ITMI20082028A1 - Generatore elettrico a pulsante - Google Patents

Description

“Generatore elettrico a pulsanteâ€

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La presente invenzione si riferisce ad un innovativo generatore elettrico a pulsante, in particolare per uso domestico, in grado generare una tensione elettrica a partire da una forza impressa su un pulsante del generatore.

È noto nella tecnica realizzare dispositivi generatori comprendenti un pulsante mobile sotto l’azione di una forza esterna, un magnete connesso in modo solidale al pulsante, ed un avvolgimento elettrico nel quale il magnete induce una corrente elettrica durante il suo movimento.

Il pulsante à ̈ mobile tra una posizione di riposo ed una posizione premuta. Ad ogni pressione od ogni rilascio del pulsante, un impulso di tensione elettrica à ̈ generato nell’avvolgimento.

Il dispositivo comprende una molla che spinge costantemente il pulsante verso la posizione di riposo in modo che, a seguito di una pressione, il gruppo pulsante/magnete possa ritornare nella posizione iniziale di partenza.

Questi dispositivi noti presentano tuttavia una struttura complessa e costosa. In particolare, à ̈ necessario disporre una molla di ritorno agente sul pulsante. Inoltre, lo scatto del pulsante dalla posizione di riposo a quella premuta non à ̈ netto ed immediato, poiché la forza della molla di ritorno cresce mentre il pulsante à ̈ spinto verso la posizione completamente premuta.

Ciò comporta una certa irregolarità della forma e della durata degli impulsi di tensione elettrica al variare della forza che viene applicata al pulsante.

Inoltre, i generatori a pulsante di questo tipo normalmente richiedono un certo ingombro, in particolar modo nella direzione di movimento del pulsante.

Scopo generale della presente invenzione à ̈ ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo un generatore elettrico che sia di struttura semplice ed economica. Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ fornire un generatore elettrico dotato di un pulsante in grado di scattare dalla posizione di riposo alla posizione premuta in modo netto e rapido quando la forza applicata al pulsante raggiunge una soglia prestabilita.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ fornire un generatore che abbia ingombri limitati, in particolar modo che abbia uno spessore ridotto.

In vista di tale scopo si à ̈ pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un generatore elettrico comprendente un pulsante mobile tra una posizione di riposo ed una posizione premuta, un magnete, un avvolgimento elettrico attraversato dal flusso magnetico del magnete ed un circuito magnetico interessato dal flusso magnetico generato dal magnete, caratterizzato dal fatto che il circuito magnetico comprende una porzione mobile tra una posizione di riposo quando il pulsante non à ̈ premuto ed una posizione operativa quando il pulsante à ̈ premuto, essendo presenti mezzi per trasmettere a detta porzione mobile una forza impressa sul pulsante in modo da provocarne uno spostamento verso la posizione operativa, essendo presente una forza magnetica di ritorno agente sulla porzione mobile del circuito magnetico per riportare la porzione mobile ed il pulsante nelle rispettive posizioni di riposo quando il pulsante non à ̈ premuto.

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 esplosa di un generatore secondo l’invenzione, con i componenti sezionati secondo un piano longitudinale;

-figura 2 rappresenta una vista frontale parzialmente esplosa del generatore di figura 1;

-figura 3 rappresenta una vista in sezione in pianta dell’involucro del generatore;

-figura 4 rappresenta una vista prospettica del pulsante del generatore,

-figura 5 rappresenta una vista in pianta del nucleo ferromagnetico fisso del circuito magnetico del generatore,

-figura 6 rappresenta una vista una vista prospettica della porzione mobile del circuito magnetico, -figura 7 rappresenta una vista in sezione del generatore assemblato in condizione di riposo, con pulsante non premuto,

-figura 8 rappresenta una vista in sezione del generatore analoga alla precedente, ma in condizione di operativa con pulsante premuto.

Con riferimento alle figure, Ã ̈ mostrato un generatore 11 comprendente un pulsante 12, un nucleo ferromagnetico 13, un avvolgimento elettrico 14, un magnete 15, un elemento ferromagnetico mobile 16 ed un involucro 17.

Il generatore 11 à ̈ in particolare destinato all’uso domestico, con funzione di pulsante per impartire un comando in occasione di una pressione da parte di un utente.

Il pulsante 12 presenta una porzione piana superiore 27 destinata ad essere premuta dall’utente, e due flange 18 sporgenti verso l’interno provviste di fori atti a ricevere un perno 28 (mostrato in figura 2) per l’incernieramento all’involucro 17 del generatore.

Il pulsante 12 comprende anche un braccio 19, che sporge dalla porzione piana superiore 27 verso l’interno del generatore, dal lato opposto rispetto alle flange 18. A montaggio completato (si vedano le figure 7 e 8), il braccio 19 poggia con il suo estremo contro la porzione mobile 16.

