ITTO20000060A1 - Dispositivo di trasmissione a vite-madrevite ad attrito volvente, ed attuatore lineare comprendente tale dispositivo. - Google Patents

Dispositivo di trasmissione a vite-madrevite ad attrito volvente, ed attuatore lineare comprendente tale dispositivo. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di trasmissione a vite-madrevite ad attrito volvente, ed attuatore lineare comprendente tale dispositivo"
TESTO DELIA DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ai dispositivi di trasmissione del tipo comprendente un organo r ìotante, con funzione di madrevite, e una vite, a rotazione impedita, in impegno con l'organo rotante, per trasformare una rotazione di tale organo in una traslazione della vite.
Nella domanda di brevetto italiana T097A001G20, la richiedente ha proposto un attuatore lineare comprendente un motore elettrico, una madrevite comandata in rotazione dal motore ed impegnata sulla vite, in cui la madrevite è disposta all'interno dell'involucro del motore, e la vite è disposta almeno parzialmente attraverso una cavità assiale del rotore del motore elettrico.
Studi ed esperienze della Richiedente hanno mostrato che l'attrito di strisciamento fra madrevite e vite comporta un'usura rapida delle superfici in contatto, che rende difficile l'applicazione su un attuatore lineare del tipo sopra indicato, soggetto a continue e ripetute applicazioni. Nella tecnica, sono per altro noti sistemi di trasmissione a vite-madrevite ad attrito volvente, che fanno uso di viti a ricircolazione di sfere. Tuttavia, tali dispositivi presentano un costo elevato e non risultano dì facile applicazione .
Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di trasmissione del tipo a vite-madrevite in cui le parti in contatto siano soggetta unicamente ad attrito volvente e che presenti ciò nonostante una struttura relativamente semplice e di basso costo.
In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un dispositivo di trasmissione, comprendente :
un organo rotante, con funzione di madrevite, e una vite, a rotazione impedita, in impegno con l'organo rotante, per trasformare una rotazione di tale organo in una traslazione della vite,
caratterizzato dal fatto che detto organo rotante con funzione di madrevite comprende un organo porta satelliti comandato in rotazione intorno all'asse della vite, ed almeno un satellite montato liberamente girevole su detto organo portasatelliti intorno ad un'asse parallelo e distanziato dall'asse della vite, detto satellite avendo almeno un collare periferico, disposto in un piano perpendicolare all'asse della vite, impegnato a rotolamento entro un rispettivo tratto del fondo del filetto della vite, in modo tale per cui, a seguito della rotazione dell'organo porta satelliti, il satellite rotola intorno alla vite costringendo quest'ultima a traslare assialmente, grazie all'impegno di detto collare contro i fianchi del rispettivo tratto del filetto della vite.
In una forma preferita di attuazione, il suddetto satellite comprende una pluralità di collari disposti in piani fra loro paralleli ed impegnati entro rispettivi tratti del fondo del filetto della vite. Preferibilmente, detto porta satelliti porta una pluralità di satelliti fra loro angolarmente distanziati. La vite può essere costituita da una barra rigida oppure anche da un cavo flessibile su cui è avvolta una molla elicoidale .
La presente invenzione ha anche per oggetto un attuatore lineare, caratterizzato dal fatto che comprende un motore elettrico ed un dispositivo di trasmissione del tipo sopra specificato, il suddetto organo porta satelliti essendo comandato in rotazione dal suddetto motore elettrico.
In una prima forma di attuazione l'organo porta satelliti è comandato direttamente dal motore elettrico. In tal caso, l'organo porta satelliti è preferibilmente disposto entro un involucro rigidamente connesso ad un'estremità del motore elettrico, e l'albero del motore elettrico è tubolare ed è attraversato da detta vite.
In una seconda forma di attuazione, l'organo porta satelliti è comandato in rotazione dal motore mediante una trasmissione. In tal caso, il motore elettrico può essere di tipo tradizionale, in quanto la vite non deve passare attraverso l'albero del motore. La trasmissione può essere tale per cui l'asse di rotazione del porta-satelliti, coincidente con l'asse della vite è parallelo all'asse del motore. Oppure la trasmissione può essere scelta in modo tale per cui l'asse della vite risulta perpendicolare all'asse del motore.
