ITTO20011186A1 - ,, ROLLER CURTAIN DEVICE WITH CENTRIFUGAL BRAKE ,,. - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di tenda a rullo con freno centrifugo" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Roller blind device with centrifugal brake"
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un dispositivo di tenda a rullo secondo il preambolo della rivendicazione 1. The present invention relates to a roller blind device according to the preamble of claim 1.
Tipicamente, un dispositivo di tenda a rullo comprende un albero di supporto stazionario, un rullo sul quale è destinata ad essere avvolta la tenda montato girevole attorno all'albero di supporto stazionario ed una molla di richiamo che tende a far ruotare il rullo nella direzione di avvolgimento della tenda. Quando l'utilizzatore abbassa manualmente la tenda, il rullo carica la molla di energia elastica che viene utilizzata durante la fase di riavvolgimento per far ruotare in modo automatico il rullo nella direzione di avvolgimento della tenda sul rullo stesso. Generalmente, è necessario che la molla di richiamo del rullo abbia un certo precarico iniziale, in modo da poter ottenere il riavvolgimento completo della tenda sul rullo anche se la tenda è stata abbassata soltanto di pochi centrimetrì (ad esempio 30 cm) rispetto alla condizione .di completo avvolgimento. Nei dispositivi di tenda a rullo, l'elemento elastico di richiamo è generalmente costituito da una molla elicoidale disposta coassialmente fra il rullo e l'albero di supporto. Ad ogni giro completo di rotazione del rullo attorno al proprio asse corrisponde un giro di avvolgimento della molla elicoidale. Normalmente, il precarico della molla necessario per garantire il completo riaw olgimento della tenda sul rullo in ogni condizione può essere dell'ordine di 8-15 giri completi della molla. Oltre a tale precarico, durante il funzionamento la·molla si carica di un numero di giri pari al numero di rotazioni del rullo necessarie per ottenere il completo abbassamento della tenda. Di conseguenza, l'energia elastica che si accumula nella molla di richiamo può raggiungere valori notevolmente elevati, corrispondenti ad esempio a 25-30 giri completi di rotazione della molla. Quando si libera la tenda a rullo nella posizione completamente abbassata, il rullo è sottoposto ad una coppia di richiamo di valore molto elevato, che tende a farlo accelerare in modo violento. Per evitare i problemi derivanti da un'eccessiva accelerazione del rullo durante la fase di richiamo sono già stati proposti dispositivi di tenda a rullo incorporanti un freno centrifugo che rallenta la risalita della tenda. Typically, a roller blind device comprises a stationary support shaft, a roller on which the blind mounted rotatable around the stationary support shaft is intended to be wound and a return spring which tends to rotate the roller in the direction of curtain winding. When the user manually lowers the blind, the roller loads the spring with elastic energy which is used during the rewinding phase to automatically rotate the roller in the winding direction of the blind on the roller itself. Generally, it is necessary that the return spring of the roller has a certain initial preload, so as to be able to obtain the complete rewinding of the blind on the roller even if the blind has been lowered only a few centimeters (for example 30 cm) with respect to the condition. of complete winding. In roller blind devices, the elastic return element is generally constituted by a helical spring arranged coaxially between the roller and the support shaft. Each complete revolution of the roller around its own axis corresponds to a winding revolution of the helical spring. Normally, the preload of the spring necessary to guarantee the complete rewinding of the blind on the roller in all conditions can be of the order of 8-15 complete revolutions of the spring. In addition to this preload, during operation the spring loads by a number of revolutions equal to the number of rotations of the roller necessary to obtain the complete lowering of the awning. Consequently, the elastic energy that accumulates in the return spring can reach considerably high values, corresponding for example to 25-30 complete revolutions of the spring. When the roller blind is released in the fully lowered position, the roller is subjected to a very high return torque, which tends to make it accelerate violently. In order to avoid the problems deriving from an excessive acceleration of the roller during the retraction phase, roller blind devices have already been proposed which incorporate a centrifugal brake which slows down the raising of the blind.
