ITMI20090357U1 - Rivelatore di posizione angolare per il montaggio in un asse girevole - Google Patents

Description

Descrizione del trovato che ha per titolo:

“RIVELATORE DI POSIZIONE ANGOLARE PER IL MONTAGGIO IN UN ASSE GIREVOLE”

Campo della tecnica

La presente invenzione è relativa ad un rivelatore di posizione angolare per il montaggio in un asse girevole guidato rispetto ad una struttura di supporto di un meccanismo, ed è utile per rivelare la posizione angolare di detto asse girevole in relazione a detta struttura di supporto.

Stato della tecnica anteriore dell'Invenzione

La Domanda di Brevetto EP-A-1850094 descrive un rilevatore di rotazione di un asse girevole e comprende un elemento anulare atto all'accoppiamento ad innesto nel summenzionato asse, detto elemento anulare essendo dotato di una configurazione dentata che si accoppia con un pignone al quale trasmette la rotazione, di un dispositivo rivelatore di posizione angolare. Il rivelatore comprende una prima cavità con una apertura passante che alloggia il summenzionato elemento anulare e una seconda cavità, adiacente, dove rimane posizionato il dispositivo rivelatore citato. In questa costruzione è necessario garantire un posizionamento esatto dell'elemento anulare rispetto al summenzionato pignone per assicurare l'operatività.

Il Brevetto US-B2-7378848 descrive un rivelatore di posizione angolare con foro passante e con due elementi polari non simmetrici associati a un rivelatore di campo magnetico. Questo rivelatore utilizza un anello magnetico disposto per accoppiarsi coassialmente ad un asse girevole che, insieme a detto anello magnetico, si posiziona passante attraverso una cavità di una carcassa del rivelatore. Il rivelatore comprende due elementi polari che si estendono almeno parzialmente attorno all'anello magnetico. Le caratteristiche di questo rivelatore e il numero di componenti implicano una elevata complessità e la necessità di regolazioni molto precise.

Il Brevetto US-B1-6188216 descrive un rivelatore di posizione angolare di un asse girevole, senza contatto, che comprende una carcassa con una cavità che alloggia un insieme polare costituito da due caiamite semicircolari fissate ad un corpo portatore che si fissa direttamente all'asse e un rivelatore di campo magnetico. Le caratteristiche di questo rivelatore impongono l'utilizzo di due caiamite separate ad una data distanza molto precisa, accoppiate sopra il summenzionato corpo portatore, e ciò implica limitazioni a livello costruttivo.

Descrizione dell'Invenzione

La presente invenzione contribuisce a superare gli inconvenienti dello stato della tecnica apportando un dispositivo rivelatore di posizione angolare per il montaggio in un asse girevole, il quale è guidato in modo girevole in una struttura di supporto.

Il rivelatore di posizione angolare della presente invenzione comprende un elemento anulare con una superficie interna atta per l'accoppiamento a innesto (diretto o attraverso una parte intermedia o accoppiatore coassiale) su detto asse girevole senza possibilità di rotazione relativa tra i due, e un alloggiamento dove è situato un magnete permanente. Il rivelatore di posizione comprende inoltre un supporto, che è provvisto di un'apertura passante attraverso la quale si estendono detto asse girevole e detto elemento anulare, detta apertura passante avendo una superficie interna posta di fronte e vicino all'elemento anulare con un gioco radiale sufficiente per rendere possibile la sua rotazione relativa e alcuni movimenti nelle direzioni radiali all'interno di un intervallo di tolleranze. Il supporto contiene inoltre una cavità, adiacente all'apertura passante, che alloggia un dispositivo rivelatore in grado di rivelare variazioni nel campo magnetico prodotto da detto magnete permanente durante la rotazione rispetto a detto supporto insieme all'elemento anulare, e almeno una configurazione di ancoraggio mediante la quale detto supporto è vincolato ad una struttura fissa rispetto all'asse girevole che è montato opportunamente guidato (ad esempio mediante una o più boccole a cuscinetti) in detta struttura fissa.

In un esempio di forma di realizzazione, il supporto è formato da primi e secondi corpi uniti l'uno all'altro e provvisti di rispettive aperture disposte di fronte che definiscono congiuntamente detta apertura passante con detta superficie interna attorno al summenzionato elemento anulare e configurazioni di ritenzione che collaborano con superfici di ritenzione dell'elemento anulare per limitare i loro movimenti nella direzione assiale con un gioco assiale all'interno di un intervallo di tolleranze. Preferibilmente, tra il primo corpo e l'elemento anulare è posizionata una prima guarnizione elastica e/o tra il secondo corpo e l'elemento anulare è posizionata una seconda guarnizione elastica per rendere ermetico il summenzionato gioco e per evitare che eventuali particelle di polvere o di altro tipo si depositino nel gioco e impediscano i movimenti relativi tra l'elemento anulare e l'apertura passante del supporto all'interno degli intervalli di tolleranza.

