ITMI20100351A1 - Cerniera a posizioni di arresto definite perfezionata. - Google Patents

Description

CERNIERA A POSIZIONI DI ARRESTO DEFINITE PERFEZIONATA

DESCRIZIONE

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

La presente invenzione riguarda una cerniera che presenta più posizioni di arresto, ovverosia una cerniera che può rimanere ferma in una posizione intermedia senza l’ausilio di supporti meccanici esterni, quali ad esempio ganci, catene, o altri elementi che debbano essere montati.

Esistono sul mercato cerniere di questo tipo, e vengono impiegate nelle macchine industriali, ad esempio per la connessione di cofani di apparecchiature meccaniche al telaio, o delle ante ai distributori automatici, agli armadi elettrici, ai dispositivi bancari, o nei carter di protezione, cancelli di accesso o simili.

Come si può facilmente comprendere, questo tipo di cerniera ha riscosso notevole successo sul mercato, in vista anche del fatto che questa soddisfa l’esigenza degli operatori e dei manutentori di avere un’anta, o un cofano, che mantiene una posizione aperta, stabile, comunque scelta e che non va ad interferire, sia pure incidentalmente, con il loro operato.

Le cerniere così realizzate presenti sul mercato prevedono un sistema di reciproco impegno di due elementi di cerniera, costituito da elementi di blocco tra un perno centrale e uno, o entrambi, degli elementi della cerniera. Sono previste molle di spinta, realizzate in acciaio o in gomma, cui si vanno ad associare altri elementi aggiuntivi, come ad esempio sfere di acciaio e viti.

Il brevetto US 5412842 di proprietà di Southco riguarda ad esempio una cerniera di tipo tradizionale, in cui sono previsti appositi mezzi atti a trattenere in specifiche reciproche posizioni le due ali della cerniera. Detti accorgimenti sono costituiti da una coppia molla-sfera, alloggiata nell’ala fissata alla parete, e da fori e cave previsti sulle ali in modo che l’accoppiamento sfera-albero mantenga lo sportello in una posizione stabile predefinita, a meno di una forte pressione esercitata sullo sportello stesso.

Tuttavia, una simile soluzione si presenta particolarmente complessa da realizzare, dato che tutte le cavità ricavate devono essere perfettamente in asse per poter bloccare efficacemente lo sportello, e che si rendono necessarie operazioni di montaggio piuttosto difficili, con il rischio che la sfera esca dalla propria sede durante la messa in opera.

Al fine di rendere più semplice la struttura di cerniera, la richiedente presentò a suo tempo il brevetto italiano n° 1365898, volto a proteggere una cerniera che presenta più posizioni di arresto, i cui elementi di incernieramento previsti sulle rispettive ali presentano sulle superfici di impegno costole e rientranze longitudinali in reciproco impegno. Questo trovato, che prevedeva sostanzialmente di non inserire alcun elemento di ritegno, si à ̈ rivelato particolarmente utile nel caso di carichi relativamente leggeri, ma qualche problema ha presentato su carichi più pesanti.

E’ pertanto scopo della presente invenzione di trovare un nuovo tipo di cerniera a posizioni di arresto definite che sia in grado di ovviare ai suddetti svantaggi, e in particolare fornisca un sistema di tenuta facile da realizzare e da montare, che sia in grado di tenere in posizione stabile la cerniera quando si trova nella posizione prefissata desiderata, senza alcuna limitazione al carico sostenuto.

Il suddetto scopo viene ottenuto con una cerniera avente le caratteristiche menzionate nella rivendicazione 1. Le rivendicazioni subordinate si riferiscono a caratteristiche preferenziali.

Altre caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma d’esecuzione preferita, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo, ed illustrata nei disegni allegati, in cui:

fig. 1 mostra una vista frontale anteriore della cerniera secondo l'invenzione, di cui

fig. 2 Ã ̈ una vista in sezione lungo la traccia A-A;

fig. 3 Ã ̈ una vista frontale di uno dei due corpi costitutivi della cerniera di fig. 1, di cui

fig. 4 Ã ̈ una vista in sezione lungo la traccia B-B;

fig. 5 à ̈ una vista frontale dell’altro corpo costitutivo della cerniera di fig. 1, di cui

fig. 6 Ã ̈ una vista in sezione lungo la traccia C-C;

fig. 7 à ̈ una vista frontale del dispositivo di impegno a spinta montato nella cerniera secondo l’invenzione, di cui

fig. 8 Ã ̈ la vista in sezione lungo la traccia D-D;

fig. 9 à ̈ la vista esplosa in prospettiva di una forma d’esecuzione alternativa del dispositivo di impegno a spinta montato nella cerniera secondo l’invenzione, e

figg. 10a a 10d sono viste prospettiche volte ad illustrare le posizioni che può assumere la cerniera nel funzionamento, con diverse angolazioni.