La Richiedente ha tuttavia notato che i freni centrifughi dei dispositivi di tenda a rullo sono soggetti ad un elevato rischio di rottura, in particolare nei casi in cui l'installatore della tenda impartisce un precarico eccessivo alla molla di richiamo del rullo oppure seleziona una molla eccessivamente rigida rispetto al peso della tenda. Infatti, prima che il freno centrifugo possa entrare in azione rallentando la salita del rullo, la coppia di spunto che sollecita il rullo al momento del disimpegno della tenda produce una sollecitazione molto elevata dei componenti del freno centrifugo. The Applicant has however noted that the centrifugal brakes of the roller blind devices are subject to a high risk of breakage, in particular in the cases in which the installer of the blind gives an excessive preload to the roller return spring or selects an excessively high spring. stiff compared to the weight of the tent. In fact, before the centrifugal brake can come into action by slowing the rise of the roller, the starting torque that stresses the roller when the curtain is disengaged produces a very high stress on the components of the centrifugal brake.
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un dispositivo di tenda a rullo perfezionato che risolva il suddetto inconveniente. The present invention aims to provide an improved roller blind device which solves the aforementioned drawback.
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un dispositivo avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione principale. According to the present invention, this object is achieved by a device having the characteristics forming the subject of the main claim.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui: The characteristics and advantages of the present invention will become evident in the course of the detailed description which follows, given purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
- la Figura 1 è una vista prospettica schematica di una tenda a rullo munita di un dispositivo secondo la presente invenzione, Figure 1 is a schematic perspective view of a roller blind equipped with a device according to the present invention,
- la Figura 2 è una vista prospettica esplosa della parte indicata dalla freccia II nella figura 1, Figure 2 is an exploded perspective view of the part indicated by arrow II in Figure 1,
- la Figura 3 è una vista laterale parzialmente sezionata della parte indicata dalla freccia III nella figura 2, - Figure 3 is a partially sectioned side view of the part indicated by arrow III in Figure 2,
- la Figura 4 è una sezione secondo la linea IV-IV della figura 3, e - Figure 4 is a section along the line IV-IV of Figure 3, and
- la Figura 5 è una vista prospettica esplosa della parte indicata dalla freccia V nella figura 2. Figure 5 is an exploded perspective view of the part indicated by the arrow V in Figure 2.
Con riferimento alle figure 1 e 2, con 10 è indicato un dispositivo di tenda a rullo comprendente una coppia di supporti 12 portanti un albero di supporto stazionario 14 attorno al quale è montato girevole un rullo 16 sul quale è avvolta una tenda 18. Il dispositivo di tenda a rullo 10 comprende una molla di richiamo disposta coassialmente fra l'albero di supporto stazionario 14 ed il rullo 16, nonché un dispositivo di arresto atto a trattenere il rullo contro l'azione di richiamo della molla in una generica posizione abbassata della tenda 18 scelta dall'utilizzatore. La struttura ed il funzione del dispositivo di richiamo a molla e del dispositivo di arresto non sono descritti in dettaglio in quanto esulano dall'ambito della presente domanda e sono ben noti ad una persona esperta del settore. With reference to Figures 1 and 2, 10 indicates a roller blind device comprising a pair of supports 12 carrying a stationary support shaft 14 around which a roller 16 is rotatably mounted on which a blind 18 is wound. of roller blind 10 comprises a return spring arranged coaxially between the stationary support shaft 14 and the roller 16, as well as a stop device adapted to hold the roller against the return action of the spring in a generic lowered position of the blind 18 user choice. The structure and function of the spring return device and of the stop device are not described in detail as they are beyond the scope of the present application and are well known to a person skilled in the art.