In una ulteriore evoluzione dell'attuatore lineare secondo l'invenzione, tale attuatore può comprendere un ulteriore dispositivo di trasmissione a vite-madrevite del tipo sopra specificato. In questo caso, il motore elettrico comanda simultaneamente entrambi i dispositivi. In una prima realizzazione, gli organi porta-satelliti dei due dispositivi di trasmissione sono entrambi collegati da rispettive trasmissioni all'albero del motore elettrico, in modo tale per cui il motore comanda la traslazione di due viti aventi assi paralleli e distanziati dall'asse del motore. In una seconda realizzazione, l'organo porta satelliti di uno dei due dispositivi di trasmissione è comandato direttamente dal motore ed è a sua volta collegato da una trasmissione all'organo porta satelliti dell'albero dispositivo in modo tale per cui il motore comanda la traslazione di due viti aventi l'una a^se coincidente col motore e l'altra asse parallelo e distanziato dall'asse del motore.
Grazie alle suddette caratteristiche, il dispositivo di trasmissione a vite-madrevite secondo 1'invenzione, è l'attuatore lineare in cui tale dispositivo è impiegato risultano di funzionamento affidabile (per il fatto che le parti in contatto sono soggette unicamente ad attrito volvente) e ciò nonostante sono caratterizzati da una struttura semplice e di basso costo.
In una soluzione alternativa, il dispositivo di trasmissione a vite-madrevite secondo l'invenzione comprendete.
un organo rotante con funzione di madrevite, e una barra a sezione circolare con funzione di vite a rotazione impedita, in impegno con l'organo rotante, per trasformare una rotazione di tale organo in una traslazione della barra,
detto organo rotante con funzione di madrevite comprendendo un organo porta-satelliti comandato in rotazione intorno all'asse della barra, ed almeno un satellite montato liberamente girevole su detto porta satelliti intorno ad un'asse distanziato dall'asse della barra ed inclinato sia rispetto all'asse della barra, sia rispetto ad un piano perpendicolare all'asse della barra,
detto satellite essendo in forma di rullo in sezione circolare crescente dal centro verso le estremità ed essendo premuta in contatto con la barra in corrispondenza della sua sezione minima da mezzi elastici interposti fra la struttura dell'organo porta satelliti ed il rullo.
In tale soluzione, l'angolo di inclinazione dell'asse dei rulli rispetto alla barra genera una componente di spinta che fa avanzare la barra.
Le possibili applicazioni del dispositivo di trasmissione secondo l'invenzione lineare sopra descritto sono innumerevoli. Il dispositivo secondo l'invenzione può essere ad esempio utilizzato vantaggiosamente nel settore automobilistico, come attuatore di piccole dimensioni per organi mobili come l'appoggiatesta del sedile, vari dispositivi di regolazione del sedile, per l'azionamento di porte scorrevoli, per il sollevamento della ruota di scorta, per l'azionamento del martinetto di sollevamento dell'autoveicolo, come attuatore alzacristalli. In generale, in campo industriale, l'attuatore secondo l'invenzione si presta ad essere utilizzato vantaggiosamente in svariate applicazioni ove occorra realizzare un'automazione lineare. Nel settore civile, l'attuatore secondo l'invenzione può essere ad esempio utilizzato per il comando di cancelli e porte, come attuatore in apparecchi elettrodomestici, o in elementi di mobilio come poltrone o letti.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titplo di esempio non limitativo, in cui: la figura 1 è una vista in sezione di una prima forma di attuazione di un attuatore lineare secondo 1'invenzione,
la figura 2 è una vista in sezione secondo la linea 11,-11 della figura 1,
la figura 3 è una vista prospettica schematica di un particolare delle figure 1, 2,
la figura 4 è una vista parzialmente sezionata di una seconda forma di attuazione dell'attuatore lineare secondo l'invenzione,
la figura '5 è una vista parzialmente sezionata di una terza forma di attuazione dell'attuatore lineare secondo l'invenzione,
la figura 6 è una vista in sezione di una quarta forma di ! attuazione dell'attuatore lineare secondo 1'invenzione,
le figure 7, 8 sono viste prospettiche che illustrano due ulteriori varianti dell'attuatore secondo l'invenzione,
la figura 9 è una vista prospettica schematica di un'ulteriore forma di attuazione dell'invenzione, e
la figura 10 è una vista in sezione ed in scala ampliata di un particolare della figura 9.
