ITTO20010743A1

ITTO20010743A1 - SPRING RAPID ACTUATOR WITH AN ELECTRIC ARMING MOTOR AND HALF-MEMORY RELEASE

Info

Publication number: ITTO20010743A1
Authority: IT
Inventors: Francesco Biasotto Marc Butera
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-01-27

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Attuatore rapido a molla con un motore elettrico di armamento e mezzi di sgancio a memoria di forma" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Rapid spring actuator with an electric armament motor and shape memory release means"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un attuatore ad intervento rapido, comprendente: The present invention relates to a fast acting actuator, comprising:

- un corpo di supporto, - a support body,

- un carrello attuatore montato scorrevole sul corpo di supporto, - an actuator carriage mounted sliding on the support body,

- una molla per spingere il carrello attuatore verso una posizione di attuazione, - a spring to push the actuator carriage towards an actuation position,

- mezzi di armamento del carrello, per spingere il carrello in una posizione di partenza, contro l'azione della molla, - means of arming the trolley, to push the trolley into a starting position, against the action of the spring,

- mezzi di arresto per trattenere il carrello nella sua posizione di partenza, contro l'azione della molla, e - stopping means for holding the carriage in its starting position, against the action of the spring, e

- mezzi di sgancio di detti mezzi di arresto per provocare il movimento rapido del carrello verso la sua posizione di attuazione per effetto dell'azione della molla. - means for releasing said stop means for causing rapid movement of the carriage towards its actuation position due to the action of the spring.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un attuatore del tipo sopra indicato che risulti particolarmente semplice e funzionale. The object of the present invention is to provide an actuator of the type indicated above which is particularly simple and functional.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un attuatore avente tutte le caratteristiche sopra menzionate e caratterizzato inoltre dal fatto che i suddetti mezzi di sgancio includono un elemento attuatore a memoria di forma. In order to achieve this object, the invention relates to an actuator having all the above-mentioned characteristics and further characterized in that the aforementioned release means include a shape memory actuator element.

In una forma preferita di attuazione, i mezzi di armamento del carrello comprendono un motore elettrico ed una vite senza fine comandata in rotazione dal motore elettrico. Il suddetto carrello è costituito da una boccola montata scorrevole sopra la vite. I mezzi di arresto comprendono un perno montato scorrevole attraverso un foro radiale della boccola e richiamato elasticamente verso una posizione di impegno della vite senza fine. Per effetto di tale impegno, una rotazione della vite senza fine comandata dal motore elettrico determina l'arretramento della slitta verso la sua posizione di partenza, contro l'azione della molla. In a preferred embodiment, the trolley arming means comprise an electric motor and a worm screw rotated by the electric motor. The aforementioned carriage consists of a bushing mounted sliding over the screw. The stop means comprise a pin slidably mounted through a radial hole of the bushing and resiliently drawn towards a position of engagement of the worm. As a result of this engagement, a rotation of the worm screw controlled by the electric motor causes the slide to move back towards its starting position, against the action of the spring.

Preferibilmente, i mezzi di sgancio a memoria di forma comprendono un filo a memoria di forma collegato a detto perno di arresto e atto a determinarne il disimpegno dalla vite senza fine a seguito di una sua attivazione. Preferably, the shape memory release means comprise a shape memory wire connected to said stop pin and able to cause its disengagement from the worm after its activation.

L'applicazione dell'attuatore secondo l'invenzione è generale e si estende a qualsiasi campo della tecnica in cui occorra predisporre un dispositivo attuatore ad intervento rapido e corsa elevata. The application of the actuator according to the invention is general and extends to any field of the art in which it is necessary to provide an actuator device with rapid intervention and high stroke.

A titolo puramente di esempio, l'invenzione è applicabile per realizzare la chiusura automatica del tappo benzina in una vettura di formula 1, a rifornimento completato. By way of example only, the invention can be applied to automatically close the petrol cap in a formula 1 car, once refueling is complete.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno comunque dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will however emerge from the following description with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- le Figure 1, 2 sono due viste schematiche che illustrano la posizione di partenza e la posizione di attuazione di un dispositivo di chiusura del tappo benzina utilizzante un attuatore secondo 1'invenzione, Figures 1, 2 are two schematic views which illustrate the starting position and the position of actuation of a device for closing the petrol cap using an actuator according to the invention,

le Figure 3, 4 sono due viste in scala ampliata ed in sezione di una forma preferita di realizzazione dell'attuatore secondo l'invenzione, in due differenti condizioni operative, e Figures 3, 4 are two enlarged scale and sectional views of a preferred embodiment of the actuator according to the invention, in two different operating conditions, and

- la Figura 5 è una vista in sezione secondo la linea V-V della figura 3. Figure 5 is a sectional view along the line V-V of Figure 3.