Con riferimento alle figure 2 e 3, il dispositivo di tenda a rullo 10 comprende un freno centrifugo indicato nel suo insieme con 20. Il freno centrifugo 20 comprende un corpo cilindrico 22 inserito all'interno del rullo 16 e solidale in rotazione a quest'ultimo. Il freno centrifugo 20 comprende un elemento anulare 24 fisso rispetto al corpo 22 ed avente una superficie cilindrica interna di frenatura 26. Due o più masse centrifughe 28 sono montate girevoli all'interno della superficie 26 e sono disposte in modo che, per effetto centrifugo, esse vengono premute contro la superficie 26 realizzando un contatto di frenatura. Preferibilmente, le masse centrifughe 28 sono munite di pattini frenanti 30. Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, l'elemento anulare 24 è realizzato come componente separato dal corpo 22 in quanto esso è preferibilmente costituito da un materiale avente maggiori caratteristiche di resistenza all'usura rispetto al materiale costituente il corpo 22. Ad esempio, il corpo 22 può essere di materiale plastico mentre l'elemento anulare 24 può essere di ottone. In una variante della presente invenzione l'elemento anulare 24 potrebbe essere eliminato ed in questo caso le masse centrifughe 28 cooperebbero con una superficie di frenatura realizzata in modo integrale con il corpo 22. Nella forma di realizzazione illustrata a titolo di esempio nelle figure, l'elemento anulare 24 è alloggiato in un coperchio 32 fissato al corpo 22 tramite viti 34. Le masse centrifughe 28 sono montate oscillanti attorno a rispettivi perni 36 portati da un elemento a forma di disco 38 costituente l'organo di uscita di un dispositivo moltiplicatore di velocità ad ingranaggi di tipo epicicloidale indicato nel suo insieme con 40. Il dispositivo moltiplicatore di velocità 40 comprende un elemento di supporto 42 che porta in modo liberamente girevole una pluralità di satelliti 44 che ingranano con una dentatura interna 46 del corpo 22. I satelliti 44 ingranano inoltre con una corona dentata 48 fissa rispetto all'elemento 38 portante le masse centrifughe 28. Il meccanismo moltiplicatore 40 è stato rappresentato in forma semplificata con un unico stadio di moltiplicazione di tipo epicicloidale. Per aumentare il rapporto di moltiplicazione, il meccanismo moltiplicatore 40 potrebbe essere munito di due o più stadi di moltiplicazione di tipo epicicloidale disposti in cascata fra loro. With reference to Figures 2 and 3, the roller blind device 10 comprises a centrifugal brake indicated as a whole with 20. The centrifugal brake 20 comprises a cylindrical body 22 inserted inside the roller 16 and integral in rotation with the latter. . The centrifugal brake 20 comprises an annular element 24 fixed with respect to the body 22 and having an internal cylindrical braking surface 26. Two or more centrifugal weights 28 are rotatably mounted inside the surface 26 and are arranged so that, due to the centrifugal effect, they are pressed against the surface 26 making a braking contact. Preferably, the centrifugal masses 28 are provided with braking pads 30. In the embodiment illustrated in the figures, the annular element 24 is made as a separate component from the body 22 since it is preferably made of a material having greater resistance to resistance. wear with respect to the material constituting the body 22. For example, the body 22 can be of plastic material while the annular element 24 can be of brass. In a variant of the present invention the annular element 24 could be eliminated and in this case the centrifugal masses 28 would cooperate with a braking surface made integrally with the body 22. In the embodiment illustrated by way of example in the figures, the The annular element 24 is housed in a cover 32 fixed to the body 22 by means of screws 34. The centrifugal weights 28 are mounted oscillating around respective pins 36 carried by a disc-shaped element 38 constituting the output member of a multiplier device. planetary gear speed indicated as a whole with 40. The speed multiplier device 40 comprises a support element 42 which freely rotates a plurality of satellites 44 which mesh with an internal toothing 46 of the body 22. The satellites 44 they also mesh with a toothed crown 48 fixed with respect to the element 38 carrying the centrifugal weights 28. The mechanism multiplier 40 has been shown in simplified form with a single multiplication stage of the epicycloidal type. To increase the multiplication ratio, the multiplier mechanism 40 could be provided with two or more planetary multiplication stages arranged in cascade to each other.
