ITPN20120047A1 - Ammortizzatore perfezionato - Google Patents

Description

«AMMORTIZZATORE PERFEZIONATO»

La presente invenzione si riferisce ad un ammortizzatore perfezionato che consente lo smorzamento delle oscillazioni tra due corpi distinti, ad es. ed in particolare consente lo smorzamento delle oscillazioni generate tra la vasca di una macchina lavabiancheria domestica, ed il relativo telaio oppure mobile, a causa della rotazione del cesto che ruota internamente a detta vasca.

La natura ed il funzionamento di tali ammortizzatori à ̈ universalmente nota agli esperti del settore, e pertanto per brevità se ne omette una descrizione dettagliata.

Solo a titolo di esempio si citano i brevetti EP 1584730 --- US 2004/0144137 EP 0407 755 ed EP 1220961.

Una delle caratteristiche nell’impiego di tali ammortizzatori nelle macchina lavatrici consiste nel fatto che le oscillazioni tra vasca e mobile, che devono essere smorzate, può variare da valori molto bassi a valori molto alti, e questo requisito si presenta in tempi ristrettissimi.

Inoltre deve essere previsto che l’azione di smorzamento non sia perentoriamente uguale per ogni tipo o ampiezza di oscillazione, nel senso che piccole oscillazioni sono del tutto ammesse perché intrinseche con il fatto di far ruotare, soprattutto durante le fasi di centrifuga, un cesto il cui carico à ̈ normalmente sbilanciato, ma spesso poco sbilanciato.

Se infatti si volesse frenare in modo energico ogni piccola oscillazione della vasca, si otterrebbe come conseguenza che tali piccole oscillazioni si trasmetterebbero in buona parte agli elementi strutturali della macchina, come il basamento oppure il mobile; come l’esperto del settore sa, tale situazione provocherebbe una vibrazione sensibile e quasi continua della macchina stessa, con conseguenze sia sulla struttura della macchina, sia sulla sua rumorosità, del tutto indesiderabili.

Se al contrario gli ammortizzatori fossero calibrati e realizzati in modo da smorzare in modo molto meno energico tutte le oscillazioni impresse, ne deriverebbe, come indesiderata conseguenza, che la vasca sarebbe efficacemente frenata solo per le piccole oscillazioni, mentre le ampie oscillazioni non sarebbero frenate in modo adeguato e la vasca rischierebbe di oscillare in modo eccessivo, andando ad urtare con violenza contro altre parti della macchina con rischi anche catastrofici, come ben noto.

Allo scopo di ridurre per quanto possibile tale inconveniente, sono state ideate alcune soluzioni che realizzano il principio dello “smorzamento differenziato†, che consiste nel realizzare un tipo di ammortizzatore che frena di una entità limitata le oscillazioni che sono comprese in un certo intervallo e che, al di fuori di detto intervallo, esercitano una azione di frenaggio molto più energica.

Dal brevetto US 2004/0144137 à ̈ noto, come in particolare osservabile dalle relative figure da 14 a 18, la realizzazione di due distinti elementi di smorzamento, in cui uno à ̈ costituito da un elemento che lavora esclusivamente per reazione elastica, e che agisce esclusivamente su un secondo elemento il quale lavora esclusivamente per attrito contro una superficie cilindrica, come la parete interna del cilindro esterno dell’ammortizzatore.

Tuttavia tale soluzione, in effetti, non costituisce un ammortizzatore ad effetto differenziato, nel senso normale e classico del termine, poiché le oscillazioni di piccola entità vengono solo temporaneamente assorbite, ma non smorzate mediante un prelievo di energia, dall’elemento elastico, che naturalmente le restituisce a dove sono state generate.

Nel caso che le oscillazioni aumentino di forza, e quindi di entità, esse vengono trasferite, attraverso detto elemento elastico, ad un mezzo che lavora ad attrito sulla superficie interna del cilindro estero (vedi figure 14 e 17) , il quale provvede a smorzarle secondo un effetto noto.

