ITTO20011190A1 - Attuatore elettromagnetico utilizzabile come selettore di organi mobili - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

di Brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione è relativa ad un attuatore elettromagnetico utilizzabile vantaggiosamente come selettore altamente affidabile e di ridotto ingombro in macchine tessili, in particolare telai a jacquard.

E' noto che gli attuatori utilizzati sulle macchine tessili, ad esempio come selettori di azionamento per organi mobili, quali coltelli, spole, navette eccetera, sono generalmente di tipo pneumatico; infatti, le macchine tessili sono destinate ad operare in ambienti molto polverosi ed in cui vi un alto rischio di infiammabilità. Gli attuatori pneumatici, però, presentano il duplice inconveniente di essere relativamente lenti nella fase di selezione e di avere ingombro elevato. Questi inconvenienti sono particolarmente gravi nei telai a jacquard, ove gli elementi mobili da selezionare sono centinaia, tutti altamente impaccati in posizioni ravvicinate.

E' stato proposto pertanto l'utilizzo di attuatori elettromagnetici, che presentano il vantaggio di una maggiore velocità di selezione. Tuttavia, allo scopo di garantire l'assenza di scintillìi che potrebbero innescare incendi, gli attuatori elettromagnetici noti sono del tipo cosiddetto "a risucchio" in cui l'elemento mobile selettore è un perno che scorre in una sede di un corpo sostanzialmente stagno che contiene l'elettromagnete. Questa struttura comporta il duplice inconveniente di presentare un ingombro relativamente elevato e di essere soggetta facilmente ad inceppamenti, dovuti al deposito di particelle di polvere nella sede di scorrimento del perno selettore.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare a tutti gli inconvenienti descritti, fornendo un attuatore particolarmente adatto ad operare su macchine tessili per effettuare la selezione di organi mobili, che presenti al contempo elevata velocità di selezione, ridotti ingombri, elevata affidabilità ed assoluta sicurezza, non essendo sostanzialmente soggetto a scintillìi.

In base all'invenzione viene dunque fornito un attuatore elettromagnetico comprendente una base di fissaggio portante un elettromagnete, un equipaggio mobile comprendente un elemento selettore, e mezzi di supporto per detto equipaggio mobile, detti mezzi di supporto permettendo lo spostamento di detto equipaggio mobile tra due opposte posizioni operative; caratterizzato dal fatto che detto elettromagnete è conformato in modo da presentante una coppia di espansioni polari di polarità omologa; detto equipaggio mobile comprendendo un ancora realizzata in materiale ferromagnetico ed almeno un magnete permanente disposto in contatto con detta ancora, l'ancora risultando disposta con gioco in una sede definita tra detta coppia di espansioni polari di polarità omologa dell'elettromagnete, in modo che, in dette opposte posizioni operative, l'ancora è selettivamente attratta contro una di dette espansioni polari di polarità omologa.

I mezzi di supporto consistono in uno o due bracci elasticamente flessibili fissati solidali, da una parte a detto equipaggio-mobile e dalla parte opposta a detta base di fissaggio, dalla quale sporgono a sbalzo dalla banda di detto elettromagnete, oppure ad un organo fisso di una macchina tessile sulla quale l'attuatore dell'invenzione viene montato.

Nel primo caso, i bracci sono provvisti di pieghi ad S, in modo da permettere in uso la realizzazione di dispositivi selettori utilizzanti coppie di attuatori disposti con le basi di fissaggio contrapposte e con i rispettivi elementi selettori disposti tra loro da bande opposte, coassiali ed affiancati, così da presentare un ingombro estremamente ridotto.

Ad elettromagnete eccitato, l'ancora è attratta dall'una o dall'altra delle espansioni polari di polarità omologa con una forza sufficiente a flettere i bracci elastici per permettere lo spostamento dell'equipaggio mobile in direzione della espansione polare che attrae l'ancora, consentendo all'elemento selettore di posizionarsi in una prima posizione operativa prefissata, ad esempio di innesto. Invertendo la polarità della tensione, si invertirà la polarità delle espansioni polari di polarità omologa tra le quali è disposta l'ancora, producendo così lo spostamento dell'elemento selettore dell'equipaggio mobile in una seconda posizione operativa prefissata, ad esempio di disinnesto, opposta alla precedente.

In questo modo, è possibile selezionare le posizioni di innesto/disinnesto con assoluta sicurezza, in quanto queste dipendono solo dalla polarità della tensione applicata; inoltre, la struttura descritta assicura una corsa completa di innesto/disinnesto con un traferro estremamente ridotto, così da migliorare la velocità della fase di selezione; infine, la struttura dell'invenzione si presenta immune da inceppamenti causatili da sporcamente, dovuto a deposito di polveri, e non produce alcuno scintillio.