L'elemento di supporto 42 del dispositivo moltiplicatore 40 coopera con un dispositivo di trasmissione unidirezionale 48 comprendente una molla elicoidale 50 disposta coassialmente all'esterno di una porzione cilindrica 52 dell'elemento di supporto 42. Un manicotto tubolare 54 ha una sede cilindrica 56 che circonda esternamente la molla elicoidale 50. Un'estremità 58 della molla 50 è inserita in una fessura 60 del manicotto 54 . Lo scopo del dispositivo di azionamento unidirezionale 48 è quello di impedire l'intervento del freno centrifugo quando il rullo 16 ruota nella direzione di abbassamento della tenda. The support element 42 of the multiplier device 40 cooperates with a one-way transmission device 48 comprising a helical spring 50 arranged coaxially outside a cylindrical portion 52 of the support element 42. A tubular sleeve 54 has a cylindrical seat 56 which externally surrounds the coil spring 50. One end 58 of the spring 50 is inserted into a slot 60 of the sleeve 54. The purpose of the unidirectional actuation device 48 is to prevent the centrifugal brake from tripping when the roller 16 rotates in the lowering direction of the blind.
Il dispositivo di tenda a rullo secondo la presente invenzione comprende inoltre un dispositivo limitatore di coppia 58 avente lo scopo di limitare la coppia trasmessa al freno centrifugo 20. Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, il dispositivo limitatore di coppia 58 comprende un organo stazionario 60 fissato ad un'estremità dell'albero di supporto stazionario 14 preferibilmente, l'organo stazionario 60 ha un foro 62 a sezione quadra che impegna in modo non girevole l'albero di supporto stazionario 14, anch'esso con sezione quadra. Per il ritegno in senso assiale dell'organo stazionario 60 sull'albero 14 può anche essere prevista una graffa di ritegno 64 a forma di Ω. Come visibile in particolare nella figura 4, l'organo stazionario 60 del dispositivo limitatore di coppia 58 comprende una pluralità di bracci 66 deformabili elasticamente in direzione radiale. Preferibilmente, l'organo stazionario 60 è costituito da un corpo monolitico di materiale plastico stampato ad iniezione ed i bracci 66 si estendono a sbalzo in direzione tangenziale. Uno spazio libero 68 è previsto in corrispondenza di ciascun braccio 66, per consentire al braccio stesso dì deformarsi elasticamente in direzione radiale verso l'interno. I bracci deformabili elasticamente 66 dell'organo stazionario 60 cooperano con una dentatura interna 70 formata su una superficie cilindrica interna del manicotto 54. Preferibilmente, i bracci 66 hanno estremità 72 con una forma sostanzialmente a gancio formanti sedi entro cui sono alloggiati rispettivi perni 74 che cooperano con la dentatura 70. L'elasticità radiale dei bracci 66 ed il grado di interferenza fra i bracci 66 e la dentatura 70 sono determinati in modo da ottenere una coppia prestabilita di intervento del dispositivo 58. Quando la coppia che tende a far ruotare il manicotto 54 rispetto all'organo stazionario 60 è inferiore al livello di coppia prestabilito, il manicotto 54 rimane solidale al manicotto stazionario 60. Quando invece il manicotto 54 riceve una coppia attorno al proprio asse che supera il valore di coppia di intervento del dispositivo limitatore di coppia 58, il manicotto 54 ruota attorno al proprio asse rispetto all'organo stazionario 60. Durante tale movimento di rotazione, il dispositivo limitatore di coppia 58 funziona come una frizione a slittamento che dissipa una certa quantità di energia effettuando un'azione di frenatura che si oppone alla coppia che tende a far ruotare il manicotto 54 rispetto all'organo stazionario 60. Il manicotto 54 è libero di ruotare attorno al proprio asse rispetto al corpo 22 ed è trattenuto assialmente rispetto al corpo 22 da un coperchio 76 fissato al corpo 22. The roller blind device according to the present invention further comprises a torque limiting device 58 having the purpose of limiting the torque transmitted to the centrifugal brake 20. In the embodiment illustrated in the figures, the torque