Come facilmente immaginabile, tale soluzione presenta l’inconveniente intrinseco che le oscillazioni di piccola entità non vengono affatto smorzate, ma vengono solo temporaneamente assorbite e subito dopo vengono restituite ai corpo che le hanno prodotte.

Dal brevetto EP 1 220 961 à ̈ noto un ammortizzatore per macchine lavabiancheria, in cui l’azione di smorzamento avviene con un effetto differenziato, e cioà ̈ con oscillazioni di limitata ampiezza interviene sono la forza di attrito tra due definite e costanti superfici a contatto tra loro, mentre con una oscillazione maggiore il movimento dello stelo interno trascina un secondo elemento di attrito che va ad agire sulla stessa superficie interna dello stelo esterno, e che pertanto frena il movimento dello stelo interno, fornendo così detta azione differenziale di smorzamento.

Peraltro tale soluzione, benché efficace in linea di principio, tuttavia presenta gli inconvenienti di una lavorazione complessa ed onerosa per i vari componenti che devono essere singolarmente costruiti e tra loro assemblati; tale limite à ̈ assolutamente inaccettabile in un settore merceologico altamente competitivo come quello in discussione.

Per di più una volta montati, gli elementi di attrito non possono più essere smontati, a meno di non smontare l’intero ammortizzatore, poiché detti secondi elementi di attrito sono anulari e sostanzialmente imprigionati tra gli altri dispositivi/organi dell’ammortizzatore; e pertanto una volta consumati essi non sono economicamente ripristinabili.

Sarebbe quindi desiderabile, ed à ̈ scopo principale della presente invenzione, di realizzare un tipo di ammortizzatore che superi gli inconvenienti illustrati, che sia compatto e che sia realizzabile in modo semplice con materiali e tecniche note e facilmente ed economicamente disponibili.

Tale scopo viene conseguito da un ammortizzatore realizzato secondo le rivendicazioni allegate.

Caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue, a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui: - la figura 1 mostra una vista in prospettiva ed in trasparenza di un ammortizzatore generico secondo la tecnica nota,

- la figura 2 mostra una vista piana e frontale di un primo elemento di attrito compreso nell’invenzione,

- la figura 2A mostra l’elemento di Fig.2 in vista prospettica,

- la figura 3 mostra un secondo elemento di attrito in vista piana frontale,

- la fig.3A mostra l’elemento di Fig.3 in vista prospettica,

- le figure 4A, 4B e 4C mostrano una vista piana frontale, simile alla fig. 2, in cui il secondo elemento di attrito à ̈ inserito dentro il primo elemento di attrito, in rispettive tre distinte posizioni,

- le figure 5A e 5B mostrano due viste in prospettiva dell’associazione degli elementi delle figure 2 e 3, in rispettivi differenti assetti operativi,

- la fig.6 mostra una proiezione piana dello stelo secondo l’invenzione, proiettata su un piano parallelo all’asse dello stesso stelo,

- la fig.7 mostra la vista secondo la sezione A – A di fig.5

- la fig. 8 mostra una vista simile alla fig. 6, dopo il montaggio dei due elementi di attrito nello stelo, ma prima che questo venga introdotto nel cilindro esterno, - la fig.8A mostra l’assieme della fig.8 in vista prospettica,

- la fig.9 mostra lo stelo di fig.8, dopo il suo inserimento nel rispettivo cilindro, - la fig.10 mostra la vista secondo la sezione B – B di fig.9,

- la fig.11 mostra lo sviluppo su un piano della superficie esterna dello stelo di fig.6, secondo una generatrice della superficie sostanzialmente cilindrica dello stelo, dopo la realizzazione delle aperture passanti,

- le figure 12A, 12B, 12B e 12D mostrano rispettive vista simboliche ed in trasparenza dell’ammortizzatore dell’invenzione, con lo stelo di fig. 6, dopo il montaggio dei due distinti elementi di attrito, e dopo l’inserimento dello stelo nel cilindro esterno, in rispettive quattro assetti operativi.

