ITRM20100586A1 - Permanent magnetic shock-absorber ammortizzatore magnetico perenne - Google Patents

Description

PERMANENT MAGNETIC SHOCK-ABSORBER

AMMORTIZZATORE MAGNETICO PERENNE

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

L'invenzione si basa essenzialmente sull'utilizzo dei magneti permanenti in sostituzione della classiche molle per la realizzazione di un ammortizzatore. I magneti sono organo funzionale sia del sistema di accumulo di energia sia del sistema di smorzamento della stessa. Il sistema di accumulo dell'energia viene realizzato sfruttando la repulsione magnetica, mentre lo smorzamento à ̈ conseguenza della generazione di correnti parassite indotte nel materiale che circonda i magneti. Si evince dunque che anche il materiale di cui à ̈ costituita la struttura dell'ammortizzatore magnetico, funge da elemento funzionale per lo smorzamento. Questo materiale deve essere un buon conduttore elettrico come per esempio l'alluminio, inoltre viene impiegato olio ferromagnetico (o ferro fluido) per lubrificare solo le parti atte al movimento; questo olio infatti avvolge i magneti creando uno strato cuscinetto protettivo che si interpone tra i magneti stessi e gli altri organi preservando il sistema da fenomeni di usura per attrito. Questo particolare olio inoltre provvede a ridurre il flusso del campo magnetico uscente dal sistema diminuendo però leggermente le prestazioni del PERMANENT MAGNET SHOCK-ABSORBER.

Lo smorzamento delle oscillazioni nel sistema à ̈ affidato alle proprietà del materiale usato in funzione della frequenza di oscillazione e quindi della velocità relativa tra magnete e telaio. I movimenti relativi tra magneti e telaio, inducono nel materiale di cui à ̈ costituito appunto quest'ultimo, delle correnti parassite, le quali, generano delle forze che si oppongono al moto.

Il dispositivo magnetico entra difficilmente in risonanza meccanica poiché non possiede una costante frequenza naturale di oscillazione ma questa varia come noto al variare della rigidezza e del coefficiente di smorzamento.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

In Fig_l. à ̈ illustrata una delle possibili realizzazioni lineari del PERMAIMENT MAGNETIC SHOCK-ABSORBER. Il magnete 1 à ̈ vincolato al perno 4. I magneti 2 e 3 sono liberi di poggiarsi a fine corsa vista la repulsione che sentono dovuta al magnete 1, e quindi, di conseguenza, in condizione di riposo il magnete 1 à ̈ in equilibrio in posizione mediana tra i magneti 2 e 3. Il cursore 6, ha la funzione di controllo della corsa disponibile e della rigidezza iniziale ,dato che il coefficiente di elasticità della molla magnetica à ̈ una funzione della distanza e non segue una legge lineare. Tutti questi organi già menzionati costituiscono la molla magnetica a controllo di rigidezza ad inizio corsa.

Il magnete 1 à ̈ in moto relativo rispetto al cilindro cavo 5. I magneti 2 e 3 sono in moto relativo rispetto al perno 4. Questi moti relativi inducono correnti parassite nel materiale circostante, le quali, generano delle forze che si oppongono al movimento dell'intero sistema nella direzione dell'asse del perno 4. Il perno 4 inoltre à ̈ libero di ruotare attorno al suo asse. Questi ultimi organi menzionati costituiscono lo smorzatore magnetico.

L'utilizzo del ferro fluido sui magneti 1 e 2 e 3 lubrifica il movimento degli stessi rispetto al perno 4 e al cilindro cavo 5, svolgendo funzione di auto centramento assiale e attutendo gli impatti a fine corsa, inoltre, conduce il calore generato dalle correnti parassite verso l'esterno del telaio, lubrifica quasi esclusivamente le parti atte al movimento, riduce il flusso magnetico uscente dal sistema poiché tende a richiudere le linee di flusso del campo magnetico e infine in base alla quantità presente pregiudica il diverso rendimento del sistema.

In Fig_2. viene rappresentato un modulo della molla magnetica a tre magneti permanenti. La descrizione funzionale à ̈ simile a quella prima citata in fig_l., senza il cursore 6.

In Fig_3. Viene rappresentato qualitativamente la rigidezza della molla magnetica. Nel grafico sono riportate le forze applicate (sulle ordinate) e gli spostamenti conseguenti (sulle ascisse).

In Fig_4. Sono rappresentate le oscillazioni smorzate del dispositivo magnetico. I grafici devono essere letti con una chiave qualitativa. Sulle ordinate ci sono gli spostamenti (in metri) e sulle ascisse il tempo (in secondi).

In Fig_5. È raffigurato in 3D il dispositivo descritto in fig_l. Nella visualizzazione à ̈ stata effettuata la sezione solo del cilindro cavo e dei tappi, per rendere visibile internamente il dispositivo.

In Fig_6. È raffigurato in 3D il dispositivo descritto in fig_2. Nella visualizzazione à ̈ stata effettuata la sezione solo del cilindro cavo e dei tappi, per rendere visibile internamente il dispositivo.

Claims (6)

1. Rivendicazioni: 1. L'ammortizzatore , in particolare il prototipo illustrato in fig.2, à ̈ composto da una pluralità di magneti permanenti (1,2,3) disposti in seriale repulsione, e da un'asta mobile (4) calettata al magnete centrale (1), e da un cilindro cavo (5), provvisto di due coperchi (7,8), accoppiato con gioco all'asta mobile (4). Anche i magneti (2,3) sono accoppiati con gioco all'asta mobile (4) e al cilindro cavo (5). L'ammortizzatore à ̈ caratterizzato dal fatto che le uniche parti funzionali, per lo smorzamento dell'energia derivante dai carichi esterni, sono la pluralità di magneti permanenti (1,2,3), l'asta mobile (4), e il cilindro cavo (5).
2. 2. L'ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il magnete centrale (1), calettato all'asta mobile (4), levita tra i magneti (2,3).
3. 3. L'ammortizzatore secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'asta mobile (4), di alluminio, laddove sollecitata da un carico esterno, si muove relativamente rispetto il campo generato dai magneti (2,3). Anche il magnete centrale (1) si muove relativamente rispetto il cilindro cavo (5), di alluminio. Correnti parassite nascono nei conduttori, in particolare nell'asta mobile (4), nel cilindro cavo (5) e nei magneti (1,2,3). Queste dissipano energia, e creano un campo magnetico che si oppone al moto.
4. 4. L'ammortizzatore secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che durante il suo funzionamento non ci sono parti a contatto strisciante, soprattutto se munito di ferrofluido. Quest'ultimo garantisce una vita di funzionamento più duratura.
5. 5. L'ammortizzatore, in particolare il prototipo illustrato in fig.l, caratterizzato dal fatto che II cursore meccanico (6), avvitato ad un'asta filettata (9) passante per un foro filettato praticato sul tappo (8) del cilindro cavo (5), à ̈ in grado di variare la distanza tra i magneti (2,3). Il cursore può variare la repulsione magnetica tra i magneti (1,2,3), e quindi può variare la rigidezza iniziale dell'asta mobile (4).
6. 6. L'ammortizzatore secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che durante il funzionamento, non presenta una frequenza propria costante.