Nella figura 1 il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme un attuatore lineare comprendente un motore elettrico 2 che comanda lo spostamento assiale di una vite 3 mediante un dispositivo di trasmissione 4 secondo l'invenzione.
Il motore elettrico 2 può essere di qualsiasi tipo noto. Esso comprende uno statore 2b disposto all'interno di un involucro cilindrico 2b ed un rotore 5 che è montato girevole all'interno dell'involucro 2b mediante cuscinetti 6 e che è connesso rigidamente ad un albero tubolare 7 che è attraversato da una vite 3, in forma di barra rigida filettata .
Su un'estremità dell'albero tubolare 7 è montato un mozzo 8 di un organo porta satelliti 9, che nell'esempio illustrato comprende due dischi paralleli e distanziati 10, 11 uniti da viti 12 (una sola delle quali è visibile nella figura 1). L'organo porta-satelliti 9 è disposto all'interno di un involucro cilindrico 13 che è connesso rigidamente ad un'estremità dell'involucro 2a del motore elettrico e che si estende sul prolungamento di questo. Nell'esempio illustrato, l'organo porta satelliti 9 sopporta tre satelliti 14 (uno solo dei quali è visibile nella figura 1), e che sono invece chiamate visibili nella figura 3, in modo girevole intorno a tre assi 15 paralleli all'asse 3a della vite 3 e distanziati da esso. I tre satelliti 14 sono angolarmente equidistanziati intorno alla vite 3. Ciascun satellite comprende una pluralità di collari 16 disposti in piani perpendicolari all'asse 3a, ciascuno dei quali impegna un rispettivo tratto del filetto della vite 3.
Nel funzionamento, un'attivazione del motore elettrico 2 provoca la rotazione dell'albero 7 del motore elettrico, il quale trasmette tale rotazione all'organo porta satelliti 9. I satelliti 14 sono pertanto costretti a rotolare intorno alla vite 3, provocando un conseguente spostamento assiale della vite 3 che è impedita di ruotare per il fatto che la sua estremità fuoriuscente dall'attuatore è collegata ad un organo comandato (non visibile nei disegni) che non può ruotare intorno all'asse 3a.
A causa dell'impegno di ciascun collare 16 contro i fianchi del rispettivo tratto del filetto della vite 3, quest'ultima è quindi soggetta ad una spinta che la muovere assialmente. Poiché il contatto fra i satelliti 14 e la vite 3 avviene con rotolamento, l'attrito fra le parti in contatto è ridotto al minimo e conseguentemente anche minima è l'usura delle rispettive superfici. L'organo porta satelliti 9 con i satelliti 14 si comporta pertanto in modo equivalente ad una madrevite ad attrito volvente, ma presenta nello stesso tempo una struttura estremamente semplice e di basso costo.
La figura 4 illustra una seconda forma di attuazipne, in cui l'organo porta-satelliti 9 è comandato in rotazione dal motore elettrico 2 mediante una trasmissione a catena 17, che include una catena 18 ingranante con una ruota dentata 19 montata sull'albero del motore elettrico 2, nonché con una ruota dentata 20 che è connessa rigidamente con l'organo porta-satelliti 9, quest'ultimo essendo sopportato in rotazione all'interno del rispettivo involucro 4 mediante cuscinetti 18. L'involucro 4 è a sua volta connesso rigidamente ad una piastra 19 che sopporta anche il motore elettrico 2. Il vantaggio derivante dall'interposizione di una trasmissione 17 fra il motore elettrico e il dispositivo di trasmissione 4 consiste nel fatto che un motore elettrico 2 può essere di tipo tradizionale, ossia con albero non tubolare. La figura 5 illustra una variante della figura 4, in cui l'asse 3a è perpendicolare, invece che parallelo all'asse del motore elettrico 2. Tale risultato è ottenuto grazie al fatto che la trasmissione 17 che trasmette la rotazione dall'albero del motore elettrico 2 all'organo porta-satelliti 9 è costituito da una coppia di ingranaggi cronici 20, 21 connessi in rotazione rispettivamente con l'albero del motore elettrico 2 e con l'organo porta-tr,eno 9.