Il nucleo 13, realizzato in ferro dolce, comprende una parete superiore circolare 41 ed una parete laterale cilindrica 40. Con generatore assemblato, la parete laterale 40 abbraccia l’avvolgimento 14, che rimane accolto nella cavità cilindrica 20 del nucleo 13.

Il nucleo 13 comprende una coppia di occhielli 21, adatti a ricevere il perno di incernieramento 28.

L’avvolgimento elettrico 14 à ̈ di forma anulare, e presenta una cavità interna 22, la quale accoglie il magnete 15.

Il magnete ha vantaggiosamente forma cilindrica, tale da accoppiarsi nella cavità centrale 22, ad esempio per forzatura, e presenta due poli disposti in sequenza lungo una direzione assiale dell’avvolgimento 14.

La porzione mobile 16 ha una forma ad L, e comprende una parete 42 sostanzialmente parallela all’asse dell’avvolgimento 14, affiancata lateralmente rispetto a questo. All’estremo superiore della parete 42 à ̈ presente un foro 23, destinato ad accogliere il perno di incernieramento 28. All’altezza del perno 28, la porzione a L 16 rimane interposta tra le flange 18 e gli occhielli 21.

La porzione mobile 16 comprende anche una parete pressoché orizzontale 29, che si estende al di sotto dell’avvolgimento, fino a sporgere dal lato opposto rispetto alla parete verticale 42. L’estremità della parete 29, almeno in fase di pressione del pulsante, va in appoggio con il braccio 19 del pulsante.

L’involucro 17 ha forma scatolare a parallelepipedo, aperta superiormente, e comprende una parete inferiore 34, due pareti laterali corte 32, 33 e due pareti laterali longitudinali 30, 31 (si veda anche fig. 3). Le pareti laterali 30-33 formano una cavità 24 che accoglie l’avvolgimento 14, il nucleo 13 e la porzione mobile ad L 16.

Le pareti laterali longitudinali 30, 31 sono provviste di concavità 25 che formano una sede adatta a ricevere fianchi opposti del nucleo, in modo che questo rimanga solidale all’involucro durante il normale funzionamento del generatore.

L’involucro 17 comprende anche due flange 26, agli estremi opposti longitudinali, per il fissaggio del generatore a pulsante, ad esempio ad una parete.

Il nucleo 13 e la porzione mobile 16 formano un circuito magnetico in ferro, che à ̈ interessato dal flusso magnetico generato dal magnete permanente 15. Si descrive ora brevemente il funzionamento del pulsante, in particolare con riferimento alle figure 7 e 8.

In condizione di riposo (fig. 7), il pulsante à ̈ in posizione sollevata con la porzione piana superiore 27 pressoché parallela al fondo dell’involucro 17.

La porzione mobile in ferro 16 à ̈ pressoché a contatto con il magnete 15, la faccia inferiore dell’avvolgimento 14 ed anche il bordo inferiore della parete laterale cilindrica del nucleo 13.

La parete inferiore 29 dell’elemento a L à ̈ in appoggio contro il braccio 19 del pulsante 12.

La forza di attrazione magnetica tra il magnete 15 e la porzione mobile ferromagnetica 16 e l’appoggio tra il pulsante 12 ed il bordo superiore dell’involucro 17 fanno sì che il pulsante sia mantenuto stabilmente nella posizione di riposo sollevata come mostrato in figura 7.

Quando il pulsante 12 Ã ̈ premuto da un utente, con forza che supera una soglia prestabilita dipendente dalla forza magnetica di attrazione tra magnete 15 e porzione mobile 16, il pulsante 12 Ã ̈ portato nella posizione abbassata mostrata in figura 8.

Il braccio 19 spinge sulla parete inferiore 29 della porzione 16 e ne provoca l’allontanamento dal magnete 15, contro la forza di attrazione.

Il nucleo 13, l’avvolgimento 14 ed il magnete 15 rimangono solidali rispetto all’involucro 17, per l’impegno nelle sedi 25 dell’involucro.

Lo spostamento della porzione 16 avviene con uno scatto netto, dovuto ad un rapido decremento della forza di attrazione magnetica al distacco dal magnete 15.

Il circuito magnetico cambia configurazione, ed in particolare viene aperto. Il flusso magnetico che attraversa l’avvolgimento 14 à ̈ così variato, cosicché ai terminali dell’avvolgimento si genera una tensione elettrica.

Il nucleo 13 forma un fine corsa per la discesa del pulsante 12.