limiting device 58 comprises a stationary member 60 fixed to one end of the stationary support shaft 14 preferably, the stationary member 60 has a square section hole 62 which non-rotatably engages the stationary support shaft 14, also with square section. An Ω-shaped retaining clip 64 may also be provided for axially retaining the stationary member 60 on the shaft 14. As can be seen in particular in Figure 4, the stationary member 60 of the torque limiting device 58 comprises a plurality of arms 66 elastically deformable in the radial direction. Preferably, the stationary member 60 is constituted by a monolithic body of injection-molded plastic material and the arms 66 project in a tangential direction. A free space 68 is provided in correspondence with each arm 66, to allow the arm itself to deform elastically in a radial direction towards the inside. The elastically deformable arms 66 of the stationary member 60 cooperate with an internal toothing 70 formed on an internal cylindrical surface of the sleeve 54. Preferably, the arms 66 have ends 72 with a substantially hook shape forming seats within which respective pins 74 are housed. cooperate with the toothing 70. The radial elasticity of the arms 66 and the degree of interference between the arms 66 and the toothing 70 are determined in such a way as to obtain a predetermined intervention torque of the device 58. When the torque which tends to rotate the sleeve 54 with respect to the stationary member 60 is lower than the predetermined torque level, the sleeve 54 remains integral with the stationary sleeve 60. On the other hand, when the sleeve 54 receives a torque around its axis which exceeds the intervention torque value of the limiting device torque 58, the sleeve 54 rotates about its own axis with respect to the stationary member 60. During this movement In rotation, the torque limiting device 58 functions as a slipping clutch which dissipates a certain amount of energy by carrying out a braking action which opposes the torque which tends to cause the sleeve 54 to rotate with respect to the stationary member 60. sleeve 54 is free to rotate around its own axis with respect to the body 22 and is held axially with respect to the body 22 by a cover 76 fixed to the body 22.
Il funzionamento del dispositivo secondo la presente invenzione è il seguente. Quando 1'utilizzatore abbassa manualmente la tenda, il rullo 16 ruota in una prima direzione attorno all'albero stazionario 14. Il corpo 22 del freno centrifugo 20 ruota insieme al rullo 16 e trascina in rotazione i satelliti 44 del moltiplicatore di velocità epicicloidale 40. I satelliti 44 applicano una coppia che tende a far ruotare nella suddetta prima direzione l'elemento di supporto 42 del dispositivo moltiplicatore. Il dispositivo di azionamento unidirezionale 48 è disposto in modo da lasciare l'elemento di supporto 42 libero di ruotare rispetto al manicotto 54 nella prima direzione. In questo modo, il moltiplicatore di velocità 40 è "in folle" e non moltiplica la velocità dell'organo di uscita 38. La conseguenza di tutto ciò è che durante la fase di abbassamento della tenda le masse centrifughe 28 non eseguono un'azione frenante. The operation of the device according to the present invention is as follows. When the user manually lowers the blind, the roller 16 rotates in a first direction around the stationary shaft 14. The body 22 of the centrifugal brake 20 rotates together with the roller 16 and drives the satellites 44 of the planetary speed multiplier 40 into rotation. The satellites 44 apply a torque which tends to cause the support element 42 of the multiplier device to rotate in the aforementioned first direction. The unidirectional actuation device 48 is arranged so as to leave the support element 42 free to rotate with respect to the sleeve 54 in the first direction. In this way, the speed multiplier 40 is "in neutral" and does not multiply the speed of the output member 38. The consequence of all this is that during the lowering phase of the awning the centrifugal weights 28 do not perform a braking action .
