ITNA20130024A1 - Ammortizzatore rotativo selettivo mono-direzionale per un ampio campo di temperature. - Google Patents

Description

"AMMORTIZZATORE ROTATIVO SELETTIVO MONO-DIREZIONALE PER UN AMPIO CAMPO DI TEMPERATURE"

L'invenzione riguarda un ammortizzatore rotativo che ha azione frenante in un solo verso di rotazione. Il dispositivo include diverse parti. Lo stesso dispositivo può essere utilizzato per smorzare rotazioni in verso opposto, dopo adeguato rimontaggio delle parti stesse. Il dispositivo può essere utilizzato in un'ampia gamma di temperature.

In alcune applicazioni à ̈ necessario eseguire azione frenante in un verso specifico rispetto ad una rotazione esterna. Questo deve essere realizzato con un dispositivo di piccole dimensioni ed economico. L'uso di liquidi viscosi rende possibile questo requisito come descritto nella patent US4574423. Tale documento à ̈ la tecnica nota per questa invenzione.

Secondo il documento US4574423 lo spacco (20) in fig. 2 allegata nello stesso documento, può essere utilizzato con una molla che si adatta con attrito sulla superficie dell'albero (28). Allo stesso modo l'alloggiamento (20 ') in fig. 3 può essere utilizzato con una molla che si adatta con attrito alla cavità interna (18) dell'oggetto (16). A seconda di quale spacco si usa, la direzione di smorzamento risultante cambierà. L'inconveniente di questa caratteristica à ̈ che ogni direzione di smorzamento necessata di una diversa molla (24), vale a dire la stessa molla non può essere utilizzata per ammortizzare ambo i sensi.

Un problema noto deì dispositivi di srnorzarnento basati su liquidi viscosi à ̈ che la viscosità diminuisce all'aumentare della temperatura. Dopo la viscosità scende sotto una certa soglia, la molla frizione non scollega l'albero (28) dall'oggetto (16) quando l'albero inizia a ruotare in senso opposto alla direzione di smorzamento. La soluzione proposta in US4574423 nella forma della realizzazione fig.3. L'elemento di frizione (36) potrebbe essere un anello di gomma ed aggiunge alla viscosità del liquido un attrito di strisciamento. Il problema di questa soluzione à ̈ che l'attrito di striscia mento viene aggiunto anche quando l'albero (28) ruota nella direzione di smorzamento. Inoltre, un attrito di striscia mento potrebbe essere non costante dopo l'usura dell'elemento (36).

Secondo US4574423 l'oggetto (16) può ruotare all'interno del contenitore (12). Quindi ci dovrebbe essere una distanza tra l'oggetto (16) e la parte superiore (32). A

potrebbe venire a contatto con la molla (24). Quando questo accade la frizione potrebbe non funzionare correttamente. Una soluzione ovvia a questo problema, non descritto in US4574423, come l'utilizzo di guarnizioni, introdurrebbe attrito di striscia mento tra parti rotanti e parti fisse.

La presente invenzione mira ad eliminare gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota, fornendo un dispositivo che sia di semplice realizzazione, non costoso, semplice da montare e veloce da installare.

Lo scopo viene raggiunto dal dispositivo secondo la presente invenzione, che comprende le caratteristiche della rivendicazione indipendente 1. Caratteristiche vantaggiose della presente invenzione vengono riportate nelle rivendicazioni dipendenti allegate.

1/ dispositivo secondo la presente invenzione comprende un liquido viscoso, un albero, un cilindro cavo, un tappo, una frizione rotante all'interno di un giunto, una molla, un elemento frenante e un adattatore.

L'albero può ruotare ed à ̈ collegato tramite l'adattatore al moto rotatorio che si vuole decelerare. L'albero à ̈ collegato, attraverso la frizione, all'elemento frenante. L'elemento frenante à ̈ immerso in un liquido viscoso. Il cilindro cavo e' chiuso ad una estremità e contiene l'elemento frenante, il liquido, il dispositivo di frizione e, parzialmente, l'albero.

Le caratteristiche dell'invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue. Essa riguarda una forma puramente illustrativa dell'invenzione, in modo non limitativo, mostrato nelle allegate figure, in cui:

- Fig. 1 Ã ̈ una vista esplosa del dispositivo.

- Fig. 2 Ã ̈ una vista in sezione del dispositivo.