Quando cessa la pressione impartita sul pulsante 12, la forza di attrazione magnetica tra il magnete 15 e la parete 29 richiama la porzione 16 verso l’alto, la quale spinge anche il pulsante 12 attraverso l’appoggio con il braccio 19. Il generatore ritorna così nella posizione di partenza di figura 7. Anche in fase di riarmo del pulsante, il flusso magnetico che taglia l’avvolgimento varia, ritornando al valore massimo, cosicché si genera un nuovo impulso di tensione.

A questo punto risulta evidente come si siano raggiunti gli scopi dell’invenzione.

In particolare si à ̈ fornito un generatore elettrico di struttura semplice, compatta ed economica. Grazie alla particolare disposizione del magnete e del nucleo ferromagnetico, il ritorno del pulsante nella posizione di riposo avviene in modo automatico, senza la necessità di introdurre una molla di richiamo o sistemi analoghi.

Inoltre, il generatore a pulsante secondo l’invenzione presenta spessori limitati nella direzione di movimento del pulsante. Questo rende l’oggetto particolarmente adatto ad applicazioni domestiche, dove à ̈ necessario fornire pulsanti di spessore ridotto.

Lo scatto del pulsante dalla posizione di riposo a quella premuta à ̈ netto ed immediato quando la forza supera una soglia prestabilita, grazie al fatto che l’attrazione magnetica tra magnete e nucleo ferromagnetico decade rapidamente in fase di allontanamento reciproco. Ciò consente di avere una tensione elettrica desiderata ai terminali dell’avvolgimento, indipendentemente dall’entità della forza di pressione applicata sul pulsante.

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

Alternativamente, il magnete potrebbe anche non essere fissato solidalmente all’avvolgimento ed all’involucro, ma potrebbe essere mobile solidalmente alla porzione mobile 16 del circuito magnetico.

All’interno dell’involucro del generatore potrebbe essere integrato un trasmettitore wireless, adatto ad emettere un segnale wireless quando il pulsante à ̈ premuto. In questo modo, il generatore può svolgere una funzione di pulsante wireless, ad esempio in ambito industriale per realizzare un fine corsa, un sensore di posizione o simili.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Generatore elettrico comprendente un pulsante (12) mobile tra una posizione di riposo ed una posizione premuta, un magnete (15), un avvolgimento elettrico (14) attraversato dal flusso magnetico del magnete ed un circuito magnetico (13, 16) interessato dal flusso magnetico generato dal magnete (15), caratterizzato dal fatto che il circuito magnetico comprende una porzione mobile (16) tra una posizione di riposo quando il pulsante (12) non à ̈ premuto ed una posizione operativa quando il pulsante (12) à ̈ premuto, essendo presenti mezzi (19) per trasmettere a detta porzione mobile (16) una forza impressa sul pulsante (12) in modo da provocarne uno spostamento verso la posizione operativa, essendo presente una forza magnetica di ritorno agente sulla porzione mobile (16) del circuito magnetico per riportare la porzione mobile (16) ed il pulsante (12) nelle rispettive posizioni di riposo quando il pulsante non à ̈ premuto.
2. 2. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il circuito magnetico comprende un nucleo ferromagnetico (13, 16).
3. 3. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il circuito magnetico comprende, oltre alla porzione mobile (16), anche un nucleo fisso (13) rispetto all’avvolgimento (14).
4. 4. Generatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che nella posizione di riposo la porzione mobile (16) chiude il circuito magnetico, essendo a contatto con il nucleo fisso (13) del circuito, mentre nella posizione operativa il circuito magnetico (13, 16) Ã ̈ aperto.
5. 5. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, quando il pulsante (12) à ̈ nella posizione di riposo, il magnete (15) à ̈ pressoché a contatto con la porzione mobile del circuito magnetico.
6. 6. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi (16, 116, 216, 316) per trasmettere la forza alla porzione mobile del circuito magnetico comprendono almeno un braccio connesso al pulsante (12) provvisto di una estremità in appoggio con detta porzione mobile (16).
7. 7. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pulsante (12), l’avvolgimento (14), il circuito magnetico ed il magnete (15) sono accolti in un involucro (11) del generatore.
8. 8. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’avvolgimento elettrico (14) ed il magnete (15) sono interposti tra il pulsante (12) e la porzione mobile (16) del circuito magnetico.
9. 9. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pulsante (12), e la porzione mobile (16) del circuito magnetico sono incernierati rispetto ad un involucro del generatore attorno allo stesso asse (28).
10. 10. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il circuito magnetico comprende un nucleo fisso (13) rispetto ad un involucro (17) del generatore, a detto involucro essendo solidale anche l’avvolgimento elettrico (14).
11. 11. Generatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un trasmettitore wireless associato all’avvolgimento elettrico, in grado di emettere un segnale wireless quando à ̈ premuto il pulsante del generatore.