Nelle figure 1, 2, il numero 1 indica il tappo (illustrato solo schematicamente) del bocchettone del serbatoio carburante in una vettura di formula 1. Il tappo 1 è articolato in 2 alla struttura 3 dell'autoveicolo. Nell'articolazione 2 è incorporata una molla torsionale (non visibile nei disegni) che tende a richiamare il tappo 1 verso una condizione aperta (figura 1). Il dispositivo attuatore secondo l'invenzione serve per portare rapidamente -il tappo 1 dalla condizione aperta alla condizione chiusa illustrata nella figura 2, in cui un gancio d'estremità la del tappo 1 impegna a scatto una leva di incaglio 4 (vedere anche figure 3, 4) che è montata articolata in 5 ad una staffa 6 facente parte del dispositivo secondo l'invenzione. All'articolazione . 5 è pure associata una molla torsionale (non visibile) che tende a mantenere la leva di incaglio 4 nella posizione di arresto del gancio la. Quando il tappo 1 viene chiuso, essa impegna a scatto la leva di incaglio 4, mentre l'apertura del tappo viene ottenuta provocando la rotazione della leva 4, contro l'azione della molla torsionale associata all'articolazione 5. Tale rotazione può essere ottenuta mediante mezzi di comando di qualunque tipo noto. A puro titolo di esempio, le figure 3, 4 mostrano un attuatore a memoria di forma costituito da un filo 7 realizzato in una lega a memoria di forma interposto fra la leva 4 e un attacco 8 ancorata alla staffa 6. Il dispositivo comprende mezzi (non illustrati) per far percorrere una corrente elettrica attraverso il filo a memoria di forma 7, in modo da provocarne una contrazione che determina 1'apertura del tappo 1. Non appena la leva di incaglio 4 si porta nella sua posizione di disimpegno per effetto dell'intervento dell'attuatore 7, la molla torsionale associata all'articolazione 2 provvede a spostare il tappo 1 nella posizione aperta. In figures 1, 2, the number 1 indicates the cap (shown only schematically) of the fuel tank filler in a formula 1 car. The cap 1 is articulated at 2 to the structure 3 of the motor vehicle. A torsional spring (not visible in the drawings) is incorporated in the joint 2 which tends to draw the plug 1 towards an open condition (Figure 1). The actuator device according to the invention serves to rapidly bring the cap 1 from the open condition to the closed condition illustrated in Figure 2, in which an end hook la of the cap 1 engages a locking lever 4 (see also Figures 3 , 4) which is mounted hinged at 5 to a bracket 6 forming part of the device according to the invention. To the joint. 5 is also associated with a torsional spring (not visible) which tends to keep the catch lever 4 in the stop position of the hook la. When the cap 1 is closed, it engages the locking lever 4 with a snap action, while the opening of the cap is obtained by causing the rotation of the lever 4, against the action of the torsional spring associated with the joint 5. This rotation can be obtained by means of control means of any known type. Purely by way of example, figures 3, 4 show a shape memory actuator consisting of a wire 7 made of a shape memory alloy interposed between the lever 4 and an attachment 8 anchored to the bracket 6. The device comprises means ( not shown) to make an electric current flow through the shape memory wire 7, so as to cause a contraction which causes the cap 1 to open. intervention of the actuator 7, the torsional spring associated with the joint 2 moves the plug 1 into the open position.

Il compito del dispositivo secondo l'invenzione è quello di provocare una chiusura rapida del tappo 1 dopo che questo è stato aperto per effettuare un rifornimento. A tal fine, il dispositivo secondo l'invenzione, indicato nel suo insieme con 8, comprende un corpo di supporto 9 su cui è montato scorrevole un carrello di attuazione 10. The task of the device according to the invention is to cause a rapid closure of the cap 1 after it has been opened to carry out a refueling. To this end, the device according to the invention, indicated as a whole with 8, comprises a support body 9 on which an actuation carriage 10 is slidingly mounted.