Con questa costruzione, il rivelatore di posizione angolare della presente invenzione non deve essere necessariamente provvisto di elementi meccanici, ad esempio di cuscinetti o elementi simili, per guidare con precisione la rotazione tra l’elemento anulare e l'apertura passante o cavità con apertura del supporto e per limitare al contempo lo spostamento relativo tra i due nella direzione assiale e nelle direzioni radiali dato che poiché l'elemento anulare dotato del magnete permanente è fissato all'asse girevole, esso utilizza a tal fine gli elementi di guida previsti tra l'asse girevole e la struttura di supporto della applicazione alla cui struttura è fissato il rivelatore. Pertanto, il rivelatore di posizione angolare della presente invenzione ha una costruzione semplice ed economica fornendo tuttavia un funzionamento preciso e affidabile.

Inoltre la struttura del rivelatore di posizione proposto fa sì che esso venga costituito in un insieme altamente compatto e di montaggio semplice, permettendo la sua installazione sfruttando le zone libere nella struttura portante dell'asse girevole a cui si accoppia, che consentono al rivelatore di essere protetto dalla summenzionata struttura nei casi di eventuali impatti o urti.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche di cui sopra, nonché altre caratteristiche e vantaggi verranno meglio compresi a partire dalla seguente descrizione dettagliata di un esempio di forma di realizzazione facendo riferimento ai disegni allegati, nei quali:

le Figure 1 e 2 sono viste in prospettiva di lati opposti di un rivelatore di posizione angolare per il montaggio in un asse girevole secondo un esempio di una forma di realizzazione della presente invenzione;

la Figura 3 è una vista in prospettiva di un elemento anulare che forma parte del rivelatore delle Figure 1 e 2, con un magnete permanente che sta per essere inserito in un alloggiamento di detto elemento anulare;

la Figura 4 è una vista in prospettiva del rivelatore delle Figure 1 e 2 in sezione in un primo piano di taglio;

la Figura 5 è una vista parziale in prospettiva del rivelatore delle Figure 1 e 2 in sezione in un secondo piano di taglio, perpendicolare al primo; e

la Figura 6 è una vista ingrandita del dettaglio VI di Figura 5.

Descrizione dettagliata di un esempio di forma di realizzazione

Il rivelatore della presente invenzione è previsto per rivelare la posizione angolare di un asse girevole in relazione ad una struttura di supporto di un meccanismo, ad esempio il pedale di una automobile, tra gli altri, in cui il summenzionato asse girevole è opportunamente guidato, in modo girevole, in detta struttura di supporto.

Facendo riferimento alle Figure, il rivelatore di posizione angolare per il montaggio in un asse girevole comprende, secondo un esempio di una forma di realizzazione della presente invenzione, un elemento anulare 10 (mostrato in esploso in Figura 3) presenta una superficie interna 11 atta ad essere accoppiata ad innesto su detto asse girevole (non illustrato) senza che esista una possibilità di rotazione relativa tra i due. Il summenzionato elemento anulare 10 è dotato di un alloggiamento 12 in cui è inserito un magnete permanente 40. Il rivelatore comprende inoltre un supporto 60 provvisto di una apertura passante 21 , 31 (meglio illustrata nella Figure 4-6) attraverso la quale si estende l'asse girevole con l'elemento anulare 10 accoppiato allo stesso. Questa apertura passante 21 , 31 presenta di una superficie interna 22, 32 posta di fronte e vicina all'elemento anulare 10, tra i due essendo presente un gioco radiale sufficiente per rendere possibile la sua rotazione relativa. Il supporto 60 è dotato di una cavità 24 adiacente all'apertura passante 21 , 31 , che alloggia un dispositivo rivelatore 50 in grado di rivelare variazioni nel campo magnetico prodotto da detto magnete permanente 40 durante la rotazione rispetto a detto supporto insieme all'elemento anulare 10. Il summenzionato dispositivo rivelatore 50 è di tipo noto, ad esempio quello descritto nella Domanda WO-A-2007/057563 o simile, e comprende almeno due elementi magneto-sensibili e un circuito di trattamento che fornisce un segnale che è funzione della posizione assoluta del magnete permanente 40 integrato in detto elemento anulare 10. Con una struttura di questo tipo, detto dispositivo rivelatore 50 può rivelare variazioni nella posizione angolare del magnete permanente 40 all'interno di un intervallo di tolleranze di posizionamento assiale e di posizionamento radiale tra il magnete permanente 40 e il dispositivo rivelatore 50. Di conseguenza, il summenzionato gioco radiale si troverà all'interno di detto intervallo di tolleranza. Il supporto 60 prevede anche una configurazione di ancoraggio 25 attraverso la quale detto supporto 60 può essere fissato a detta struttura di supporto (non illustrata), o a qualsiasi altra struttura fissa rispetto all'asse girevole, per mezzo di una vite o elemento simile. In alternativa, il supporto 60 potrebbe avere diverse configurazioni di supporto, sebbene una sia sufficiente in cooperazione con la ritenzione in senso radiale ottenuta mediante una superficie interna 22, 32 dell'apertura passante 21 , 31 posta di fronte e vicina all'elemento anulare 10, il quale è fissato all'asse girevole, opportunamente guidato rispetto alla citata struttura di supporto.