La figura 6 illustra un'ulteriore forma di attuazione del dispositivo di trasmissione 4 in cui la vite 3 è costituita da un cavo metallico flessibile 22 su cui è avvolta una molla elicoidale 23. Le spire della mola 23 definiscono fra esse un canale elicoidale che fa la funzione di un filetto di vite. Il vantaggio della forma di attuazione della figura 6 consiste nel fatto che la vite 3 è flessibile, per cui tale realizzazione può essere utilizzata vantaggiosamente in tutte le applicazioni in cui occorre disporre di una tale flessibilità, come ad esempio nel caso di un dispositivo alzacristalli di autoveicolo.
La figura 7 illustra una variante del dispositivo, in cui il motore elettrico 2 comanda in rotazione una ruota dentata 24 ingranante su lati opposti con due ruote dentate 25, 26 che sono connesse in rotazione con l'organo porta-satelliti 9 (non illustrato) di due dispositivi di trasmissione 4 di tipo analogo ad esempio a quello illustrato nella figura 6. Con tale disposizione, il motore 2 comanda simultaneamente l'avanzamento nella stessa direzione delle due viti 3 associate ai dispositivi 4. La figura 8 illustra invece un ulteriore variante della forma di attuazione illustrata nella figura 1, in cui il motore elettrico 2 comanda direttamente una vite 3 che attraversa completamente un albero interamente tubolare del motore 2, e comanda inoltre anche un secondo dispositivo di trasmissione 4 mediante una coppia di ingranaggi 27, così da provocare simultaneamente l'avanzamento di una seconda vite 30 in direzione opposta alla direzione di attuazione della prima vite 3.
La figura 9 illustra una diversa forma di realizzazione del dispositivo di trasmissione secondo l'invenzione. In questo caso, la vite è sostituita da un organo 300 facente la funzione di vite, costituito da una barra cilindrica di acciaio. Intorno a tale barra si impegnano 3 satelliti 314 fra loro angolarmente equidistanziati e portati in modo liberamente girevole intorno a rispettivi assi 315 dalla struttura dell'organo porta-satelliti che è schematizzato con linea tratteggiata ed indicato con il numero di riferimento 315 e che è destinato ad essere comandato in rotazione dal motore elettrico. Ciascun satellite 314 presenta il suo asse 315 inclinato sia rispetto all'asse 300a della barra 3Q0 sia rispetto ad un piano perpendicolare all'asse 300a. Inoltre, ciascuno dei satellite 314 in forma di rullo, con sezione circolare crescente dal centro verso le estremità. Infine, le estremità di ciascun rullo 314 sono soggette alla spinta di una molla 316 interposta fra l'asse del rullo 314 un grano filettato 317 avvitato in un foro 318 ricavato nel corpo dell'organo porta-satelliti 9. Nella figura 10, la sezione della barra a sezione circolare 300 pare ellittica, in quanto la figura 10 corrisponde ad una sezione in un piano contenente l'asse del rullo 314, ossia in un piano inclinato rispetto ad un piano perpendicolare all'asse 3G0a. A causa dell'inclinazione dei rulli 314, la rotazione di tali rulli sopra la barra 300 genera una forza avente una componente nella direzione dell'asse 300a, che determina un avanzamento della barra 300.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di trasmissione, comprendente: un organo rotante (9) con funzione di madrevite, e una vite (3) a rotazione impedita in impegno con l'organo rotante (9) per trasformare una rotazione di tale organo (9) in una traslazione 'della vite (3), caratterizzato dal fatto che detto organo rotante (9) con funzione di madrevite comprende un organo porta-satelliti (9) comandato in rotazione intorno all'asse (3a) della vite (3) ed almeno un satellite (14) montato liberamente girevole su detto organo porta-satelliti (9) intorno ad un'asse (15) parallelo e distanziato dall'asse (3a) della vite (3), detto satellite (14) avendo almeno un collare periferico (16), disposto in un piano perpendicolare all'asse della vite (3a) e impegnato a rotolamento entro un rispettivo tratto del fondo del filetto della vite (3), in modo tale per cui a seguito della rotazione dell'organo porta-satelliti (9) il satellite (14) rotola intorno alla vite (3) costringendo quest'ultima a traslare assialmente grazie all'impegno di detto collare (16) contro i fianchi dei rispettivo tratto del filetto della vite .
