ITMI20010600A1 - Azionamento motorizzato per cancelli e barriere dotato di cinematismodi trasmissione del moto comandabile per essere irreversibile o revers - Google Patents

Description

“Azionamento motorizzato per cancelli e barriere dotato di cinematismo di trasmissione del moto comandabile per essere irreversibile o reversibile"

La presente invenzione si riferisce ad un azionamento motorizzato per cancelli o barriere il quale ha un cinematismo di trasmissione del moto che è comandabile fra una condizione di trasmissione reversibile e una condizione di trasmissione irreversibile.

Negli azionamenti per cancelli quando l’attuatore è spento il cancello in genere non deve potere venire spostato o aperto manualmente, per ovvi motivi di sicurezza. Per contro, in caso di necessità (ad esempio guasto dellapricancello o mancanza di energia elettrica) deve essere possibile muovere il cancello a manó.

Per ottenere ciò, nella tecnica nota sono stati proposti azionamenti con trasmissione irreversibile e dotati di un dispositivo, detto di “sblocco”, che a comando disaccoppia il cancello dalla parte irreversibile della trasmissione, permettendo il movimento a mano del cancello.

In alternativa, con funzionamento opposto, nella tecnica nota sono anche stati previsti attuatori con trasmissione reversibile e freni elettrici o meccanici che vengono azionati quando il cancello deve essere inamovibile a mano.

In entrambi i casi ci sono vari svantaggi. Ad esempio, nel caso di trasmissione irreversibile, il cinematismo deve essere sovradimensionato per resistere a possibili carichi derivati da condizioni ampiamente variabili e indipendenti dal sistema, quali forzature sull’anta, azioni del vento, ecc., invece di essere dimensionato per il solo carico massimo trasmesso dall’unità motrice. Nel caso di trasmissione reversibile si ha invece, ad esempio, la necessità di prevedere sistemi relativamente costosi quali gli elettrofreni, e molle od elementi usurabili quali dischi di attrito ecc., a discapito della durabilità ed affidabilità a lungo termine del sistema.

I produttori di attuatori per cancelli devono poi comunque mantenere due differenti linee di prodotti per potere fornire a richiesta dei clienti sia attuatori reversibili sia attuatori irreversibili. Ciò comporta costi aggiuntivi a causa della minore standardizzazione possibile nella produzione e della minore versatilità nella gestione degli stock a magazzino.

Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati e ad altri ancora, fornendo un azionamento per cancelli e barriere che abbia comportamento reversibile o irreversibile a seconda della necessità.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un azionamento motorizzato per la movimentazione di cancelli e barriere, comprendente una trasmissione cinematica del moto lungo la quale sono presenti un albero motore e un corrispondente albero condotto, albero motore e albero condotto essendo fra loro interconnessi con limitato gioco angolare reciproco, l’albero condotto essendo connesso ad un primo elemento di camma definente superfici di camma rivolte verso l’esterno per affrontarsi a superfici di contrasto che sono bloccate contro la rotazione, l’albero motore essendo connesso ad un secondo elemento di gabbia che è dotato di passaggi disposti sull’estemo delle superfici di camma e aperti verso la superficie di camma e verso 1’affrontata superficie di contrasto, nei detti passaggi essendo disposti con gioco laterale degli elementi di incastro; alla applicazione di una coppia di rotazione sull’albero motore, in almeno alcuni passaggi, pareti del passaggio spingendo sull’elemento di incastro in esso per premerlo contro la superficie di camma affacciata nel passaggio e trasmettere una coppia di rotazione all’elemento di camma, così da mettere in rotazione l’albero condotto ad esso connesso; all’opposto, alla applicazione di una coppia di rotazione sull’albero condotto, le superfici di camma riducendo lo spazio in almeno alcuni passaggi per provocare una condizione di incastro di almeno alcuni elementi di incastro fra superficie di camma e affrontata superficie di contrasto, con conseguente blocco della rotazione dell’albero condotto; mezzi di selezione di una condizione di trasmissione reversibile o irreversibile della trasmissione cinematica essendo comandabili per impedire il raggiungimento della detta condizione di incastro.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista schematica di un esempio di azionamento impiegante i principi dell’invenzione;

-figura 2 rappresenta una vista in sezione longitudinale di un particolare dell’attuatore di figura 1 in una prima impostazione di trasmissione irreversibile; -figura 3 rappresenta una vista simile a quella di figura 2, ma in una seconda impostazione di trasmissione reversibile

-figura 4 rappresenta una vista schematica in sezione presa genericamente lungo la linea IV-IV di figura 2;

-figure 5 e 6 rappresentano viste schematiche simili a quella di figura 4, in opposte condizioni di azionamento.