Un ulteriore vantaggio consiste infine in un elevato risparmio energetico rispetto ai dispositivi selettori elettromagnetici noti, reso possibile dal fatto che, una volta raggiunte le posizioni operative, non è più necessario mantenere l'elettromagnete eccitato per mantenere l'attuatore bloccato nella posizione raggiunta, in quanto la forza di attrazione determinata dal magnete permanente è sufficiente a contrastare la reazione elastica dei mezzi di supporto.

Ulteriori scopi e vantaggi dell'invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi di realizzazione non limitativi, fornita a puro scopo esemplificativo e con riferimento alle figure dei disegni annessi, nei quali:

la figura 1 illustra una vista laterale in elevazione, parzialmente sezionata, di un attuatore elettromagnetico realizzato secondo l'invenzione;

la figura 2 illustra una vista frontale in elevazione, in proiezione ortogonale, dell'attuatore di figura 1;

la figura 3 illustra schematicamente una possibile applicazione costruttiva di attuatori secondo le figure 1 e 2 su una macchina tessile; e

- le figure 4 e 5 illustrano schematicamente due possìbili varianti dell'attuatore dell'invenzione impiegate nella medesima applicazione costruttiva di figura 3.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 3, è indicato nel complesso con 1 un attuatore elettromagnetico comprendente un elemento selettore 2, e mezzi di supporto 3,4 per collegare una base di fissaggio 5, portante un elettromagnete 6, ad un equipaggio mobile 8 comprendente l'elemento selettore 2.

L'equipaggio mobile 8 (figure 1,2) comprende una ancora 10 per l'elettromagnete 6, realizzata in materiale ferromagnetico, ed almeno un magnete permanente 11 disposto in contatto con l'ancora 10; secondo la forma di esecuzione illustrata, l'equipaggio mobile 8 comprende un corpo 12 portante ad una propria prima estremità 13 rivolta verso l'elettromagnete 6, l'ancora 10 e definente, con una propria seconda estremità 14, opposta alla prima, una sede per l'alloggiamento dell'organo selettore 2. Entro l'estremità 13, il corpo 12 porta inoltre, inserito nella o incollato alla ancora 10, il magnete permanente 11.

Secondo la forma di realizzazione illustrata il corpo 12 è realizzato in materiale non ferromagnetico, nel quale è annegato/inserito un pacco di due elementi in materiale ferromagnetico formanti l'ancora 10, che serrano a sandwich il magnete 11; secondo una possibile variante non illustrata per semplicità, l'ancora 10 può essere anche realizzata in forma di un pacco lamellare composto da più lamierini magnetici nel quale è inserito/incollato il magnete 11.

L'elemento selettore 2 può essere realizzato con un materiale qualsiasi (anche ferromagnetico, tanto è isolato dall'ancora 10 per l'interposizione del corpo 12) ma di adeguata resistenza meccanica e durezza. Il corpo 12 viene però di preferenza realizzato in alluminio, lega leggera o in un materiale plastico sintetico, nel quale l'ancora 10 in materiale ferromagnetico, con il magnete 11 precedentemente piantato, e l'elemento selettore 2, possono venire -incorporati solidali di pezzo per costampaggio.

L'elettromagnete 6 comprende un nucleo 15 (figura 1) realizzato o mediante un pacco di lamierini 16, in parte illustrati a tratteggio, o come un elemento monolitico, in entrambi i casi realizzato in materiale ferromagnetico e conformato ad E, in modo che l'elettromagnete 6 presenta nel suo complesso una coppia di espansioni polari 18,20 di polarità omologa definite da un primo (19) e da un secondo (21) braccio laterale, opposti, del pacco di lamierini 16 ad E, mentre un braccio centrale 22 (illustrato a tratteggio - figura 1) del pacco di lamierini 16 ad E, disposto tra i bracci laterali 19,21, definisce una terza espansione polare 23 dell'elettromagnete, di polarità opposta a quella di delle espansioni polari 18,20 e porta avvolta una bobina 24 dell'elettromagnete 6.