  2. 2. Dispositivo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto satellite (14) comprende una pluralità di collari (16) disposti in piani fra loro paralleli ed impegnati entro rispettivi tratti del fondo del filetto (della vite.
  3. 3. Dispositivo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato'dal fatto-che detto' organo porta-satelliti (9) porta una pluralità di satelliti (14) fra loro angolarmente distanziati.
  4. 4. Dispositivo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la vite (3) è costituita da una barra rigida.
  5. 5. Dispositivo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la vite (3) è costituita da un cavo flessibile (22) su cui è avvolta una molla elicoidale (23).
  6. 6. Dispositivo di trasmissione, comprendente: un organo rotante (315), con funzione di madrevite, e una barra (300) a sezione circolare con funzione di vite, a rotazione impedita, in impegno con l'organo rotante (315) per trasformare una rotazione di tale organo (315) in una traslazione della barra (300), caratterizzato dal fatto che detto organo rotante (315) con funzione di madrevite comprende un organo porta-satelliti comandata in rotazione intorno all'asse (300a) della barra (300), ed almeno un satellite (314) montato liberamente girevole su detto organo porta-satelliti (315) intorno ad un'asse (314a) distanziato dall'asse (300a) ed inclinato sia rispetto all'asse della barra (300a), sia rispetto ad un piano perpendicolare all'asse della barra (300), detto satellite (314) essendo in forma di rullo a sezione circolare crescente dal centro verso le estremità del rullo ed essendo premuto in contatto con la barra (300) in corrispondenza della sua sezione minima da mezzi elastici interposti fra la struttura dell'organo porta satelliti (315) ed il rullo (314).
  7. 7. Dispositivo di trasmissione secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di rulli (314) angolarmente distanziati .
  8. 8. Attuatore lineare, caratterizzato dal fatto che comprende un motore elettrico (2) ed un dispositivo di trasmissione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, detto organo portasatelliti (9; 315) essendo comandata in rotazione da detto motore elettrico (2).
  9. 9. Attuatore lineare secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto organo portasatelliti (9) è comandato direttamente da detto motore elettrico (2).
  10. 10. Attuatore lineare secondo la rivendicazione 9, caratterizzato'dal tatto-che detto'organo portasatelliti (9) è disposto entro un involucro (13) e rigidamente connesso ad un'estremità dell'involucro (2a) del motore elettrico e dal fatto che l'albero (7) del motore elettrico (2) è tubolare ed è attraversato da detta vite (3).
  11. 11. Attuatore lineare secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal'fatto che 'dettcr organo,portasatelliti (9) è comandato in rotazione dal motore mediante una trasmissione (17) intorno ad un'asse (3a) parallelo e distanziato dall'asse del motore (2).
  12. 12. Attuatore lineare secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto organo porta satelliti (9) è comandato in rotazione dal motore (2) mediante una trasmissione (17) intorno ad un'asse (3a) perpendicolare all'asse del motore (2).
  13. 13. Attuatore lineare secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che comprende un ulteriore dispositivo di trasmissione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, e che detto motore (2) comanda simultaneamente entrambi i dispositivi (4).
  14. 14. Attuatore lineare secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto'che'gli" organi,portasatelliti (9) dei due dispositivi di trasmissione (4) sono entrambi collegati da rispettive trasmissiioni all'albero del motore (2), in modo tale per il cui motore (2) comanda la traslazione di due viti (31 aventi assi paralleli e distanziati dall'asse del motore (2).
  15. 15. Attuatore secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che Γ'organo portasatelliti (9) di uno dei due dispositivi di trasmissione <4) è comandato direttamente dal motore (2) ed è a sua volta collegato da una trasmissione (27) all'organo porta-satelliti (9) dell'altro dispositivo (4), in modo tale per cui il motore (2) comanda la traslazione di due viti (3, 30) aventi l'una asse coincidente con il motore (2) e l'altra asse parallelo e distanziato del motore (2). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.
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