La cerniera secondo l'invenzione à ̈ composta da due elementi costitutivi principali 1 e 2, identificabili come ali o come corpi di cerniera - generalmente stampati in materiale termoplastico, ma che possono essere realizzati anche in altri materiali sintetici, od in gomma od in metallo - conformati in modo da presentare una zona di reciproco impegno 3, entro cui va a innestarsi un elemento di imperniamento 4.

La zona di reciproco impegno 3 à ̈ costituita dall’associazione di rispettive appendici che aggettano da entrambe le ali: in particolare à ̈ previsto un corpo cilindrico 1a che aggetta dall’ala 1, ed una coppia di bussole 2a, 2b, aggettanti dall’ala 2, per l’inserimento e la tenuta dell’elemento di imperniamento 4.

L’elemento di imperniamento 4 viene innestato assialmente a partire da una delle estremità ed à ̈ fissato mediante elementi di vincolo (non mostrati, di per sé noti).

Secondo una prima caratteristica dell’invenzione, il corpo cilindrico 1a presenta una superficie con scanalature assiali 5, reciprocamente distanziate sulla circonferenza. Preferibilmente, le suddette scanalature 5 hanno un profilo arrotondato.

Secondo una ulteriore fondamentale caratteristica dell’invenzione, à ̈ previsto un elemento 6 di impegno a spinta, associato al corpo 2, in contrapposizione alle scanalature del corpo cilindrico 1a.

L’elemento di spinta e impegno 6 à ̈ bene illustrato nelle figg. 7 e 8: in una prima approssimazione, esso presenta configurazione generale ad X, i cui bracci sono cedevoli elasticamente. Ad un’analisi più approfondita, esso à ̈ composto da una coppia di costole 6a, 6b tra loro parallele, tenute unite da elementi di connessione 6c, 6d, aventi forma sostanzialmente a V contrapposte per i vertici. Più precisamente, gli elementi di connessione 6c, 6d sono formati a V, con vertice ampiamente raccordato ad arco, che determina una loro flessibilità calibrata. Gli elementi a V 6c, 6d si dipartono dalle estremità delle costole 6a, 6b stesse e vanno a convergere con i vertici al centro.

Comprensibilmente, in una struttura siffatta, le due costole laterali 6a, 6b hanno funzione di impegno, mentre la spinta à ̈ garantita dalla conformazione dei due elementi di connessione 6c, 6d. Come si nota dalle figure 7 e 8, la costola 6a à ̈ atta all’impegno con le scanalature 5 previste sul corpo 1a, ha sezione sostanzialmente poligonale, più precisamente pentagonale irregolare, con uno degli angoli più chiuso, formante un cuneo sostanzialmente pentagonale, ovvero termina con un profilo a cuneo, in modo da rendere più stabile l’impegno con la scanalatura 5, e nello stesso tempo, favorire il disimpegno quando viene esercitata una forza sufficiente su di essa. La costola 6b invece ha forma sostanzialmente rettangolare, ed à ̈ destinata a inserirsi entro la cava 7, ove viene trattenuta a pressione.

Come si comprende da fig. 4, il corpo 1a presenta una particolare disposizione delle scanalature 5: queste formano rispetto al piano di appoggio del corpo 1 angolazioni corrispondenti a quelle che lo sportello incernierato andrà assumere rispetto alla parete su cui la cerniera à ̈ montata. In particolare, nella figura 4 sono illustrate le quattro preferite posizioni, coincidenti con quelle solitamente richieste dagli operatori, ossia: posizione a) a –90°, posizione b) a 0°, posizione c) a 70° e posizione d) a 115°.

Parimenti, la fig. 6 mostra la cava 7 entro cui viene alloggiato l’elemento di spinta e impegno 6, interposto tra le due cavità trasversali 8a, 8b previste per l’inserimento di viti di serraggio.