Secondo il trovato, il braccio centrale 22 è più corto dei bracci laterali 19,21, tra loro simmetrici e di lunghezza identica, in modo da determinare tra gli stessi uno spazio vuoto definente una sede 25 per l'ancora 10, nella quale quest'ultima è disposta con gioco tra le espansioni polari 18,20. Sempre secondo il trovato, l'organo selettore 2 è costituito da un perno, preferibilmente cilindrico, montato sporgente dalla estremità 14, dalla parte di una prima delle espansioni polari 18,20 di polarità omologa dell'elettromagnete 6, nella fattispecie l'espansione polare 20, in modo da sporgere assialmente a sbalzo sull'esterno di quest'ultima.

In combinazione con le caratteristiche sopra definite, i mezzi di supporto 3,4 realizzati secondo il trovato permettono lo spostamento dell'equipaggio mobile 8 tra due opposte posizioni operative, illustrate come si vedrà in dettaglio più avanti, in figura 3; a tale scopo, i mezzi di supporto secondo il trovato consistono in una coppia di bracci 3,4 elasticamente flessibili, fissati solidali, ad una propria prima estremità 3a,4a alla base di fissaggio 5, dalla quale sporgono a sbalzo dalla banda dell'elettromagnete 6, e, ad una propria seconda estremità 3b,4b, sagomata a forcella, all'equipaggio mobile 8.

Le espansioni polari 18,20 di polarità omologa dell'elettromagnete 6 sono inoltre disposte tra i bracci 3,4 elasticamente flessibili con un gioco sostanzialmente pari, o maggiore, di quello a disposizione dell'ancora 10 nella sede 25 definita le espansioni polari 18,20 medesime.

In questo modo, ad elettromagnete 6 diseccitato, l'attuatore 1 si troverebbe teoricamente nella configurazione di riposo di figura 1, in cui i bracci elastici 3 e 4 sono indeformati e l'ancora 10 è sostanzialmente equidistante dalle espansioni polari 18,20. In realtà, in uso, l'attuatore 1, anche ad elettromagnete diseccitato si troverà sempre in una delle due posizione operative di fine corsa, a causa dell'attrazione esercitata comunque dal magnete 11.

In figura 3 è illustrato schematicamente un dispositivo selettore 100 per organi mobili 101 (noti) di una macchina tessile 102 per altro nota, ad esempio un telaio a jacquard, facente uso di una pluralità di coppie di attuatori elettromagnetici 1, una sola delle quali illustrata, rispettivamente indicati con la e lb.

In uso (figura 3), a seconda della polarità applicata all'elettromagnete 6, l'ancora 10 di ogni attuatore 1 si troverà selettivamente attratta dall'espansione polare o polo 20 (e simultaneamente respinta dalla espansione polare o polo 18 - figura 3 in basso, attuatore lb), oppure selettivamente attratta dal polo 18 e respinta dal polo 20 (figura 3 in alto, attuatore la); pertanto, tale attrazione selettiva produce sull'equipaggio mobile 8 una forza sufficiente a flettere i bracci 3,4 nella direzione appropriata, permettendo all'equipaggio mobile 8 ed al rispettivo elemento selettore 2 ad esso associato di spostarsi tra due posizioni operative opposte, appunto rappresentate in figura 3, una prima relativamente all'attuatore la ed una seconda relativamente all'attuatore lb, nelle quali l'ancora è selettivamente attratta contro una (18 e 20 rispettivamente) delle espansioni polari di polarità omologa dell'elettromagnete 6 e riposa sostanzialmente in battuta contro la stessa.

Una volta raggiunta tale posizione, è stato sperimentalmente riscontrato che non è più necessario mantenere l'elettromagnete eccitato, in quanto la forza di attrazione determinata dal magnete permanente dell'equipaggio mobile è sufficiente a contrastare la reazione elastica dei mezzi di supporto ed a mantenere quindi l'attuatore bloccato nella posizione raggiunta.

Per consentire un fissaggio agevole degli attuatori 1, la base di fissaggio 5 di ciascuno di essi alloggia almeno parzialmente il rispettivo elettromagnete 6 e può essere provvista di una pluralità (nella fattispecie illustrata, tre) di fori passanti 50, disposti tra loro ortogonali, per l'alloggiamento di organi di fissaggio (noti e non illustrati, ad esempio bulloni o rivetti) dell'attuatore 1 ad una macchina utilizzatrice, nella fattispecie la macchina tessile 102. Preferibilmente la base 5 può essere realizzata in una resina plastica sintetica ed ingloba solidale di pezzo l'elettromagnete 6, cosa ottenibile con una operazione di costampaggio.