- Fig. 3 Ã ̈ una vista geometrica del profilo della sezione dell'elemento frenante.

cavo (6) fig. 1 che ha due differenti cavità (24) e (23) fig. 2. Detto cilindro contiene un certo volume di un liquido viscoso nella cavità (24). L'albero (5) à ̈ la composizione di tre cilindri concentrici, rispettivamente, il cilindro (21) fig. 2 che ruota all'interno del foro (18) del cilindro (6), il cilindro (20) che funge da fermo all'interno del cilindro (6) e il cilindro (19) in cui alloggia il dispositivo a frizione. L'albero (5) à ̈ collegato all'adattatore (8) attraverso un meccanismo elastico (22). " moto esterno di rotazione e' direttamente collegato all'adattatore (8). " dispositivo di frizione à ̈ una molla di torsione elicoidale (4) che si adatta con attrito attorno alla porzione (19) dell'albero (5). La molla (4) presenta una estremità (13) piegata ortogonalmente all'asse dell'elica. L'albero (5) può ruotare all'interno di un elemento di accoppiamento (3) con tolleranza di rotazione ma la superficie esterna della molla (4) non tocca la superficie interna dell'elemento di accoppiamento (3). La superficie interna dell'elemento di accoppiamento (3) include una scanalatura (9) più lunga della lunghezza della molla. L'estremità (13) della molla (4) à ̈ alloggiata in detta scanalatura (9). La molla (4) e' inserita sull'albero (5). La superficie esterna dell'elemento di accoppiamento (3) si inserisce nella cavità (23) con tolleranza di rotazione. La superficie esterna dell'elemento di accoppiamento (3) include alcuni filetti. La metà (11) dei filetti à ̈ destrorsa e l'altra metà (12) dei quali à ̈ sinistrorsa. L'elemento di accoppiamento (3) termina con un attacco convesso non circolare (15). L'elemento frenante (2) à ̈ un solido estruso che può ruotare all'interno della cavità (24) attorno all'asse di rotazione dell'albero (5). Le facce superiore e inferiore di detto elemento frenante comprendono due tasche identiche (10), una su ciascuna faccia. L'attacco (15) si innesta con precisione nelle tasche (10). La superficie laterale del solido (2) viene generato dalla estrusione di una certa curva chiusa. Un esempio e' visualizzato nella fig. 3. " profilo della curva chiusa contiene uno o più denti come il dente (16). Dato un qualsiasi raggio (17) con centro l'asse di rotazione dell'albero (5), il profilo del dente (16) ha il seguente vincolo: il profilo del dente (16) non à ̈ simmetrico per riflessione rispetto a qualsiasi raggio (17). Nella forma di realizzazione mostrata in fig. 3 il profilo del dente à ̈ un profilo a dente di sega.

Il dispositivo à ̈ assemblato dai componenti mostrati in Fig. 1 per mezzo di operazioni manuali o robotizzate. Il dispositivo à ̈ montato nel seguente . ordine:

- Inserire l'albero (5) nella molla (4);

- Inserire l'albero (5) nell'elemento di accoppiamento (3);

- Inserire l'albero (5) nel foro (18);

- Inserire l'elemento frenante (2) nella cavità (24) accoppiandolo con l'attaco (15);

- Iniettare il liquido viscoso in spazi liberi attorno all'elemento frenante (2);

- Inserire la spina (7) nel foro (14).

