 e considerando ad esempio il primo polo magnetico 6 che supponiamo ad esempio Nord, il campo magnetico sviluppato dal magnete permanente 5 che comprende tale polo 6 tenderà a forzarlo verso la prima espansione 8 dell’elemento statorico 7, che in prima ipotesi supponiamo non polarizzata in quanto le bobine 9 non vengono alimentate con alcuna corrente, tale polo 6 tenderebbe verso le condizioni di minima riluttanza, cioè si sposterebbe in modo da allineare le linee di flusso del magnete 5 al quale è associato con la corrispondente espansione polare 8 non eccitata, ma vantaggiosamente l’arresto dell’otturatore 2 contro la sede 3 impedisce a questo allineamento di completarsi, dunque avremo una forza che tende a spingere ogni polo magnetico 6 verso la rispettiva espansione polare, e tale forza sarà, entro i limiti di saturazione dei materiali magnetici, tanto maggiore quanto minori sono le superfici laterali dei poli magnetici 6 e quindi tanto più il flusso magnetico è concentrato.

Il funzionamento dell’attuatore della presente invenzione sarà ulteriormente chiarito osservando la Fig. 2 congiuntamente alla Fig. 1. Riprendendo quanto detto per la figura precedente la chiusura dell’otturatore è garantita dalla forza magnetica sviluppata dai magneti permanenti 5 attraverso le loro polarità 6, poiché tali magneti non si trovano, grazie ad un opportuno finecorsa (otturatore 2 -sede 3), nelle condizioni di minima riluttanza. Per aprire dunque la valvola è necessario eccitare le bobine 9 in modo tale che nelle loro espansioni polari 8 si inducano delle polarità che si oppongano al campo magnetico generato dai magneti permanenti 5 e concentrato nei poli 6, e ciò vista la sistemazione dei poli magnetici 6 sull’asse longitudinale dell’elemento mobile 1 può essere attuato soltanto alimentando in successione le bobine 9 con correnti che circolano in esse in senso opposto, così, considerando nuovamente il primo polo 6 da sinistra che abbiamo ipotizzato essere un Nord, sarà necessario alimentare la prima bobina 9 con una corrente che induca un campo magnetico tale da creare nella prima espansione polare 8 un polo Nord indotto che respinga verso destra il polo 6 e dunque l’elemento mobile che, come nel caso precedente della chiusura, avrà un’estremità 13 di battuta contro la superficie inferiore 12 del finecorsa 10 a vite. E’ evidente dalla figura che tale arresto dell’estremità 13 contro la superficie 12 impedisce ai poli magnetici 6 di raggiungere, le condizioni di forza zero ed inoltre permette di variare la corsa in apertura regolando l’avvitamento del finecorsa 10 a vite sul relativo coperchio 1 1. L’effetto di spinta e dunque di velocità di traslazione dell’elemento 1 verrà moltiplicato vantaggiosamente per il numero di poli magnetici 6 ed espansioni polari 8 corrispondenti, garantendo tempi di apertura e chiusura brevissimi ed alti rendimenti dell’attuatore, in quanto avendo ravvicinato il più possibile le bobine 9 la sua conformazione è estremamente compatta con i conseguenti vantaggi energetici e di riduzione dei flussi dispersi citati in precedenza.

II finecorsa in apertura (estremità 13 dell’elemento mobile 1 - superficie inferiore 12 del finecorsa 10 a vite) può essere sostituito, secondo una variante esecutiva della presente invenzione riportata in Fig. 3, da una flangia 14 di registrazione provvista di opportune viti 15 di fissaggio al corpo della valvola e dunque disinseribile e intercambiabile con un'altra, la quale costituisce il finecorsa in apertura per l’elemento mobile 1 opportunamente sagomato in modo da avere un elemento anulare 16 che garantisca la battuta contro la flangia 14 di registrazione. Come si può osservare il coperchio 11 della valvola in questa variante esecutiva è continuo e non forato in quanto non deve alloggiare alcun finecorsa a vite o fornire alcuna battuta per l’elemento mobile 1. II funzionamento dell’attuatore è invariato rispetto a quanto descritto precedentemente.