In ciascun attuatore 1 secondo il trovato i bracci elasticamente flessibili 3 e 4 sono costituiti da lamine di acciaio armonico oppure sono realizzati di pezzo con la base 5, sempre in un materiale plastico sintetico di adeguate caratteristiche elastiche, e sono portati dalla base 5 di fissaggio disposti tra loro paralleli; essi, inoltre, presentano, in corrispondenza delle estremità 3b,4b rispettivi pieghi 30,40 ad S realizzati in modo che le estremità 3b,4b si trovano tra loro ravvicinate rispetto alle corrispondenti opposte estremità 3a,4a. Inoltre, in ciascun attuatore 1, l'equipaggio mobile 8, salvo il rispettivo elemento selettore 2, sporgente, si trova tutto disposto tra le estremità 3b,4b ravvicinate dei bracci 3,4.

In questo modo, nel dispositivo 100 di figura 3, ciascuna coppia di attuatori elettromagnetici la,lb può venire disposta nello spazio tra una coppia di elementi 103 fissi alla macchina tessile 102; gli elementi 103 sono, ad esempio, costituiti da rispettivi elementi strutturali di supporto del telaio a jacquard, oppure fanno parte di un elemento di "carrozzeria" portante ciascuna coppia di attuatori elettromagnetici 1a,1b e mediante il quale gli stessi vengono fissati solidali alla macchina tessile (telaio jaquard). _

In ogni caso, secondo il trovato gli attuatori la,lb sono montati con le rispettive basi 5 di fissaggio disposte contrapposte e fissate solidali agli elementi 103, in posizione tale che i rispettivi elementi selettori 2 sono disposti tra loro coassiali ed affiancati, ad impegnare da bande opposte rispettivi fori 104 passanti portati dagli elementi 103; oltre i fori 104 si trovano gli organi mobili (coltelli del telaio) 101 da selezionare, ciascuno dei quali ha una sede di impegnamento 105 per l'estremità libera del corrispondente elemento (perno cilindrico) 2.

Nella prima posizione operativa (attuatore la) il perno 2 risulta disimpegnato dalla sede 105 ed il rispettivo coltello 101 risulta pertanto libero di muoversi; nella seconda posizione operativa (attuatore lb), invece, il perno 2 risulta impegnato nella sede 105, bloccando il rispettivo coltello 101.

Con riferimento ora alle figure 4 e 5, nelle quali i dettagli simili od uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri, sono illustrate possibili varianti degli attuatori la,lb dell'invenzione, che differiscono da quanto precedentemente descritto per il fatto che i mezzi di supporto per gli equipaggi mobili 8 sono definiti, per ciascun attuatone, da uno o due bracci 110 elasticamente deformabili, preferibilmente realizzati in acciaio armonico, fissati ad una estremità ad un rispettivo equipaggio mobile 8 e all'estremità opposta ad un organo fisso 103 solidale alla macchina tessile 102, ad esempio mediante una vite 111 (figura 4). In particolare ciascun braccio 110 è vincolato a sbalzo ad un elemento fisso 103 della macchina tessile 102 che porta anche la corrispondente base 5 di fissaggio dell'attuatore, da banda opposta a quest'ultima e sporgente verso la stessa.

Inoltre, le rispettive basi 5 di fissaggio possono venire disposte contrapposte (figura 4), come nell'esempio di applicazione di figura 3, oppure venire disposte affiancate (figura 5} grazie all'ingombro ridotto di tale soluzione con bracci 110 separati dalle basi 5. In tutti ì casi i perni 2 risultano però sempre montati coassiali ed affiancati da bande opposte.