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Nel seguito della descrizione potranno essere utilizzati termini come “sopra†, “sotto†“in alto†, “in basso†, “inferiore†; l’esperto del settore non avrà alcuna difficoltà a comprendere che tali termini si riferiscono all’orientamento dell’ammortizzatore nel suo assetto normale di lavoro e come rappresentato nelle figure allegate, e pertanto questi termini, che non generano incertezze interpretative nell’esperto del settore, servono invece per spiegare e definire con maggior chiarezza e semplicità il contenuto dell’invenzione.

Con riferimento alla figura 1, un ammortizzatore secondo la tecnica nota comprende uno stelo interno 1 ed un cilindro esterno 2, entro il quale scorre lo stelo.

Tra lo stelo ed il cilindro à ̈ normalmente interposto, e connesso allo stelo, un elemento frenante o di attrito 3; inoltre sia lo stelo 1 che il cilindro 2 sono connessi, mediante rispettivi mezzi di impegno 21 e 22, ai relativi corpi, non mostrati, ed il cui reciproco movimento ed oscillazione devono essere ammortizzati.

Secondo l’invenzione, viene realizzata una unità di smorzamento che comprende: - due distinti elementi di attrito 4 e 5,

- una prima apertura passante che attraversa detto stelo con direzione “Y†ortogonale all’asse “X†dello stelo, che nei presenti disegni viene fatto coincidere anche con l’asse del cilindro esterno, e che si apre con due corrispondenti bocche 11A,11B sulla superficie dello stelo,

- una seconda apertura passante che attraversa detto stelo con direzione “Z†ortogonale all’asse “X†dello stelo, ma anche ortogonale alla precedente direzione “Y†, e che si apre con due corrispondenti bocche 10A,10B sulla superficie dello stelo.

Per comprendere con chiarezza la conformazione dello stelo 1, la fig.11 ne fornisce una rappresentazione simbolica e schematica, che mostra lo sviluppo della superficie esterna dello stelo 1 su un piano, ove si suppone che detto sviluppo sia ottenuto mediante una sezione della superficie esterna dello stelo lungo una generatrice parallela all’asse “X†dello stelo.

Con riferimento alle figure 2 e 2A, il primo elemento di attrito 4 à ̈ un corpo formato a parallelepipedo con due coppie di lati opposti separati tra loro da una scanalatura passante interna 12, avente una forma pure a parallelepipedo e sostanzialmente centrata all’interno dell’elemento 4; le due coppie di facce del parallelepipedo che forma detta scanalatura passante 12 sono parallele alle rispettive due coppie di facce esterne dell’elemento di attrito 4.

Del resto, e per esemplificare, ed a prescindere dalle dimensioni e proporzioni, detto elemento 4 somiglia, nel principio, ad una cornice di quadro, dove detta scanalatura passante interna 12 Ã ̈ intesa ad essere occupata dalla parte dipinta del quadro stesso.

Del resto le figure 2 e 2A non consentono alcuna ambiguità.

Con riferimento alle figure 3 e 3A, il secondo elemento di attrito 5 à ̈ un corpo parallelepipedo puro, senza aperture interne, e le cui dimensioni interne sono tali che esso si possa inserire all’interno di detta scanalatura 12, come mostrato nelle figure da 4B fino a 5B.

In particolare:

- l’altezza “f†del secondo elemento di attrito 5 à ̈ inferiore della dimensione in altezza “b†della scanalatura 12,così che detto secondo elemento 5 à ̈ in grado di scorrere all’interno della scanalatura 12 secondo l’asse “X†, assumendo quindi una pluralità di posizioni differenti, come esemplificato nelle figure da 4A a 5B. - ed inoltre la dimensione dello spessore “g†(Fig. 3A) del secondo elemento di attrito 5 à ̈ sostanzialmente uguale della dimensione in larghezza “a†della scanalatura 12, così che detto secondo elemento 5, pure essendo in grado di scorrere all’interno della scanalatura 12 secondo l’asse “X†, come esemplificato nelle figure da 4A a 5B, tuttavia non può spostarsi lungo l’asse “Y†, dato che le pareti che si fronteggiano della scanalatura 12 e dell’elemento 5 praticamente sono a contatto reciproco.