Le Fig. 4a e 4b chiariscono ulteriormente il funzionamento dell’attuatore della presente invenzione. Considerando dapprima il diagramma di Fig. 4a, che riporta sull’asse delle ascisse lo spostamento S dei poli magnetici 6 e sull’asse delle ordinate la forza magnetica F sviluppata dai magneti permanenti 5 e la forza elettromagnetica Fi sviluppata dalle bobine 9, il primo polo magnetico 6 che si è considerato come esempio nella descrizione delle figure precedenti, si troverà in assenza di eccitazione elettrica delle bobine 9 nella posizione C (vale a dire valvola chiusa), come si può osservare non si trova nelle condizioni di minima riluttanza che corrispondono alla posizione indicata con 0, cioè la condizione in cui le linee del campo magnetico del magnete permanente 5 a cui esso appartiene sono allineate in senso assiale con l’espansione polare 8 da cui esso è attratto, e questo grazie all’arresto dell’otturatore 2 contro la sede 3 della valvola. Per muovere il polo 6 dalla posizione C e quindi l’elemento mobile 1 è necessario fornire una forza elettromagnetica Fj che si opponga alla forza F, costante nel tempo, del magnete 5 ed inoltre, invertendola, spinga l’elemento mobile verso la posizione Ai di apertura facendogli percorrere lo spostamento CiAi, dove in Ai analogamente a C il magnete permanente si troverà distante dalle condizioni di minima riluttanza, cioè la posizione 0.

Allo stesso modo per muovere l’elemento mobile 1 dalla posizione di apertura nuovamente nella posizione di chiusura C basterà diseccitare le bobine 9. In questo caso particolare l’eccitazione fornita dalle bobine per aprire la valvola (spostamento CiAj) viene fornita in modo da realizzare uno spostamento dell’elemento mobile 1 che avvenga a pari velocità, quindi nello stesso tempo, dello spostamento AC di chiusura, infatti le curve F ed Fi sono simmetriche rispetto all’asse S dello spostamento. Si noti inoltre che gli spostamenti AC e CiAi vengono attuati vantaggiosamente in corrispondenza delle creste delle curve F ed Fi in modo da lavorare sempre con grandi valori di tali forze e quindi in definitiva tempi di spostamento brevissimi. Se si desidera variare la corsa AC e quindi la CjAi appiattendo la curva in corrispondenza della sua cresta si può secondo l’invenzione sagomare opportunamente le espansioni polari 8 e congiuntamente o in alternativa adottarne una disposizione cosiddetta a verniero.

Sulla Fig. 4b viene illustrata una variante del funzionamento dell’attuatore della presente invenzione, vale a dire il caso in cui i poli magnetici 6 dei magneti permanenti 5 non tendano solo naturalmente verso le espansioni polari 8 diseccitate nella fase di chiusura, ma siano attratti da esse mediante una forza elettromagnetica ausiliaria F2 di segno uguale; cioè nel caso precedente il primo polo magnetico 6 di Fig. 1 , che abbiamo supposto Nord, veniva attratto dalla prima espansione polare 8 non polarizzata, in questo caso la prima bobina 9 dell’elemento statorico 7 verrà invece eccitata in modo da indurre nella prima espansione polare 8 un campo magnetico avente polarità Sud in modo da attrarre il magnete permanente 5 con una forza F2 maggiore della F di Fig. 4a, e quindi in definitiva attuare una chiusura della valvola molto più rapida. Naturalmente in caso di emergenza, come mancanza di corrente o di guasto l’unica forza che garantisce la chiusura dell’otturatore 3 della valvola è la F del caso di Fig. 4a. Come si può notare lo spostamento A2C2 della fase di chiusura è pari allo spostamento AC del funzionamento precedente, solo che avviene ad una maggiore velocità, mentre la fase di apertura C2 ] A2 I (=C]Ai) è rimasta invariata sia per intensità delle forze in gioco che per spostamento dell’elemento mobile.

Alla luce di quanto enunciato nella descrizione precedente si possono riassumere i vantaggi forniti dall’attuatore della presente invenzione nei seguenti punti: • l’assenza di molle di richiamo dell’elemento mobile 1 elimina i fenomeni indotti dalle frequenze di risonanza proprie tipiche di tali mezzi elastici e gli effetti del degrado, delle usure e delle avarie di questi ultimi;

• i valori delle forze in gioco possono essere regolati e la loro direzione può essere invertita mediante lo scorrimento assiale reciproco delle parti attive (parti mobili 5 e 6 rispetto alle parti statoriche 8 e 9) fino al raggiungimento dell’effetto desiderato;

• la costruzione di tipo modulare dell’attuatore permette, impiegando dei componenti di base standardizzati (magneti permanenti 5, relativi poli magnetici 6 e bobine 9) di realizzare con lo stesso modello una inconsueta estensione della gamma di forze (anche > 10);

• il rapporto tra le forze di chiusura (F o F2) e di apertura (Fi), i valori assoluti della forza in funzione dello spostamento, possono essere agevolmente controllati ed adattati alle esigenze di particolari applicazioni mediante un dimensionamento appropriato dell’attuatore della presente invenzione;

• la flessibilità intrinseca dell’attuatore può essere ulteriormente incrementata ricorrendo a speciali sagomature delle espansioni polari 8, congiuntamente o in alternativa a configurazioni a verniero rispetto ai poli magnetici 6 dei magneti permanenti 5;

• sofisticati controlli dell’alimentazione elettrica delle bobine 9 consentono una gestione delle forze in gioco nell’attuatore della presente invenzione secondo schemi altamente personalizzati.