Nell'esempio di forma di realizzazione mostrato, il supporto 60 è formato da un primo corpo 20 e da un secondo corpo 30, a guisa di coperchio, uniti uno all'altro, ad esempio mediante collegamento a pressione di piedini elastici 34 che terminano in un gancio, formati nel secondo corpo 30, in corrispondenti configurazioni di aggancio 27, formate nel primo corpo 20. Questi primo e secondo corpo 20, 30 sono provvisti di rispettive aperture 21 , 31 poste di fronte che definiscono congiuntamente la summenzionata apertura passante del supporto 60, e dette aperture 21 , 31 hanno rispettive superfici interne 22, 32 che definiscono congiuntamente la summenzionata superficie interna dell'apertura passante, che si trova attorno all'elemento anulare 10. Il primo e secondo corpo 20, 30 presentano inoltre configurazioni di ritenzione 23, 33, che collaborano con superfici di ritenzione 13a,13b dell'elemento anulare 10 (Figura 6) per limitare i loro movimenti relativi nella direzione assiale con un gioco assiale all'interno dell'intervallo di tolleranze ammissibili dal dispositivo rivelatore 50. Le summenzionate configurazioni di ritenzione 23, 33 del supporto 60 sono formate come aggetti che si estendono verso l'interno dalle rispettive superfici interne 22, 32 del primo e secondo corpo 20, 30, e dette superfici di ritenzione 13a, 13b dell'elemento anulare 10 formano una nervatura 15 che si estende radialmente verso l'esterno da una superficie esterna di rotazione 16 dell'elemento anulare 10. La regolazione tra le configurazioni di ritenzione 23, 33 del supporto 60 e le superfici di ritenzione 13a, 13b dell'elemento anulare 10 non richiede precisioni meccaniche elevate poiché la posizione relativa nella direzione assiale non è determinante per il buon funzionamento del sensore all'interno di certi limiti.

In questo esempio di forma di realizzazione qui descritto, tra il primo corpo 20 e l'elemento anulare 10 si trova posizionata una prima guarnizione elastica 41 a, e tra il secondo corpo 20 e l'elemento anulare 10 si trova posizionata una seconda guarnizione elastica 41 b. L'elemento anulare 10 contiene sedi 17a, 17b (Figura 6) nelle quali sono disposte detta prima e seconda guarnizioni ermetiche 41a, 41 b, le quali servono a rendere ermetici detti giochi radiale e assiale tra l'elemento anulare 10 e l'apertura passante 21 , 31 del supporto 60 senza impedire, in virtù dell'elasticità delle stesse, un certo movimento relativo nella direzione assiale e nelle direzioni radiali. Pertanto, il gioco generale o lasco esistente tra il membro anulare 10 e l'apertura passante 21 , 31 del supporto 60 può essere sufficientemente ampio per facilitare la rotazione relativa senza l'esigenza di una regolazione meccanica di alta precisione, una rotazione di rottura tra entrambe le parti. Pertanto, è superfluo l'uso di complicate e costose soluzioni meccaniche per guidare la rotazione e per limitare con precisione lo spostamento relativo nella direzione assiale e nelle direzioni radiali tra il membro anulare 10 e l'apertura passante 21, 31 del supporto 60. Per questo motivo la precisione nella guida dell'asse girevole rispetto alla struttura di supporto dell'applicazione, precisione che in generale già esiste per necessità della stessa applicazione, è un aspetto determinante per il corretto funzionamento del sensore della presente invenzione. Grazie a questo, i mezzi di guida precisa dell'applicazione non sono duplicati nel sensore della presente invenzione, e questo può avere una costruzione significativamente semplice ed economica.