In buona sostanza, si può introdurre il secondo elemento di attrito 5 nella scanalatura 12, nella quale esso può scorrere in su e giù lungo l’asse “X†, ma non lungo l’asse “Y†.

Per quanto riguarda l’asse “Z†, si preciserà di seguito.

Si considerino ora le figure 6, 7, 8 e 8A; La fig.6 mostra una vista laterale del solo stelo come proiettato su un piano parallelo all’asse “X†, da una posizione tale che le due bocche 10A e 10B sono viste sovrapposte e quindi non singolarmente identificabili; à ̈ infatti visibile la sola apertura passante relativa a dette due bocche. Se ora:

- si inserisce il primo elemento di attrito 4 attraverso la prima apertura passante rappresentata dalle due bocche 11A e 11B,

- e successivamente si inserisce detto secondo elemento di attrito 5 attraverso la seconda apertura passante rappresentata dalle due bocche 10A e 10B, in modo che esso attraversa anche e naturalmente la scanalatura 12 del primo elemento 4, come in fig.5A, si otterrà la costruzione rappresentata nelle figure 8 ed 8A. A tale scopo deve essere provveduto che il primo elemento di attrito 4 abbia delle dimensioni sia sull’asse “X†che sull’asse “Z†tali da poter essere esattamente alloggiato in detta prima apertura, senza cioà ̈ alcun lasco o gioco tra le pareti che si fronteggiano.-In pratica la dimensione “c†in altezza dell’elemento 4 come mostrato nella Fig. 2 deve essere esattamente uguale alla dimensione “c†in altezza delle due bocche 11a e 11B come mostrato nella fig.6 e nella fig.11.

Inoltre deve essere anche osservato che detta seconda apertura passante 10A, 10B, e detta scanalatura 12 determinano un percorso o un passaggio del tutto libero lungo l’asse “Z†, nel quale si possa liberamente inserire detto secondo elemento di attrito 5.

Le dimensioni lungo l’asse “X†della scanalatura 12 devono essere naturalmente compatibili, almeno parzialmente, con la dimensione lungo lo stesso asse della seconda apertura 10A, 10B, in modo che il secondo elemento di attrito possa liberamente scorrere lungo l’asse “X†all’interno della scanalatura senza essere impedito dalla relativa seconda apertura 10A, 10B.

Si inserisca ora detto stelo all’interno del relativo cilindro 2, e si ottiene l’assieme mostrato nelle figure 9 e 10.

Si osservi in modo particolare che il primo elemento di attrito 4 sporge leggermente dallo stelo, e cioà ̈ dalle relative bocche 11A e 11B, e quindi, dopo opportuni dimensionamenti reciproci ed in sé noti, detto primo elemento 4 esercita una funzione di attrito contro la superficie interna del cilindro 2, e poiché esso elemento 4 à ̈ vincolato, tramite detta prima apertura 11A 11B, allo stelo 1, viene attuata una prima azione di freno tra gambo e cilindro.

Come mostrato nelle figure 3 e 10, anche la dimensione trasversale “l†del secondo elemento di attrito 5 deve essere tale per cui esso possa essere inserito entro il cilindro 2 ma eserciti con le sue facce laterali 30 e 31 (vedi figure 3, 3A e 5A) e contro la superficie interna del cilindro 2 una azione di freno, del tutto simile, nel principio, a quella del primo elemento 4.

In definitiva si ottiene un assieme in cui lo stelo à ̈ solidale al primo elemento di attrito 4, ed in cui il secondo elemento di attrito 5 attraversa sia lo stelo che il primo elemento di attrito e può muoversi rispetto a questi lungo il solo asse “X†, ma non lungo gli altri assi “Y†e Z†, come mostrato nella fig.10.