Il dispositivo sopra descritto viene utilizzato per smorzare una velocità di rotazione esterna. L'azione ammortizzante à ̈ dovuta all'attrito viscoso fra il liquido e la superficie laterale dell'elemento frenante (2). Il tappo (1) evita che il liquido penetri dalla parte posteriore del cilindro (6) per mezzo di una guarnizione nell'alloggiamento (25). Quando l'elemento di accoppiamento (3) à ̈ in rotazione, i filetti laterali spingeranno il liquido, che cerca di fuoriuscire, all'interno della cavità (24). La direzione di smorzamento dipende dal tipo di molla elicoidale (4) e come essa viene montata sull'albero (5). Nella realizzazione della fig. 2 la molla (4) à ̈ un'elica destrorsa e l'estremità della molla (13) à ̈ più vicina al cilindro (20) rispetto all'estremità dell'albero (5). In questo esempio, se l'albero inizia a ruotare in senso orario, la molla tende ad aggrapparsi al cilindro (19) a causa della resistenza viscosa. Quindi l'elemento di frenatura (2) ruoterà di conseguenza ed il moto esterno verra' frenato. Se l'albero (5) ruota in senso antiorario e se la resistenza viscosa à ̈ sufficiente, la molla si aprira' e scivolera' sul cilindro (19). Normalmente la viscosità del liquido diminuisce quando la temperatura aumenta. Per questo motivo, per consentire alla molla di aprirsi e realizzare smorzamento monodirezionale, il profilo asimmetrico dell'elemento frenante (2) aggiunge una resistenza addizionale usando la stessa forza viscosa. E' cruciale quindi che l'elemento frenante (2) venga montato nel cilindro (6) nella corretta posizione. In particolare la posizione e' tale che, quando l'albero (5) ruota nel verso di smorzamento del dispositivo il dente di sega (16) ruota nella direzione di contro-taglio. Quando l'elemento frenante (2) ruota in direzione di taglio l'impatto col liquido viscoso produce maggiore attrito che nel verso opposto. Questo maggiore attrito consente alla frizione di staccarsi in una vasta gamma di temperature. Il campo di temperature à ̈ determinato da quanto à ̈ profondo il profilo del dente (16). Notare che la stessa molla (4) e lo stesso elemento di frenatura (2) montati capovolti invertono la direzione di smorzamento del dispositivo.

Questa invenzione comprende alcuni vantaggi che sono fondamentalmente il superamento dei problemi con la tecnica nota precedentemente elencati e commentati. Qui di seguito ci sono motivi dettagliati per ogni problema elencato in precedenza.

a) La presente invenzione permette di utilizzare la stessa molla (4) per smorzamento orario e antiorario.

b) La presente invenzione utilizza l'attrito viscoso per far scattare la frizione anche quando in altri dispositivi essa non e' sufficiente per effetto della temperatura.

c) La presente invenzione non usa guarnizioni per evitare che il liquido fuoriesca dalle cavità attorno alle parti in rotazione.

I vantaggi della presente invenzione precedentemente descritte sono la conseguenza delle caratteristiche innovative del trovato rispetto alla tecnica nota. Queste sono sostanzialmente le seguenti:

- L'elemento frenante (2) Ã ̈ un solido distaccato, accoppiato all'albero (5) attraverso i'eiemenio (3);

- La scanalatura (9) à ̈ più profonda dell'intera lunghezza della molla;

- Le filettature sulla superficie esterna dell'elemento di accoppiamento (3).

Questa invenzione non à ̈ limitata alla forma specifica precedentemente descritta e mostrata nelle figure allegate, ma molte modifiche possono essere facilmente introdotte senza allontanarsi dal soggetto dell'invenzione stessa definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ammortizzatore rotativo per frenatura mono-direzionale includente un cilindro cavo (6), un liquido viscoso che riempie parzialmente detto cilindro, un freno rotativo (2) immerso in detto liquido viscoso, un tappo (1) ad una estremità’ del cilindro (6), sull’altra estremità’ del cilindro (6) un albero rotante (5) collegato alla velocità di rotazione da ridurre, un dispositivo a frizione per attivare il freno nella direzione di frenatura, detto dispositivo di frizione essendo una molla elicoidale di torsione (4) con un’estremità del filo (13) ortogonale all'asse dell’elica, detta molla innestata con attrito sull'albero (5), caratterizzato dal fatto che il freno (10) à ̈ collegato all'albero (5) attraverso un elemento di accoppiamento (3) avente una cavità interna che ospita la molla (4) ed una scanalatura interna (9) che ospita l'estremità della molla (13).
2. 2. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta scanalatura (9) ha lunghezza maggiore della lunghezza della molla (4).
3. 3. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto elemento di accoppiamento (3) termina con un innesto non circolare (15).
4. 4. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la superficie esterna dell'elemento di accoppiamento (3) comprende due filettature adiacenti, una destrorsa e l'altra sinistrorsa.
5. 5. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 e 3, caratterizzato dal fatto che detto freno rotante (2) à ̈ un solido estruso che ha due tasche identiche non circolari (10) sulle facce superiore e inferiore, che alloggiano esattamente l’innesto (15) di detto elemento di accoppiamento (3).
6. 6. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto freno rotativo (2) comprende uno o più denti con profilo (16), detto profilo non essendo simmetrico per riflessione rispetto a qualsiasi raggio (17) ortogonale all'asse di rotazione del freno (2).
7. 7. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il cilindro (6) comprende un foro (14) sulla superficie esterna.