Con riferimento alle figure, un azionamento motorizzato per la movimentazione di cancelli e barriere (indicato genericamente con 10), comprende un motore elettrico 11 e una trasmissione cinematica del moto 12 per la movimentazione del cancello o barriera. Nella figura è mostrato vantaggiosamente un attuatore lineare disposto con propri attacchi 13, 14 fra un supporto 15 fisso a terra e un’anta 16 imperniata per ruotare attorno ad un asse 17.

Lungo la trasmissione cinematica presente nell’attuatore sono presenti un albero motore 18 e un corrispondente albero condotto 19, fra loro interconnessi per mezzo di un meccanismo di collegamento 20 realizzato secondo l’invenzione.

Nelle figure 2-6 è mostrato schematicamente il meccanismo di collegamento 20. Come si vede in tali figure, l’albero condotto 19 è connesso ad un primo elemento di camma 21, mentre l’albero motore 18 è connesso ad un elemento di gabbia 22. Tali due elementi innestano fra di loro con un limitato gioco angolare reciproco, come sarà chiaro nel seguito.

Come si vede in figura 4, l’elemento di camma 21 definisce delle superfici di camma 23 rivolte verso Γ esterno per affrontarsi a superfici di contrasto 24 che sono bloccate contro la rotazione. Le superfici di contrasto 24 sono vantaggiosamente costituite da una superficie interna di un manicotto o cilindro 25 assialmente disposto attorno all’elemento di gabbia 22.

Le superfici di camma sono vantaggiosamente degli archi di cerchio con centri 28 disposti su uno stesso asse di simmetria della camma e a due a due su opposti lati della camma rispetto al suo asse di rotazione 29. L’elemento a camma definisce quattro superfici di camma 23, a due a due simmetriche rispetto ad assi di simmetria dell’elemento a camma stesso, ciascuna superficie di camma agendo su un corrispondente elemento di incastro.

L’elemento a gabbia è dotato di passaggi 26 che sono disposti sull’ esterno delle superfici di camma e aperti verso la superficie di camma e verso l’affrontata superficie di contrasto. Entro i passaggi 26 sono disposti con gioco laterale degli elementi di incastro. Gli elementi di incastro sono vantaggiosamente dei rullini con asse parallelo all’asse di rotazione 29 della camma 21.

I passaggi 26 definiscono superfici inclinate 30 di spinta sugli elementi di incastro, in modo che, alla applicazione di una coppia di rotazione sull’albero motore 18, in almeno alcuni dei passaggi 26 pareti 30 del passaggio spingono sull’elemento di incastro 27 in esso per premerlo contro la superficie di camma 23 che è affacciata nel passaggio stesso.

Tale situazione è schematicamente mostrata in figura 6, dove si vede che la forza F prodotta sull’elemento di incastro dalla coppia applicata all’albero motore (ruotante in senso orario in figura) viene scomposta in una forza FI e in una forza F2 che sono normali alle rispettive tangenti nei punti di contatto dell’elemento di incastro con la superficie di contrasto e la superficie di camma. La forza F2 produce con il proprio braccio b una coppia di rotazione sull’elemento di camma, così da mettere in rotazione l’albero condotto ad esso connesso. Stessa cosa accadrebbe con un altro elemento di incastro se il verso di rotazione dell’albero motore fosse inverso.

In sostanza, applicando una coppia all’albero motore viene sempre messo in rotazione l’albero condotto e l’attuatore dell’invenzione funziona normalmente. Si è trovato vantaggioso che l’angolo a, formato fra la retta che è definita dalla normale alla tangente di contatto fra elemento di incastro e superficie di contrasto e la retta che è definita dalla normale alla tangente di contatto fra elemento di incastro e superficie di camma, sia superiore agli 8°, in particolare preferibilmente maggiore o almeno nellintono di 8.16°.

All’opposto, se viene applicata una coppia di rotazione sull’albero condotto (vale a dire si tenta di muovere il cancello o la barriera applicandogli una forza esterna) si ha la condizione schematicamente mostrata in figura 5. Come si vede in tale figura, le superfici di camma 23 ruotando (in senso antiorario in figura 5) riducono lo spazio in almeno alcuni passaggi 26 per provocare una condizione di incastro di almeno alcuni elementi di incastro fra superficie di camma e affrontata superficie di contrasto (come evidenziato dalle frecce in figura 5). Si ha perciò un conseguente blocco della rotazione dell’albero condotto che di fatto si impunta contro il manicotto 25 che è fisso a terra. In sostanza, se la coppia viene applicata sull’albero condotto, la trasmissione si blocca ed è perciò irreversibile.