Tuttavia, e con riferimento alle figure da 12A, a 12D, si determina una modalità di funzionamento che costituisce il risultato della presente invenzione e che si spiega come segue:

- con riferimento alla fig.12A, in una situazione iniziale e di riposo lo stelo 1 ed il cilindro 2 si trovano in una determinata posizione nella quale il bordo inferiore 14 del secondo elemento di attrito 5 si trovi allineato con la linea di riferimento “S†. Quando l’ammortizzatore viene chiamato a funzionare, e per esempio lo stelo 1 si inserisce ulteriormente all’interno del cilindro 2, come in Fig. 12B, allora il primo elemento di attrito 4 esercita la sua funzione di freno secondo modalità note, ne risulta che esso rimane nella sua posizione iniziale poiché esso può scorrere nella scanalatura 12 ed anche, e contemporaneamente, nella seconda apertura 10A, 10B, e quindi non viene sollecitato da alcuna forza che lo costringe a variare la sua posizione rispetto al cilindro 2, dato che detto secondo elemento di attrito 5 rimane comunque impegnato a pressione contro la superficie interna del cilindro 2.

Tale situazione si mantiene fino a quando detto secondo elemento 5 può scorrere entro la scanalatura 12, e cioà ̈ fino a quando la distanza “K†di detto bordo inferiore 14 del secondo elemento 5 dal bordo inferiore 15 della relativa apertura passante, oppure dal bordo inferiore della scanalatura 12 (quale dei due si tocca prima) non supera la corsa dello stelo nel cilindro.

Tale circostanza si verifica, come mostrato nella fig.12B, quando lo stelo passa dal livello “p†al livello superiore “q†, percorrendo detta corsa “K†.

Proseguendo la corsa dello stelo per una ulteriore corsa “H†, passando quindi dal livello “q†al livello ancora superiore “r†, come mostrato nella fig. 12C, allora detto secondo elemento di attrito 5 viene obbligatoriamente trascinato, dalla relativa apertura o dal bordo inferiore del primo elemento di attrito 4, per una corsa identica e nella stessa direzione.

In tale movimento esso naturalmente rimane impegnato lateralmente a compressione contro la superficie interna del cilindro 2, e pertanto vi esercita, per attrito, una azione di freno propria, indipendente da quella fornita dal primo elemento 4, e che pertanto si somma a questa.

In pratica, si genera una funzionamento dell’ammortizzatore in cui la forza di smorzamento presenta la forma di uno scalino, in cui il primo livello rappresenta la forza di smorzamento fino ad una prefissata corsa tra stelo e cilindro, ed in cui oltre a detta corsa interviene una forza supplementare che si sovrappone alla prima e che in definitiva determina, insieme a questa, una forza di smorzamento superiore.

Deve anche essere osservato che in questo modo si ottiene il vantaggio che i due elementi di attrito 4 e 5 lavorano su due rispettive porzioni di forma cilindrica (in cui il significato del termine cilindrico si assume qui come rappresentativo di una superficie rigata con generatrice sempre parallela a se stessa) che non si interferiscono mai e che lavorano su due porzioni separate e distinte della superficie interna del cilindro, con evidenti vantaggio di regolarità e di affidabilità di funzionamento.

La figura 12D rappresenta il caso opposto a quello rappresentato nella figura 12B, cioà ̈ il caso in cui lo stelo 1, invece di introdursi maggiormente nel cilindro 2, ne viene parzialmente estratto, passando dal livello “p†al livello “t†.