Come viene meglio illustrato in Figura 3, il summenzionato alloggiamento 12 dell'elemento anulare 10 ha la forma di una scanalatura allargata che copre un arco nella direzione circonferenziale. Questa scanalatura è aperta in una superficie finale 14 dell'elemento anulare 10 perpendicolare all'asse girevole, in modo tale da poter ricevere l'inserimento del magnete permanente 40 il quale, di conseguenza, ha una forma complementare a quella della summenzionata scanalatura. Il magnete permanente 40 può essere fissato all'alloggiamento 12 per esempio per mezzo di un accoppiamento bloccato o per mezzo di un adesivo. In alternativa, l'alloggiamento 12 può comprendere diverse scanalature o una unica scanalatura circolare per un magnete permanente sotto forma di anello completo. La nervatura 15 che si estende radialmente verso l'esterno dalla superficie esterna di rotazione 16 dell'elemento anulare 10 copre un arco nella direzione circonferenziale e presenta superfici finali 18 atte ad interferire con almeno un elemento di arresto (non illustrato) formato in almeno uno tra il primo e il secondo corpo 20, 30 per limitare la rotazione dell'elemento anulare 10 rispetto al supporto 60. In alternativa, la nervatura 15 può coprire l'intera circonferenza e/o gli elementi di arresto nel supporto 60 possono essere omessi.

Il dispositivo rivelatore 50, che si trova nella summenzionata cavità 24 del supporto 60, è associato a spine di connessione 51 accessibili dall'esterno. Nell'esempio della forma di realizzazione illustrata, la cavità 24 che alloggia il dispositivo rivelatore 50 è una cavità aperta formata nel primo corpo 20, e dette stime di connessione 51 sono integrate in un connettore 52 (Figure 1 e 2) accessibile dall'esterno. In un esempio di forma di realizzazione alternativa (non illustrata), la cavità 24 che alloggia il dispositivo rivelatore 50 è una cavità chiusa formata dal primo e dal secondo corpo 20, 30, e le spine di connessione 51 fuoriescono all'esterno della cavità 24 attraverso orifizi formati in uno o nell'altro tra il primo e il secondo corpo 20, 30. Ad un esperto nella tecnica risulteranno evidenti altri mezzi alternativi per la connessione del dispositivo rivelatore 50 senza allontanarsi dalla portata della presente invenzione.

In un esempio di forma di realizzazione alternativa (non illustrata), il primo e secondo corpo 20, 30, sono fissati l'uno all'altro per mezzo di viti al posto dei piedini elastici 34 e delle configurazioni di aggancio 27. A tal fine, almeno uno tra il primo e il secondo corpo 20, 30 presenta fori passanti posti di fronte a corrispondenti fori filettati formati nell'altro tra il primo e il secondo corpo 20, 30 per l'installazione negli stessi di viti 42 per la unione reciproca del primo e secondo corpo 20, 30.

Un esperto nella tecnica sarà in grado di effettuare modifiche e variazioni a partire dall'esempio della forma di realizzazione illustrata e descritta senza allontanarsi dalla portata della presente invenzione, ad esempio incorporando il magnete permanente 40 nell'elemento anulare 10 con una tecnica di sovrastampaggio di detto elemento anulare, includendo il magnete, o realizzando l'unione dei due corpi 20 e 30 mediante termo-saldatura o simile.

