ITMI20130286U1 - Sistema di espulsione per distributori automatici - Google Patents

Description

Descrizione del modello di utilità dal

Titolo: “SISTEMA DI ESPULSIONE PER DISTRIBUTORI AUTOMATICI”

Testo della descrizione

Il presente trovato è relativo a sistemi di espulsione per articoli di tipo “vending”, ovvero tipicamente quel genere di articoli che si acquista dai distributori automatici.

Detti distributori automatici, detti appunto anche “vending machine” sono le macchine ormai note che permettono all’utente di acquistare prodotti in autonomia, senza l’ausilio di personale di vendita, inserendo direttamente il denaro nel distributore automatico e premendo il tasto corrispondente al prodotto desiderato. Lo scomparto corrispondente al prodotto selezionato è dotato di uno specifico sistema di espulsione, che viene attivato selezionando detto prodotto, e detto sistema di espulsione spinge o ruota il prodotto, avanzando, per farlo arrivare al corrispondente cassetto o sportello. Tipicamente, i prodotti più classici venduti in questo modo sono merendine, bibite o generi alimentari simili, purché confezionati all’interno di una confezione che non permetta la contaminazione del prodotto tramite la macchina distributrice. I sistemi vending, per venire incontro alle esigenze di grande distribuzione, che implicano la possibilità di avere i prodotti disponibili H24, sono sempre più diffusi sia all'interno, che all’esterno di edifici. E’ cosa quasi comune trovare oggigiorno distributori automatici per prodotti alimentari freschi, come panini o brioche, (sempre purché adeguatamente confezionati), o prodotti medicali, cerotti, disinfettanti etc. o ancora prodotti per la pulizia della macchina, alimentari H24 etc. In ogni caso, ciò che accomuna qualunque sistema di distribuzione “vending” è che viene utilizzato H24 in autonomia da qualunque utente, e può essere posizionato ad esempio in uffici, cosi come all’interno o all’esterno di locali farmacie, ristoranti, supermercati etc. Detti sistemi dunque devono risultare particolarmente affidabili, resistenti e performanti per poter funzionare ad hoc per un numero non quantificabile di erogazioni. Appare dunque evidente che, l’affidabilità del sistema di distribuzione sia il fulcro del corretto funzionamento di detti sistemi, e deve dunque essere di buona qualità, essere funzionale per un numero di cicli di funzionamento non definiti a priori, versatile nell’uso, e preferibilmente come è desiderio del mercato, semplice ed economica da produrre. Il sistema di espulsione di un distributore automatico, solitamente, è composto da un motoriduttore, una spirale, ed un sensore di posizione. Per spiegare lo scopo del presente trovato si ritiene utile descrivere prima brevemente come è composto un sistema di espulsione d’arte nota, per far meglio comprendere quali siano i miglioramenti del sistema di espulsione oggetto del presente trovato.

In particolare, s’intende esaminare una configurazione abbastanza nota di detto sistema, in questo caso, ad esempio: un sistema di espulsione comprende un motoriduttore, costituito da un motore elettrico, ed una cascata di ingranaggi, opportunamente dimensionati, ai fini di ridurre il numero di giri del motore ed aumentare la coppia motrice di detto motoriduttore. La spirale è appositamente dimensionata, in modo che, tra una spira e la successiva, sia contenuto il prodotto da erogare. Detta spirale è connessa e vincolata all’albero di uscita di detto motoriduttore. Per permettere alla macchina di erogare la giusta quantità di prodotti, contenuti nelle spirale corrispondente, è necessario monitorare la posizione della spirale stessa. Come è noto, per determinare la posizione di detta spirale, viene utilizzato un sensore di posizione, in particolare è abbastanza tipico l’utilizzo di un microinterruttore. Detto microinterruttore viene solitamente azionato da una camma posta sull’albero di uscita del motoriduttore.

Ad ogni rotazione della spirale, sia parziale che completa, il microinterruttore, azionato da detta camma, genera un segnale leggibile da un unità di controllo elettronico (ECU) della macchina. Il microinterruttore in particolare interrompe la corrente circolante nel motoriduttore per pochi millisecondi, rendendola nulla. La ECU, leggendo tale segnale, arresta il motoriduttore. Tale segnale equivale per ECU ad “avvenuta erogazione”.

La soluzione di funzionamento qui descritta è risultata abbastanza funzionale, ed anche un accettabile compromesso tra economicità e discreta affidabilità in espulsione.