In tal caso il secondo elemento 5 verrà ad assumere la posizione in alto nelle aperture 10A, 10B, ed i ragionamenti e le conclusioni del caso precedente si applicano ancora, solo naturalmente invertiti, anche al presente caso, per cui per brevità non verranno ripetuti.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) Ammortizzatore per frenare mediante una azione di attrito le oscillazioni di un primo corpo, come ad es. una vasca per apparecchi lavabiancheria domestici, rispetto ad un secondo corpo, come ad es. un punto del mobile dello stesso apparecchio domestico, comprendente: - un cilindro esterno (2) di cui una estremità (22) à ̈ connessa a detto primo corpo, - uno stelo interno (1) scorrevole internamente a detto cilindro esterno, e connesso mediante una rispettiva estremità (21)a detto secondo corpo, - una unità di smorzamento disposta tra detto cilindro esterno e detto stelo interno ed atta a produrre una forza di smorzamento a livello differenziato che esercita uno smorzamento debole quando la vibrazione trasferita da detti primo e secondo corpo à ̈ ridotta, e che esercita uno smorzamento maggiore quando la vibrazione trasferita da detti primo e secondo corpo à ̈ più ampia, caratterizzato dal fatto che detta unità di smorzamento comprende anche: - un primo elemento di attrito (4) impegnato tra detto stelo interno ed una definita prima porzione di superficie interna di detto cilindro esterno, - un secondo elemento di attrito (5) impegnato tra detto primo elemento di attrito (4) ed una seconda definita porzione di superficie interna di detto cilindro esterno, detta seconda porzione di superficie interna essendo differente da detta prima porzione.
2. 2) Ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto stelo interno (1) à ̈ attraversato: - da una prima apertura passante (11A, 11B) sostanzialmente ortogonale all’asse (X) di detto stelo ed estesa per un primo intervallo (c) lungo detto asse (X), - e da una seconda apertura passante (10A, 10B) sostanzialmente ortogonale all’asse dello stelo (X) e a detta prima apertura passante ed estesa per un secondo intervallo lungo detto asse (X), ed almeno parzialmente disposta in corrispondenza di detto primo intervallo (c), e che detto primo elemento di attrito (4) à ̈ totalmente impegnato attraverso detta prima apertura passante (11A, 11B) così da costituirne un insieme solidale con detto stelo, e sporge da entrambi i lati opposti di detta prima apertura passante, e che detto secondo elemento di attrito (5) presenta una dimensione (f) lungo detto asse (X) inferiore alla dimensione di detta seconda apertura passante (10A, 10B).
3. 3) Ammortizzatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di attrito (4) à ̈ dotato di una scanalatura passante (12), nella quale viene alloggiato detto secondo elemento di attrito (5), e che detta scanalatura passante presenta una lunghezza (b) lungo detto asse (X) maggiore della lunghezza (f) di detto secondo elemento di attrito (5) lungo il medesimo asse (X), di modo che detto secondo elemento di attrito à ̈ atto a scorrere lungo detta scanalatura passante (12) nella direzione di detto asse (X).
4. 4) Ammortizzatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta scanalatura (12) di detto primo elemento di attrito (4) e detto secondo elemento di attrito (5) presentano dimensioni tali che due facce laterali opposte di detto secondo elemento di attrito (5) sono atte a scivolare sostanzialmente a contatto con le facce corrispondenti interne di detto primo elemento di attrito (4).
5. 5) Ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento di attrito (5) presenta una dimensione (f) lungo detto asse (X) inferiore alla dimensione, lungo lo stesso asse (X), sia di detta scanalatura che di detta seconda apertura (10A, 10B), e attraversa detta seconda apertura da entrambi i lati opposti di questa e ne sporge in modo da impegnarsi a compressione contro la superficie interna del cilindro esterno così che detto secondo elemento di attrito (5) à ̈ atto ad essere traslato rispetto all’l’assieme solidale costituito da detto stelo (1) e da detto primo elemento di attrito (4).
6. 6) Ammortizzatore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di attrito (4) à ̈ costantemente attivo nella funzione di attrito rispetto ad una relativa porzione della superficie interna di detto cilindro esterno durante il movimento di detto stelo (1) all’interno di detto cilindro esterno (2), e detto secondo elemento di attrito (5): - à ̈ mantenuto in compressione contro una corrispondente porzione della superficie interna di detto cilindro esterno e, - per una determinata corsa iniziale di detto stelo esso non esercita alcuna sostanziale azione di attrito, - successivamente a detta corsa iniziale, esso esercita una rispettiva azione di attrito, atta a sommarsi alla azione di attrito tra detto primo elemento di attrito e detto cilindro esterno.