Sfruttando la combinazione tra le caratteristiche meccanico/plastiche del materiale con cui à ̈ formato e la sua conformazione geometrica, l’elemento di impegno a spinta 6 forma un sistema di impegno a scatto nelle scanalature 5, per il quale la rotazione dell’ala 2 rispetto all’ala 1 porta all’inserzione della costola 6a dell’elemento di spinta e impegno 6 nelle differenti scanalature 5 dell’elemento 1. Qualora si desideri modificare la posizione relativa di un’ala rispetto all’altra, sarà sufficiente ruotare un’ala rispetto all’altra esercitando una pressione tale da far scattare la costola 6a fuori dalla scanalatura 5 in cui si trova ed entro la scanalatura 5 adiacente.

La forma d’esecuzione alternativa illustrata in fig. 9 prevede l’utilizzo di un elemento ammortizzatore 9, opportunamente sagomato perché possa essere inserito nell’area compresa tra i due vertici degli elementi a V 6c, 6d dell’elemento di impegno a spinta 6.

L’elemento ammortizzatore 9 così realizzato e disposto à ̈ atto sostanzialmente a aumentare la resistenza elastica dell’elemento 6 di impegno a spinta. Una struttura siffatta, disposta in associazione con i vertici degli elementi a V 6c, 6d, serve a aumentare la tenuta della cerniera, qualora l'applicazione lo richieda. In pratica, si à ̈ potuto constatare che l’aggiunta di detto elemento ammortizzatore 9 à ̈ in grado di garantire anche un comportamento più “morbido†dell’elemento di impegno a spinta 6, attutendo pertanto l’urto al momento dell’apertura o della chiusura dello sportello.

La forma di esecuzione qui riportata à ̈ quella di più facile comprensione, e pertanto la più rappresentativa della nuova struttura aggiuntiva prevista. Si comprende tuttavia che altre possono essere le forme che l’elemento ammortizzatore 9 può assumere ottenendo pari utilità. Ad esempio, à ̈ possibile prevedere di inserire simmetricamente sulle superfici esterne della lettera V dei detti elementi a V 6c, 6d due elementi ammortizzatori 9 identici che esercitino la richiesta forza.

Il corpo 9 à ̈ composto di un materiale elastico, che avrà caratteristiche differenti di mescola e durezza a seconda delle necessità, in modo da garantire la coppia finale sulla cerniera desiderata. Come si comprende dalle figg. 10a-10d, l’elemento di impegno a spinta 6 à ̈ stato realizzato in modo che, quando si trova in posizione di riposo, esso spinga entro una delle scanalature 5, in condizioni di pre-caricamento. Quando l’operatore va a muovere l’anta, l’elemento di impegno a spinta 6 viene spinta fuori dalla scanalatura, caricandosi e strisciando sulla parte esterna del corpo 1a, fino a trovare la scanalatura successiva, entro cui disporsi in posizione appunto di pre-caricamento. Perché possa muoversi l’anta, à ̈ pertanto necessario che l’operatore eserciti una coppia proporzionale alla durezza dell’elemento di impegno a spinta 6.

Al fine di ottenere le migliori prestazioni, e garantire le proprietà fisico-meccaniche desiderate, l’elemento di impegno a spinta 6 à ̈ fatto preferibilmente di una resina acetalica. Si comprende tuttavia che la cerniera à ̈ realizzabile in qualsiasi materiale avente adatta capacità di deformazione elastica. Dalla precedente descrizione si comprende facilmente che, mediante il trovato, si à ̈ realizzato un sistema in grado di mantenere un impegno stabile, e contemporaneamente di prevedere svariate posizioni di equilibrio, tra le due ali, ottenendo un sistema elastico semplice, poco costoso e durevole nel tempo.

Si à ̈ inoltre potuto constatare che la particolare conformazione adottata della cerniera garantisce ulteriori vantaggi, apprezzabili dagli operatori del settore.