Tuttavia, spesso sistemi di distribuzione automatici di questo, tipo hanno dato problemi di “falsi segnali”, generati appunto da detto microinterruttore. E’ noto che lo strisciamento di parte dell'interruttore sulla camma possa provocare, in alcuni casi, delle piccole vibrazioni, che vanno ad inficiare la continuità tra i contatti elettrici. Questa mancanza di continuità rende nulla la corrente assorbita dal motore, e la ECU legge di conseguenza una falsa posizione. L’arresto della spirale in una falsa posizione provoca spesso una mancata erogazione del prodotto, ed anche il blocco della macchina in attesa di manutenzione sul posto; questo implica costi molto elevati per il ripristino del distributore, nonché ovvi e fastidiosi disguidi per l’utente, il che come è ovvio porta ad ulteriori disagi economici per il produttore di dette macchine, che viene considerato scarsamente affidabile.

L’idea alla base del presente trovato deriva dall'intenzione di risolvere il problema di affidabilità del sistema di erogazione poc’anzi descritto. Il presente trovato si prefigge lo scopo di applicare una tecnologia che ha risolto simili problemi di affidabilità in settori tecnologici sia completamente differenti, che in questo settore, che è risultata utile per migliorare l'affidabilità di dette vending machine ed anche migliorare i costi di produzione degli elementi che verranno descritti. Inoltre il presente trovato si prefigge lo scopo proporre una soluzione particolarmente vantaggiosa e performante in termini di affidabilità del sistema di espulsione e riduzione dei costi di produzione del sistema di espulsione stesso, ed in particolare del motoriduttore.

È dunque uno scopo del presente trovato proporre un sistema di erogazione che sia più affidabile.

E’ di conseguenza uno scopo del presente trovato ridurre le mancate erogazioni di un distributore automatico e dunque migliorare la soddisfazione del cliente.

Un ulteriore scopo del presente trovato è dunque proporre un sistema che risolva il problema degli elevati costi di manutenzione dovuti agli errori causati dai falsi segnali dati dal microinterruttore.

Questi ed ulteriori scopi del presente trovato, che saranno resi più chiaramente dalle figure qui allegate, saranno realizzati da un sistema di espulsione che utilizza sistemi di riconoscimento delle posizione differenti dall’uso di un microinterruttore. Ad esempio, nel settore industriale che riguarda l’automazione, come sensori di posizione vengono impiegati sensori di posizione angolari, così detti encoder, ed una delle tecnologie maggiormente utilizzate per la realizzazione di detti sensori è l’utilizzo dell’ effetto Hall.

Gli scopi che il presente trovato si prefigge, saranno ottenuti realizzando un sistema di espulsione che comprende un motoriduttore, ma che, vantaggiosamente, non comprende la presenza di un microinterruttore, bensì sarà dotato di un differente sistema di segnalazione della posizione, che permette di avere un segnale più affidabile, e di produrre inoltre un sistema di espulsione più semplice ed economico da realizzare. Inoltre, in modo particolarmente vantaggioso, il sistema di espulsione descritto nel presente trovato sarà adatto a più tipologie di vending machine.

Questi ed ulteriori vantaggio realizzati dal presente trovato saranno chiari dalla descrizione delle figure qui allegate; in particolare il presente trovato descrive un sistema di espulsione, comprendente un motoriduttore, dotato di ingranaggi a cascata, e detto motoriduttore può comprendere, in una forma di realizzazione preferita del presente trovato, un sensore ad effetto Hall. Detto motoriduttore comprende su almeno uno di detti ingranaggi a cascata, tra cui è presente un ingranaggio lento, almeno un magnete permanente, (ma preferibilmente due magneti) posizionato/i, su uno di detti ingranaggi all’interno di detto motoriduttore.

In fig. 1 è rappresentato un motoriduttore, comprendente un sensore ad effetto Hall secondo una forma di realizzazione preferita del presente trovato, con un dettaglio dello spaccato di un ingranaggio; e

in fig. 2 è rappresentato un ingranaggio del motoriduttore di figura 1 , in sezione piana, realizzato secondo una forma di realizzazione preferita del presente trovato.

In figura 1 è rappresentato un motoriduttore 1 o gear box realizzato secondo il presente trovato; detto motoriduttore 1 comprende almeno un motore 7, un connettore 8, un driver per il motore 11, un circuito RC 10; ed in particolare, in questa forma di realizzazione preferita, detto motoriduttore 1 comprende almeno un sensore ad effetto Hall 3, posizionato sulla scatola di detto motoriduttore 1. Inoltre, detto motoriduttore 1, comprende una serie di ingranaggi a cascata (qui non rappresentati) tra cui l'ingranaggio lento 2, che ha l’asse di rotazione in comune con l'ingranaggio di uscita del motoriduttore (qui non rappresentato). E detto ingranaggio lento 2, comprende almeno un magnete 4, ( ma preferibilmente due magneti, 4 e 4’) permanente/i.