Infine, è anche possibile (figura 5) sostituire i bracci 110 con mezzi di supporto costituiti da mezzi di guida a scorrimento 120 (indicati a tratteggio), ricavati sulle basi 5 impegnati da rispettivi pattini (noti e non illustrati) portati solidali dagli equipaggi mobili 8.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Attuatore elettromagnetico (1) per una macchina tessile, comprendente una base di fissaggio (5) portante un elettromagnete (6), un equipaggio mobile (8) comprendente un elemento selettore (2), e mezzi di supporto (3,4) per l'equipaggio mobile, detti mezzi di supporto permettendo lo spostamento di detto equipaggio mobile tra due opposte posizioni operative; caratterizzato dal fatto che detto elettromagnete (6) è conformato in modo da presentante una coppia di espansioni polari (18,20) di polarità omologa; detto equipaggio mobile comprendendo un ancora (10) realizzata in materiale ferromagnetico ed almeno un magnete permanente (11) disposto in contatto con detta ancora, l'ancora risultando disposta con gioco in una sede (25) definita tra detta coppia di espansioni polari di polarità omologa dell'elettromagnete, in modo che, in dette opposte posizioni operative, l'ancora (10) è selettivamente attratta contro una di dette espansioni polari (18,20) di polarità omologa.
2. 2. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elettromagnete (6) comprende un nucleo (15) realizzato in materiale ferromagnetico (16) e conformato ad E; dette espansioni polari di polarità omologa essendo definite da un primo e da un secondo braccio laterale (19,21), opposti, del nucleo ad E, mentre un braccio centrale (22) del nucleo ad E, disposto tra detti bracci laterali, definisce una terza espansione polare dell'elettromagnete, di polarità opposta a quella di detta coppia di espansioni polari di polarità omologa e porta avvolta una bobina (24) di detto elettromagnete; detto braccio centrale (22) essendo più corto di detti primo e secondo braccio laterale (19,21), in modo da determinare tra gli stessi uno spazio vuoto definente detta sede (25) per l'ancora (10).
3. 3. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto equipaggio mobile (8) comprende un corpo (12) portante, ad una prima estremità (13) rivolta verso detto elettromagnete, detta ancora (10); detta prima estremità portando, inserito in o incollato su detta ancora, detto magnete permanente (11); e, ad una seconda estremità (14) opposta alla prima, una sede per l'alloggiamento di detto organo selettore (2).
4. 4. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto organo selettore è costituito da un perno (2) montato sporgente da detta sede definita da detta seconda estremità (14) di detto corpo dell'equipaggio mobile, dalla parte di una prima (20) di dette espansioni polari di polarità omologa dell'elettromagnete, in modo da sporgere assialmente a sbalzo sull'esterno di quest'ultima.
5. 5. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta base di fissaggio (5) alloggia almeno parzialmente detto elettromagnete.
6. 6. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta base di fissaggio (5) è provvista di una pluralità di fori passanti (50), disposti tra loro ortogonali, per l'alloggiamento di organi di fissaggio dell'attuatore ad una macchina utilizzatrice.
7. 7. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto consistono in una coppia di bracci (3,4) elasticamente flessibili fissati solidali, ad una propria prima estremità (3a,4a), a detta base di fissaggio, dalla quale sporgono a sbalzo dalla banda di detto elettromagnete; e, ad una propria seconda estremità (3b,4b), a detto equipaggio mobile; detto elettromagnete (18,20) essendo disposto tra detti bracci (3,4) elasticamente flessibili con un gioco sostanzialmente pari, o maggiore, di quello a disposizione di detta ancora (10) nella sede (25) definita tra dette espansioni polari di polarità omologa.
8. 8. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti bracci elasticamente flessibili (3,4) sono portati dalla detta base di fissaggio disposti tra loro paralleli, e presentano, in corrispondenze delle dette proprie seconde estremità (3b,4b) rispettivi pieghi (30,40) ad S realizzati in modo che dette seconde estremità di detti bracci elasticamente flessibili si trovano ravvicinate rispetto alle corrispondenti prime estremità (3a,4a).
9. 9. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto equipaggio mobile (8), salvo per detto elemento selettore (2), si trova tutto disposto tra dette seconde estremità (3b,4b) dei bracci elasticamente flessibili.
10. 10. Dispositivo (100) di selezione per macchine tessili (102), comprendente almeno una coppia di attuatori elettromagnetici (la,lb) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, detta coppia di attuatori elettromagnetici essendo disposta nello spazio tra una coppia di elementi fissi (103) alla macchina tessile, con le rispettive dette basi (5) di fissaggio montate solidali a detti elementi fissi alla macchina tessile, in posizione tale che i rispettivi elementi selettori (2) della detta coppia di attuatori elettromagnetici sono disposti tra loro coassiali ed affiancati, ad impegnare da bande opposte rispettivi fori (104) passanti di detti elementi fissi alla macchina tessile oltre i quali si trovano rispettivi organi mobili (101) della macchina tessile da selezionare tramite impegno/disimpegno con gli elementi selettori degli attuatori.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto consistono in almeno un braccio (110) elasticamente flessibile per ciascuna detta base (5) di fissaggio, vincolato a sbalzo ad un detto elemento fisso (103) alla macchina tessile portante la corrispondente detta base (5) di fissaggio, da banda opposta a quest'ultima e sporgente verso la stessa.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che le rispettive dette basi (5) di fissaggio sono disposte contrapposte.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che le rispettive dette basi (5) di fissaggio sono disposte affiancate.
14. 14. Macchina tessile (102), in particolare telaio jacquarci, utilizzante una pluralità di dispositivi selettori secondo una delle rivendicazioni da 10 a 13.