La portata della presente invenzione è definita nelle rivendicazioni allegate.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Rivelatore di posizione angolare per il montaggio in un asse girevole, detto asse girevole essendo guidato in modo girevole in una struttura di supporto, detto rivelatore di posizione angolare comprendendo in combinazione: un elemento anulare (10) con una superficie interna (11) atta all'accoppiamento a innesto su detto asse girevole senza possibilità di rotazione relativa tra i due, e un alloggiamento (12) in cui è posizionato un magnete permanente (40); e un supporto (60) provvisto di: una apertura passante (21, 31) attraverso la quale si estendono detto asse girevole e detto elemento anulare (10, detta apertura passante (21 , 31 ) avendo una superficie interna (22, 32) posta di fronte e vicina all'elemento anulare (10) con un gioco radiale sufficiente a rendere possibile la sua rotazione relativa e movimenti nelle direzioni radiali all'interno di un intervallo di tolleranze; una cavità (24) adiacente all'apertura passante (21 , 31) che alloggia un dispositivo rivelatore (50) in grado di rivelare variazioni nel campo magnetico prodotto da detto magnete permanente (40) durante la rotazione rispetto a detto supporto insieme all'elemento anulare (10); e almeno una configurazione di ancoraggio (25) mediante la quale detto supporto (60) è vincolato ad una struttura fissa rispetto all'asse girevole. 2. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto supporto (60) è formato da un primo e secondo corpo (20, 30) uniti l'uno all'altro e provvisti di rispettive aperture (21 , 31) poste di fronte che definiscono congiuntamente detta apertura passante con detta superficie interna (22, 32) attorno a detto elemento anulare (10) e configurazioni di ritenzione (23, 33) che collaborano con superfìci di ritenzione (13a, 13b) dell'elemento anulare (10) per limitare i loro movimenti nella direzione assiale con un gioco assiale all'interno di un intervallo di tolleranze. 3. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che tra il primo corpo (20) e l'elemento anulare (10) è disposta almeno una prima guarnizione elastica (41 a) e/o tra il secondo corpo (20) e l'elemento anulare (10) è disposta almeno una seconda guarnizione elastica (41 b) per rendere ermetici detti giochi radiale e assiale. 4. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'elemento anulare (10) contiene sedi (17a, 17b) in cui sono disposte detta prima e seconda guarnizione ermetiche (41 a, 41 b). 5. - Rivelatore di posizione angolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto alloggiamento (12) nell'elemento anulare (10) ha la forma di una scanalatura allargata che copre almeno un arco nella direzione circonferenziale, detta scanalatura essendo aperta almeno in una superficie finale (14) dell'elemento anulare (10) perpendicolare all'asse girevole per ricevere l'inserimento di detto magnete permanente (40), il quale ha una forma complementare a quella di detta scanalatura ed è fissato alla stessa mediante accoppiamento bloccato con un adesivo. 6. - Rivelatore di posizione angolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che dette superfici di ritenzione (13a, 13b) dell'elemento anulare (10) formano almeno una nervatura (15) che si estende radialmente verso l’esterno da una superficie esterna di rotazione (16) dell'elemento anulare (10). 7. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta nervatura (15) copre un arco nella direzione circonferenziale e presenta superfici finali (18) atte ad interferire con almeno un elemento di arresto formato in almeno uno tra il primo e il secondo corpo (20, 30) per limitare la rotazione dell'elemento anulare (10) rispetto al supporto (60). 8. - Rivelatore di posizione angolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo rivelatore (50) è associato a spine di connessione (51). 9. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta cavità (24) che alloggia il dispositivo rivelatore (50) è una cavità aperta e dette spine di connessione (51) sono integrate in un connettore (52) accessibile dall'esterno. 10. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta cavità (24) che alloggia il dispositivo rivelatore (50) è una cavità chiusa dal primo e secondo corpo (20, 30), e dette spine di connessione (51) fuoriescono all'esterno della cavità (24) attraverso orifizi formati in almeno uno tra il primo e il secondo corpo (20, 30). 11. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo rivelatore (50) comprende almeno due elementi magneto-sensibili e un circuito di trattamento che fornisce un segnale che è una funzione della posizione assoluta del magnete permanente (40) integrato in detto elemento anulare (10). 12. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto elemento anulare (10) si accoppia all'asse girevole mediante una parte intermedia o accoppiatore. 13. - Rivelatore di posizione angolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti primo e secondo corpo (20, 30) è dotato di piedini elastici (34) che terminano in un gancio i quali si inseriscono in corrispondenti configurazioni di aggancio (27) formate nell'altro tra il primo e il secondo corpo (20, 30) per la loro reciproca unione. 14. - Rivelatore di posizione angolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti primo e secondo corpo (20, 30) è dotato di fori passanti posti di fronte a corrispondenti fori filettati formati nell'altro tra il primo e il secondo corpo (20, 30) per l'installazione negli stessi di viti (42) per la reciproca unione del primo e secondo corpo (20, 30). 15. - Rivelatore di posizione angolare secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto intervallo di tolleranze si trova all'interno dei movimenti relativi massimi ammissibili tra il dispositivo rivelatore (50) e il magnete permanente (40) alloggiato nell'elemento anulare (10) senza alterare il buon funzionamento del dispositivo rivelatore (50).