Quando 1 'utilizzatore libera la tenda ·dalla posizione abbassata, il rullo 16 ruota sotto l'azione di richiamo della molla (non illustrata) in una seconda direzione, cioè nella direzione di avvolgimento della tenda sul rullo. Il corpo 22 impartisce una rotazione ai satelliti 44 nella seconda direzione. I satelliti tendono a far ruotare nella seconda direzione l'elemento di supporto 42. In questo caso, interviene il dispositivo di trasmissione unidirezionale 48 che blocca l'elemento di supporto 42 rispetto al manicotto 54. L'elemento di supporto 42 risulta quindi stazionario. In questa condizione il moltiplicatore epicicloidale 40 effettua una moltiplicazione della velocità di rotazione dell'organo di uscita 38 rispetto alla velocità di rotazione del corpo 22 . Le masse centrifughe 28 vengono quindi trascinate in rotazione dall'organo di uscita 38 e si espandono contro la superficie interna 26 dell'elemento anulare 24 effettuando un'azione frenante. La coppia di reazione necessaria per trattenere in posizione stazionaria l'elemento di supporto 42 passa attraverso il dispositivo limitatore di coppia 58. Se tale coppia supera il limite di intervento del dispositivo limitatore di coppia, il manicotto 54 ruota nella seconda direzione producendo una dissipazione di energia per effetto del movimento relativo della dentatura 70 rispetto ai denti deformabili elasticamente 66. Se il manicotto 54 ruota nella seconda direzione, il moltiplicatore di velocità 40 risulta "in folle" e non esegue una moltiplicazione di velocità. In questo modo si evita che un'eccessiva coppia di richiamo del rullo 16 nella direzione di avvolgimento produca una sollecitazione eccessiva del freno centrifugo. L'intervento del limitatore di coppia 58 ha un'energica azione frenante e riduce rapidamente il valore della coppia di richiamo. Non appena la coppia scende al di sotto del limite di intervento del dispositivo limitatore di coppia 58, il moltiplicatore di velocità 40 entra in funzione e la frenatura del rullo 16 viene eseguita dalle masse centrifughe 28. When the user releases the blind from the lowered position, the roller 16 rotates under the return action of the spring (not shown) in a second direction, that is, in the direction of winding of the blind onto the roller. The body 22 imparts a rotation to the satellites 44 in the second direction. The satellites tend to cause the support element 42 to rotate in the second direction. In this case, the one-way transmission device 48 intervenes which blocks the support element 42 with respect to the sleeve 54. The support element 42 is therefore stationary. In this condition, the planetary multiplier 40 carries out a multiplication of the rotation speed of the output member 38 with respect to the rotation speed of the body 22. The centrifugal masses 28 are then driven into rotation by the outlet member 38 and expand against the internal surface 26 of the annular element 24, carrying out a braking action. The reaction torque required to hold the support element 42 in a stationary position passes through the torque limiting device 58. If this torque exceeds the intervention limit of the torque limiting device, the sleeve 54 rotates in the second direction producing a dissipation of energy due to the effect of the relative movement of the toothing 70 with respect to the elastically deformable teeth 66. If the sleeve 54 rotates in the second direction, the speed multiplier 40 is "in neutral" and does not perform a speed multiplication. This prevents an excessive return torque of the roller 16 in the winding direction from causing excessive stress to the centrifugal brake. The intervention of the torque limiter 58 has a strong braking action and rapidly reduces the value of the return torque. As soon as the torque falls below the intervention limit of the torque limiting device 58, the speed multiplier 40 comes into operation and the braking of the roller 16 is performed by the centrifugal weights 28.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita dalle rivendicazioni che seguono. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the details of construction and the embodiments may be widely varied with respect to those described and illustrated, without thereby departing from the scope of the present invention as defined by the following claims.
In particolare, si intende che il dispositivo limitatore di coppia 58 potrebbe essere realizzato in modi diversi, fermo restando il fatto di realizzare un dispositivo che mantiene un elemento solidale all'albero 14 se la coppia che agisce su tale elemento è inferiore ad un limite prefissato e consente di libertà di movimento di tale elemento quando la coppia che agisce su di esso supera il valore limite prefissato. In particular, it is understood that the torque limiting device 58 could be made in different ways, without prejudice to the fact of providing a device which maintains an element integral with the shaft 14 if the torque acting on this element is lower than a predetermined limit. and allows freedom of movement of this element when the torque acting on it exceeds the predetermined limit value.
Claims (7)
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