Nella vantaggiosa realizzazione mostrata, i passaggi 26 con i rispettivi elementi di incastro sono, a coppie, oppostamente conformati (vale a dire con superfici 30 opposte) così da realizzare spinta sulla camma o incastro fra camma e superfici di contrasto di uno o dell’altro elemento della coppia. In altre parole, alla rotazione in un verso o nell’altro agiscono sempre gli elementi di incastro diametralmente opposti: quello in alto a destra e quello in basso a sinistra per un verso di rotazione e quello in alto a sinistra e quello in basso a destra per l’altro verso di rotazione.

Il dispositivo secondo l’invenzione comprende inoltre mezzi di selezione che possono essere azionati per comandare la condizione di trasmissione reversibile o di trasmissione irreversibile. Tali mezzi agiscono, quando è desiderata la trasmissione reversibile, nel senso di impedire il raggiungimento della sopramenzionata condizione di incastro dei rullini.

Nella realizzazione mostrata ciò è ottenuto per il fatto che i mezzi di selezione comprendono elementi per allontanare le dette superfici di contrasto 24 dalla camma ad una distanza maggiore di quella recuperabile dalla rotazione della camma e permessa dal gioco relativo fra albero motore e albero condotto. In altre parole, nella condizione di moto reversibile, albero condotto e albero motore giungono alla fine della propria rotazione reciproca (e perciò iniziano a ruotare solidalmente in un senso) prima che la camma abbia spinto i rullini abbastanza in fuori da incastrarsi con le superfici di contrasto.

Per ottenere il detto allontanamento delle superfici di contrasto è stato trovato particolarmente vantaggioso che il manicotto 25 che definisce internamente le dette superfici di contrasto sia montato assialmente scorrevole per spostare a comando tali superfici di contrasto lontano dagli elementi di incastro. Ciò è evidente dal confronto della figura 2 (condizione di moto irreversibile) con la figura 3 (condizione di moto reversibile). Come si vede bene in figura 3, vantaggiosamente il manicotto 25 ha una sezione 23 a diametro interno maggiorato che si porta in corrispondenza degli elementi di incastro quando le superfici di contrasto sono nella posizione allontanata. La sezione a diametro maggiorato realizza così una superficie di finecorsa dei rullini verso l’esterno dei rispettivi passaggi nella gabbia 22.

Per attuare lo spostamento del manicotto fra le due posizioni estreme può ad esempio essere prevista una maniglia di scorrimento 31 (figura 1) che può essere manovrata (ad esempio dopo azionamento di una opportuna serratura di sicurezza, non mostrata) dall’esterno dell’attuatore quando necessario per sbloccare il movimento manuale del cancello.

Per avere il limitato gioco angolare fra albero motore ed albero condotto (così che si abbia il movimento solidale di albero motore ed albero condotto in condizione di moto reversibile) è stata vantaggiosamente prevista almeno una sede laterale 33 nella camma che accoglie con il necessario gioco un corrispondente dente 34 della gabbia 22. Vantaggiosamente, nella realizzazione mostrata le sedi laterali 33 sono due, disposte fra opposte superfici di camma e simmetricamente poste lungo un asse di simmetria della camma e ciascun dente è disposto in posizione intermedia fra due coppie di passaggi 26 oppostamente conformati.

A questo punto è chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati, fornendo un azionamento che con una semplice manovra può operare come azionamento reversibile o irreversibile, eliminando così la necessità di dovere scegliere a priori il tipo di trasmissione e, a seconda di tale scelta, di dovere dotare l’azionamento di mezzi azionabili di blocco della trasmissione reversibile o di svincolo dalla trasmissione irreversibile. Ciò permette di ottenere azionamenti più economici e più affidabili. Inoltre, è possibile dimensionare il cinematismo per il carico massimo di movimentazione e non per resistere alle sollecitazioni esterne sul cancello o sulla barriera.

Poiché con il sistema secondo l’invenzione la scelta del tipo di trasmissione avviene con semplice manovra, è possibile ottenere una elevata standardizzazione negli azionamenti, conseguendo così maggiore economia produttiva e maggiore versatilità di gestione del magazzino.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato.