Claims (16)

1. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle comprendente un elemento mobile (1 ) ed un elemento statorico (7) coassiale a detto elemento mobile (1 ), essendo detto elemento mobile (1) libero di traslare assialmente all interno di detto elemento statorico (7), un magnete permanente (5) avente i relativi poli magnetici (6) fra loro successivi lungo l’asse longitudinale di detto elemento mobile (1), essendo detto elemento mobile (1) mantenuto in una posizione prestabilita mediante il campo magnetico sviluppato da detto magnete permanente (5) e opportuni finecorsa (2, 3, 12, 13, 14, 16), ed un avvolgimento statorico (9) coassiale a detto magnete permanente (5) ed eccitabile in modo tale da interagire con il campo magnetico di detto magnete permanente (5), caratterizzato dal fatto che il campo magnetico prodotto neH’avvolgimento (9) eccita l’elemento statorico (7) polarizzandolo in modo che il magnete permanente (5) reagisca unitamente all’elemento mobile (1 ) ad esso solidale spostandosi verso un’altra posizione prestabilita, per cui la traslazione assiale del magnete permanente (5) e quindi dell’elemento mobile (1 ) viene rispettivamente determinata: • in un senso, esclusivamente per attrazione spontanea (magnete-atti vo/circuito-ferromagnetico-passivo) eventualmente rinforzata per mezzo di una eccitazione elettromagnetica ausiliaria; • nella direzione opposta, essenzialmente per repulsione tra polarità (magnete-atti vo/circuito-elettromagnetico-attivo) aventi lo stesso segno.

2. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il magnete permanente (5) lavora, quando l’avvolgimento statorico (9) è eccitato, preferibilmente in corrispondenza del suo massimo prodotto di energia.

3. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di magneti permanenti (5) coassiali a detto elemento mobile (1) e aventi i relativi poli magnetici (6) in successione lungo l’asse longitudinale di detto elemento mobile (1), ed una pluralità di bobine (9) disposte coassialmente in successione su detto elemento statorico (7) ed in modo tale che una volta eccitate ciascuna espansione polare (8) generata dai campi .magnetici indotti da dette bobine (9) in detto elemento statorico (7) interagisca con almeno un polo (6) di detti magneti permanenti (5) per provocare la traslazione assiale di detto elemento mobile (1 ) da una di dette posizioni prestabilite.

4. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette bobine (9) coassialmente in successione su detto elemento statorico (7) sono disposte ad un distanza tale che ciascuna delle dette espansioni polari (8) compresa tra due bobine (9) successive coassialmente costituisca un unico polo magnetico (8) che interagisce con almeno uno di detti poli magnetici (6) di detti magneti permanenti (5).

5. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che in una qualunque coppia costituita da due bobine (9) successive di dette bobine coassialmente in successione le correnti di alimentazione di dette due bobine (9) successive circolano in senso opposto. <• >

6. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta distanza tra ciascuna di dette bobine (9) sia tale per cui detti campi magnetici indotti da dette bobine (9) si concatenino l’uno con l’altro in modo da ridurre sensibilmente le correnti indotte in detto elemento mobile (1 ).

7. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dette bobine (9) sono in numero pari in modo da ridurre vantaggiosamente la mutua induttanza in detto elemento statorico (7).

8. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che i poli magnetici (6) di detti magneti permanenti (5) sono dimensionati in modo da concentrare vantaggiosamente il campo magnetico prodotto da detto magnete permanente (5).

9. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che i poli magnetici (6) di detti magneti permanenti (5) sono radialmente sporgenti dal corpo del magnete permanente (5).

10. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che uno di detti opportuni finecorsa (2, 3, 12, 13 , 14, 16) è costituito dall’arresto di un otturatore (3) compreso in detto elemento mobile (1) contro una sede (3) di detto attuatore.

11. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che uno di detti opportuni finecorsa (2, 3, 12, 13, 14, 16) è costituito dall’arresto dell’estremità (13) di detto elemento mobile (1 ) contro la superficie inferiore (12) di un finecorsa (10) a vite regolabile sul coperchio (1 1) di chiusura di detto attuatore.

12. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la sua costruzione è di tipo modulare.

13. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che uno di detti finecorsa (2, 3, 12, 13, 14, 16) è una flangia (14) di registrazione coassiale a detto elemento mobile (1).

14. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta flangia (14) di registrazione è provvista di viti (15) di fissaggio e dunque disinseribile da detto attuatore e sostituibile con una altra.

15. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dette espansioni polari statoriche (8) possono essere opportunamente sagomate per incrementare la flessibilità di detto attuatore.

16. Attuatore elettromagnetico ultrarapido privo di molle secondo una qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che in detto attuatore si può ricorrere ad una configurazione a verniero di dette espansioni polari statori a detti magnetici (6) di detti magneti permanenti (5)