Detto sensore ad effetto Hall 3, trasduce il campo magnetico generato dai magneti 4 e 4’, quando questi magneti 4 e 4’ sono opportunamente posizionati rispetto a detto sensore ad effetto Hall 3. Il sensore ad effetto Hall 3, può essere posizionato sia all'interno che all<1>esterno del motoriduttore 1. La realizzazione di un motoriduttore 1 , di questo tipo, consente vantaggiosamente di eliminare gli attriti per contatto meccanico tra le parti rotanti (ovvero la camma) e quelle statiche dovute alla presenza del microinterruttore, che è in contatto diretto con la camma; ed eliminando dunque la camma e il microinterruttore, si eliminano anche i falsi segnali dovuti agli attriti.

Si noti in particolare che, rispetto a sistemi d’arte nota, sia comprendenti un interruttore, sia comprendenti sistemi simili a quello descritto, il posizionamento dei magneti 4,4’ sulla ruota dentata, in questo caso l’ingranaggio 2, è particolarmente vantaggioso, in quanto si ha un notevole risparmio di spazio, e dunque anche di materiale. Inoltre, rispetto ai motoriduttori d’arte nota, detto motoriduttore 1 , con magneti 4,4’ posizionati sull'ingranaggio 2, permette vantaggiosamente di ridurre i componenti necessari all’assemblaggio delle parti meccaniche del motoriduttore stesso (si può eliminare la camma).

E’ stato verificato, mediante opportune prove tecniche, che l'impiego di questa soluzione aumenta notevolmente la vita utile del sistema di espulsione, in quanto è stato eliminato il componente che era la maggior fonte di errori e guasti, ovvero il microinterruttore. Inoltre, nella forma di realizzazione preferita qui rappresentata in fig.1 , i magneti 4,4’, sono affogati all’interno dell’ingranaggio lento 2, e dunque detti magneti 4,4’ sono posti completamente all’interno del motoriduttore 1. Il fatto che i magneti 4,4’ siano posti all’interno del motoriduttore 1, preserva ulteriormente il corretto funzionamento del sistema di espulsione, in quanto su detti magneti 4.4’ non possono atterrare particelle metalliche od altre impurità provenienti dall’ambiente esterno, cosa che facilmente avverrebbe, se detti magneti 4,4’ fosse posizionati all’esterno del motoriduttore 1. Infatti, molto probabilmente, eventuali particelle metalliche presenti nell’ambiente circostante verrebbero attirate verso detti magneti 4,4’ per effetto magnetico, ed avrebbero un effetto disturbante e negativo sul corretto funzionamento del sistema di espulsione.

Inoltre, alloggiando i magneti 4,4’ all’interno di apposite sedi ricavate nella struttura dell’ingranaggio 2, si hanno ulteriori vantaggi dal punto di vista commerciale e produttivo. Infatti, molte aziende, come anche la richiedente, hanno in essere linee produttive che producono motoriduttori di varie fogge e dimensioni, come ad esempio versioni a microswitch. La forma di realizzazione qui descritta permette, in modo economicamente vantaggioso, di risparmiare componenti in fase di produzione, quali ad esempio la camma sagomata che in arte nota è alloggiata sull’albero di uscita del motoriduttore. In questo caso, come appare evidente, detta camma non ha più nessuno scopo, e può dunque essere rimossa. Quindi, mettendo i magneti 4,4’ all’interno del motoriduttore 1, ed eliminando la camma, si ha un notevole risparmio sia economico che in termini di ingombro, oltre che garantire un miglior funzionamento grazie all’assenza di particelle inquinanti all’interno del motoriduttore 1.

In figura 2 è rappresentata un sezione piana dell’ingranaggio lento 2, il dettaglio è utile per notare che, in modo particolarmente vantaggioso, i magneti 4 e 4’ possono essere posizionati in una qualunque posizione ad una distanza radiale compresa tra Ra ed Rb, rispetto all’asse di rotazione X, sull’ingranaggio 2, (corona circolare Rb-Ra).

Detto posizionamento viene deciso in base alla posizione mutua degli altri ingranaggi, in quanto gli ingombri interni, che sono molto ridotti, sia per motivi economici, sia di spazio, che per motivi tecnico-funzionali, impongono a seconda della forma di realizzazione, posizionamenti diversi di detti magneti 4,4’.

Inoltre, in modo particolarmente vantaggioso, la versatilità di posizionamento permette l’adattamento di detta tipologia di motoriduttore 1 , comprendente detti magneti 4,4’ su più tipologie di linee produttive, in particolare è possibile utilizzare linee produttive preesistenti.