Ad esempio, sebbene la soluzione si sia trovata vantaggiosa nel caso di attuatoli lineari, essa non deve essere intesa limitata a tale tipo di azionamento per cancelli o barriere. Inoltre, l’esatto dimensionamento, proporzioni o posizionamento delle varie parti possono variare a seconda delle pratiche esigenze o preferenze. Inoltre, sebbene nella realizzazione mostrata si sia trovato vantaggioso impedire il raggiungimento della condizione di incastro allontanando la superficie di contrasto dalla camma, è anche possibile impedire il raggiungimento della condizione di incastro riducendo l’angolo di rotazione reciproca permesso fra albero condotto e conduttore. Ciò può essere ottenuto ad esempio inserendo spessoramenti fra denti di trascinamento e rispettive sedi

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Azionamento motorizzato per la movimentazione di cancelli e barriere, comprendente una trasmissione cinematica del moto lungo la quale sono presenti un albero motore e un corrispondente albero condotto, albero motore e albero condotto essendo fra loro interconnessi con limitato gioco angolare reciproco, l’albero condotto essendo connesso ad un primo elemento di camma definente superfici di camma rivolte verso l’estemo per affrontarsi a superfici di contrasto che sono bloccate contro la rotazione, l’albero motore essendo connesso ad un secondo elemento di gabbia che è dotato di passaggi disposti sull’esterno delle superfici di camma e aperti verso la superficie di camma e verso Γ affrontata superficie di contrasto, nei detti passaggi essendo disposti con gioco laterale degli elementi di incastro; alla applicazione di una coppia di rotazione sull’albero motore, in almeno alcuni passaggi, pareti del passaggio spingendo sull’elemento di incastro in esso per premerlo contro la superficie di camma affacciata nel passaggio e trasmettere una coppia di rotazione all’elemento di camma, così da mettere in rotazione l’albero condotto ad esso connesso; all’opposto, alla applicazione di una coppia di rotazione sull’albero condotto, le superfici di camma riducendo lo spazio in almeno alcuni passaggi per provocare una condizione di incastro di almeno alcuni elementi di incastro fra superficie di camma e affrontata superficie di contrasto, con conseguente blocco della rotazione dell’albero condotto; mezzi di selezione di una condizione di trasmissione reversibile o irreversibile della trasmissione cinematica essendo comandabili per impedire il raggiungimento della detta condizione di incastro.
2. 2. Azionamento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di selezione comprendono elementi per allontanare le dette superfici di contrasto dalla camma ad una distanza maggiore di quella recuperabile dalla rotazione della camma e permessa dal gioco relativo fra albero motore e albero condotto.
3. 3. Azionamento secondo rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di selezione comprendono un manicotto assialmente disposto attorno all’elemento di gabbia, il manicotto definendo con una sua superficie interna le dette superfici di contrasto ed essendo assialmente scorrevole a comando per spostare le dette superfici di contrasto lontano dagli elementi di incastro.
4. 4. Azionamento secondo rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il manicotto ha una sezione a diametro interno maggiorato che si porta in corrispondenza degli elementi di incastro quando le dette superfici di contrasto sono nella posizione allontanata.
5. 5. Azionamento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli elementi di incastro sono dei rullini.
6. 6. Azionamento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento a camma definisce quattro superfici di camma, a due a due simmetriche rispetto ad assi di simmetria deH’elemento a camma, ciascuna superficie di camma agendo su un corrispondente elemento di incastro.
7. 7. Azionamento secondo rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le superfici di camma sono archi di cerchio con centri disposti su uno stesso asse di simmetria della camma e a due a due su opposti lati della camma rispetto al suo asse di rotazione.
8. 8. Azionamento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento a camma definisce almeno una sede laterale fra superfici di camma la quale accoglie con gioco un corrispondente dente sporgente dall’elemento a gabbia per permettere il detto limitato gioco angolare.
9. 9. Azionamento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i passaggi con i rispettivi elementi di incastro sono, a coppie, oppostamente conformati per realizzare spinta sulla camma o incastro fra camma e superfici di contrasto di uno o dell’altro elemento della coppia.
10. 10. Azionamento secondo rivendicazioni 8 e 9, caratterizzato dal fatto che le sedi e i denti sono due, le sedi essendo simmetricamente disposte lungo un asse di simmetria della camma e ciascun dente essendo disposto in posizione intermedia fra due coppie di passaggi oppostamente conformati.
11. 11. Azionamento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’angolo formato fra la retta che è definita dalla normale alla tangente di contatto fra elemento di incastro e superficie di contrasto e la retta che è definita dalla normale alla tangente di contatto fra elemento di incastro e superficie di camma è superiore agli 8°.
12. 12. Azionamento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere un azionamento di tipo lineare.