Come visibile nelle figure 3, 4 e 5, il corpo di supporto 9 presenta una conformazione cilindrica. Al suo interno è disposto un gruppo motoriduttore 11, costituito da un motore elettrico e relativo riduttore di qualunque tipo noto, il cui albero di uscita 12 è connesso ad una vite senza fine 13. Intorno alla vite senza fine 13 è montata scorrevole una boccola 14 facente parte della struttura del carrello 10. Una molla elicoidale 15 interposta fra una parete di fondo del corpo di supporto 9 e una superficie d'estremità della boccola 14, tende a spingere la boccola 14 verso una posizione di attuazione (figura 3). La vite senza fine 13 è impegnata da un perno 16 che è montato scorrevole attraverso un foro radiale della slitta 14. A seguito di tale impegno, una rotazione della vite senza fine 13 comandata da un moto riduttore 11 determina l'arretramento della boccola 14 fino ad una posizione di partenza (figura 4), contro l'azione della molla 15. Il moto riduttore 11 provvede pertanto ad armare il dispositivo, dopodiché il perno 16 può essere retratto in modo da disimpegnarlo dalla vite senza fine 13, mediante un elemento attuatore a memoria di forma 17, costituito da un filo a memoria di forma interposto fra la struttura del carrello 10 ed il perno 16. Non appena il perno 16 viene sganciato dalla vite 13, la molla elicoidale 15 provvede a portare rapidamente la slitta 14, e di conseguenza l'intero carrello 10 nella posizione di attuazione. A seguito di tale movimento rapido (vedere figure 1, 2) il tappo 1 viene chiuso, in quanto esso è collegato al carrello 10 da una trasmissione includente un cavo flessibile 18. Anche il filo a memoria di forma 17 viene attivato facendolo percorrere da corrente elettrica, mediante mezzi di alimentazione elettrica di qualunque tipo noto (non illustrati), al filo 17 sono inoltre associati mezzi elastici 19 (ad esempio in forma di molla elicoidale) che richiamano il perno 16 nella sua posizione di impegno della vite 13 una volta effettuata la corsa di attuazione. As can be seen in Figures 3, 4 and 5, the support body 9 has a cylindrical shape. Inside it there is a gearmotor unit 11, consisting of an electric motor and relative reduction gear of any known type, whose output shaft 12 is connected to a worm screw 13. A bushing 14 is mounted slidingly around the worm 13. forming part of the structure of the carriage 10. A helical spring 15 interposed between a bottom wall of the support body 9 and an end surface of the bush 14, tends to push the bush 14 towards an actuation position (Figure 3). The worm screw 13 is engaged by a pin 16 which is mounted slidingly through a radial hole of the slide 14. Following this engagement, a rotation of the worm screw 13 controlled by a reduction gear 11 causes the bush 14 to retract until to a starting position (figure 4), against the action of the spring 15. The motor reducer 11 therefore provides to arm the device, after which the pin 16 can be retracted so as to disengage it from the worm screw 13, by means of an actuator element shape memory 17, consisting of a shape memory wire interposed between the structure of the carriage 10 and the pin 16. As soon as the pin 16 is released from the screw 13, the helical spring 15 rapidly brings the slide 14, and consequently the entire carriage 10 in the actuation position. Following this rapid movement (see Figures 1, 2) the cap 1 is closed, since it is connected to the carriage 10 by a transmission including a flexible cable 18. The shape memory wire 17 is also activated by making it run through by current by means of electrical power supply means of any known type (not shown), elastic means 19 are also associated with the wire 17 (for example in the form of a helical spring) which return the pin 16 to its position for engaging the screw 13 once it has been the rush of implementation.

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. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the details of construction and the embodiments may vary widely with respect to those described and illustrated purely by way of example, without thereby departing from the scope of the present invention.

Claims

CLAIMS 1. Fast acting actuator, comprising: - a support body (9), - an actuator carriage (10) mounted sliding on the support body (9), a spring (15) to push the actuator carriage (10) towards an actuation position, - means (11, 13) for arming the carriage, to push the carriage (10) into a starting position, against the action of the spring (15), stop means (16) for holding the carriage in its starting position, against the action of the spring (15), e release means (17) of said stop means (16) for causing rapid movement of the carriage (10) towards its actuation position due to the action of the spring (15), characterized in that said release means ( 17) include a shape memory actuator element.

2. Actuator according to claim 1, characterized by the fact that the aforementioned means for arming the trolley (10) comprise an electric motor (11) carried by the support body (9), a worm screw (13) rotated by the motor electric (11) a movable element (pin, lever, etc.) mounted on a bushing (14), mounted sliding on the worm screw (13) and forming part of the carriage structure (10), which engages and disengages the worm (13).

3. Actuator according to claim 2, characterized in that said release means comprise a shape memory wire (17) connected to said sliding pin (16).

4. Actuator according to claim 3, characterized in that said spring (15) is a helical spring interposed between the bottom of a cylindrical body (9) constituting the aforementioned support body and an end surface of the aforementioned bushing (14) .

5. Closing device, for example, of a petrol cap for a motor vehicle, comprising an actuator according to any one of the preceding claims.

6. Closing device according to claim 5, characterized in that it includes a bracket (6) carried by said support body (9) on which a locking lever (4) is hingedly mounted to hold a hooked portion (la) for petrol cap (1) in the closed position.

7. Closing device according to claim 6, characterized in that it comprises a further shape memory actuator (7) for moving the aforementioned stop lever (4) to a release position of the hook (la) of the petrol cap (1 ).

8. Closing device according to claim 7, characterized by the fact that said fuel cap (1) is hingedly mounted to a support structure (3) and is recalled by elastic means towards an open position, said actuation carriage (10) being connected to the fuel cap (1) by a flexible cable transmission (18). All substantially as described and illustrated and for the specified purposes.