In particolare, il posizionamento sulla corona circolare definita da (Rb-Ra), permette di ottimizzare gli stampi per la produzione, in quanto, variando le dimensioni degli ingranaggi, il posizionamento dei magneti 4,4’ può rimanere inalterato. Dunque, vantaggiosamente, una delle matrici dello stampo può essere utilizzata per produrre più modelli di ingranaggi. Varia dunque solo l’altra matrice, che viene modificata in base al diametro dell'ingranaggio stampato di volta in volta. Ed ancora, in modo particolarmente vantaggioso, la posizione del sensore ad effetto Hall 3 rispetto al motoriduttore 1 , non deve essere modificata in funzione del tipo di ingranaggio 2.

Ancora, è stato verificato che, posizionando i magneti 4,4’ il più lontano possibile dal centro, o asse di rotazione X, detti magneti 4,4’ ruoteranno, come è ovvio, ad una velocità maggiore, man mano che aumenta la distanza dal centro X, e questo, come è noto, aumenta la variazione di campo magnetico letto dal sensore ad effetto Hall 3, e dunque detto sensore ad effetto Hall 3, all’aumentare delle velocità dei magneti 4,4’ legge un segnale più forte.

Appare dunque evidente che il presente trovato intende migliorare Γ affidabilità dei sistemi di espulsione tradizionali, ed inoltre, in modo particolarmente vantaggioso, utilizza i già noti sensori ad effetto Hall, migliorando però notevolmente la praticità produttiva dei motoriduttori comprendenti magneti, e migliorando l’affidabilità di detti motoriduttori ad effetto Hall proponendo una soluzione particolarmente economica, performante, e molto vantaggiosa per il produttore stesso, oltre che particolarmente affidabile dal punto di vista del funzionamento e dell’adattabilità a più sistemi di espulsione, che possono essere prodotti da più linee produttive. Si osservi infine che, qualunque motoriduttore ad effetto Hall, in cui detto almeno un magnete 4, ma preferibilmente due magneti 4,4’ siano posizionati su un ingranaggio di quelli a cascata nel motoriduttore, è da considerarsi oggetto del presente trovato.

Infatti, si è ulteriormente osservato che, posizionando i magneti 4,4’ non nell'ingranaggio lento 2, bensì in uno qualunque degli ingranaggi a cascata con l'ingranaggio lento 2, allora, vantaggiosamente se uno di detti ingranaggi che ruotano più veloci, ad esempio con rapporto 10/1 rispetto all’ingranaggio lento 2, allora un ingranaggio di tal genere compie 10 rotazioni rispetto all’ingranaggio lento 2, e questa maggior velocità, permetterebbe di controllare la posizione della spirale di espulsione con una risoluzione maggiore.

Inoltre, in ulteriori forme di realizzazione preferite, detto sensore, ad esempio ad effetto Hall, può essere sostituito ad esempio da sensori Reed, ottici, induttivi o anche di tipo capacitivo, od altro sensore adatto allo scopo del presente trovato.

Questa e ulteriori forme di realizzazione preferite, in cui come detto, i magneti siano posizionati su uno degli ingranaggi posti a cascata in detto motoriduttore, o su elementi considerati assimilabili dal punto di vista dei vantaggi tecnici qui descritti, sono da considerarti oggetto del presente trovato e delle rivendicazioni qui allegate.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di espulsione per distributori automatici comprendente almeno un motoriduttore (1), una spirale ed un sensore di posizione posizionato in detto motoriduttore (1), e detto motoriduttore (1) comprendente almeno un motore (7), un connettore (8), un driver (11) per il motore, un circuito RC (10), ed ingranaggi a cascata, includenti un ingranaggio lento (2), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un magnete (4, 4’) posto su almeno uno di detti ingranaggi.
2. 2. Sistema di espulsione per distributori automatici secondo la rivendicazione 1, in cui almeno uno di detti ingranaggi può essere l’ingranaggio lento (2).
3. 3. Sistema di espulsione per distributori automatici secondo la rivendicazione 2, in cui su almeno uno di detti ingranaggi sono presenti preferibilmente due magneti (4 e 4)’.
4. 4. Sistema di espulsione per distributori automatici secondo la rivendicazione 2, in cui detto almeno un magnete (4,4’) può essere posizionato in un punto qualunque della corona circolare definita da (Rb-Ra) dell'ingranaggio lento (2).
5. 5. Sistema di espulsione per distributori automatici secondo la rivendicazione 1 in cui detto sensore di posizione può essere preferibilmente un sensore ad effetto Hall (3).
6. 6. Sistema di espulsione per distributori automatici secondo la rivendicazione 1, in cui detto sensore di posizione può essere anche ad esempio un sensore di tipo Reed od ottico, o capacitivo, o induttivo o sensore adatto allo scopo.