In particolare, essa possiede una elevata coppia resistente, maggiore rispetto a quelle normalmente sul mercato: ciò consente agli operatori di utilizzarla anche per il sostegno di qualsivoglia tipo di carico, in particolare di sportelli rotanti attorno ad un asse orizzontale, tenuti in posizione aperta. Come si può facilmente intuire, questo comporta che non sia più necessario fare uso di altri dispositivi di sostegno meccanici quali molle a gas, guide lineari, ecc., solitamente previsti allo scopo di garantire la stabilità. Per i motivi sopra riportati, e per la particolare conformazione a scatto, che garantisce che non ci siano movimenti accidentali dello sportello, la cerniera ora descritta possiede particolari requisiti di sicurezza apprezzabili dagli operatori. Infine, la conformazione arrotondata delle scanalature 5 consente all’operatore di effettuare attività di manutenzione e di pulitura della cerniera semplificata.

Comprensibilmente, la cerniera sinora descritta può presentare alcune modifiche, senza allontanarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione. Ad esempio, a seconda delle necessità, à ̈ possibile regolare la posizione delle scanalature 5, semplicemente modificando la sagoma dello stampo in modo da ottenere le angolazioni desiderate.

S’intende che la protezione dell'invenzione descritta sopra non deve considerarsi limitata alla forma d’esecuzione descritta, ma si estende ad ogni altra variante costruttiva che consegue pari utilità.

Ad esempio, il perno 4 può assumere una qualsiasi delle forme di perni della maggior parte delle cerniere; così pure gli elementi di vincolo che lo tengono in posizione ferma e stabile possono essere ad esempio una zona anulare zigrinata, un bordino in sottoquadra o un qualsiasi altro sistema. Questi elementi non sono in alcun modo coinvolti nelle operazioni di bloccaggio a scatti della cerniera, e pertanto non sono oggetto della presente invenzione.

Come si comprende facilmente, tutti gli elementi che costituiscono la cerniera possono essere composti di qualsivoglia tipo di materiale possa offrire le caratteristiche desiderate di leggerezza e resistenza.

Inoltre le angolazioni che può assumere la cerniera nel funzionamento possono essere anche diverse da quelle rappresentate nelle figure.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Cerniera per il supporto e la manovra di sportelli, composta da due elementi ad ala (1) e (2), dotati di mezzi di attacco ad una parte telaio e rispettivamente ad una parte anta, nonché di mezzi (3) di reciproco incernieramento in una zona di imperniamento (4), detti mezzi (3) essendo costituiti da appendici (1a; 2a, 2b) aggettanti da detti elementi ad ala (1, 2), caratterizzata da ciò che almeno una di dette appendici (1a) di dette ali (1, 2) à ̈ in forma di un corpo cilindrico sulla cui superficie sono formate scanalature (5) assiali, a distanza circonferenziale prefissata, e da ciò che all’ala contrapposta a detta appendice à ̈ associato un elemento di impegno a spinta (6), di configurazione generale ad X, a bracci cedevoli elasticamente.
2. 2) Cerniera come in 1), caratterizzata da ciò che detto elemento di impegno a spinta(6), formato generalmente a X à ̈ composto da una coppia di costole (6a, 6b), parallele all'asse della cerniera, tenute unite da elementi di connessione (6c, 6d) formati sostanzialmente a V contrapposte per i vertici.
3. 3) Cerniera come in 2) caratterizzato da ciò che ciascuno di detti elementi (6c, 6d) di connessione formati a V presenta vertice ampiamente raccordato ad arco, detti elementi di connessione (6c, 6d) dipartendosi dalle estremità delle costole (6a, 6b) e convergendo con i vertici al centro.
4. 4) Cerniera come in 2) o in 3), caratterizzata da ciò che una di dette costole (6a), destinata all'impegno con una rispettiva scanalatura (6), ha sezione sostanzialmente poligonale, con angolo formante un cuneo.
5. 5) Cerniera come in 2) o 3), caratterizzata da ciò che una di dette costole (6b), destinata all'impegno con la rispettiva ala di supporto, ha sezione sostanzialmente rettangolare.
6. 6) Cerniera come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata da ciò che à ̈ previsto ulteriormente almeno un elemento ammortizzatore (9) disposto in impegno con detti elementi di connessione (6c, 6d).
7. 7) Cerniera come in 6) caratterizzata da ciò che detto elemento ammortizzatore (9) à ̈ previsto tra i due bracci che vanno a comporre ciascuno dei detti elementi di connessione (6c, 6d).
8. 8) Cerniera come in 6) caratterizzata da ciò che sono previsti due elementi ammortizzatori (9) identici sulle superfici esterne della lettera V dei detti elementi a V (6c, 6d).