ITTO980355A1 - Dispositivo rallentatore per una cerniera, in particolare per sportell i di cassetti porta-oggetti di veicoli. - 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 dispositivo rallentatore per una cerniera, in particolare per equipaggiare gli sportelli dei cassetti porta-oggetti dei veicoli. Più in generale, il dispositivo rallentatore dell'invenzione si presta a venire inserito tra due organi qualsiasi in rotazione relativa, qualora sia necessario frenare in modo controllato la loro rotazione.

E noto che in particolari applicazioni è necessario frenare il moto di rotazione relativa tra due elementi, in modo da mantenere lo stesso al di sotto di una prefissata velocità. Il caso più comune è quello degli sportelli di chiusura dei cassetti porta-oggetti dei veicoli: per esempio, allo scatto della serratura, alcuni sportelli vengono aperti automaticamente per azione di una molla, che viene caricata, nella fase di chiusura, dall’azione che l’utente esercita spingendo manualmente sullo sportello; in questo caso, il dispositivo rallentatore ha lo scopo di impedire una apertura violenta dello sportello sotto la spinta della molla. In altri casi, lo sportello viene sollevato manualmente dall’utente in fase di apertura e fino ad una posizione di fine corsa, di solito provvista di un arresto a scatto; ciò che si vuole ottenere, in questi casi, è di evitare una brusca ricaduta dello sportello nella posizione di chiusura (sotto leffetto del peso proprio e/o della spinta di una eventuale molla di contrasto) al momento del rilascio del meccanismo d’arresto.

I suddetti problemi vengono attualmente risolti mediante dispositivi rallentatori, che vengono montati sulle cerniere o collegati con l’organo in movimento, i quali esercitano una azione frenante controllata sul movimento di rotazione, in entrambi i versi (apertura e chiusura), oppure solamente nel verso in cui si svolge il movimento brusco, che potrebbe essere causa di pericolo per l’utente. Tali dispositivi sono essenzialmente di due tipi. Un primo tipo è costituito da frizioni (di solito meccaniche), normalmente costituite da elementi affacciati di frizione caricati da molle, destinati a sfregare durante il movimento da rallentare: in questo modo, parte dell’energia sviluppata nel movimento deve andare a vincere l’attrito tra gli elementi di frizione e, di conseguenza, la forza applicata all’elemento mobile viene considerevolmente ridotta, riducendo anche la sua accelerazione. Un secondo tipo di rallentatori noti sono costituiti da meccanismi idraulici, in cui uno o più ingranaggi, collegati con l’elemento mobile da rallentare, vengono fatti ruotare immersi in un fluido denso (per esempio olio siliconico).

Entrambi i tipi di dispositivo rallentatore sopra descritti presentano numerosi inconvenienti: entrambi sono costosi ed ingombranti e non si prestano ad essere integrati nella struttura della cerniera; i dispositivi a frizione, inoltre, sono meccanicamente complessi, possono essere a volte poco affidabili e sono soggetti a d usura; i dispositivi idraulici, per contro, possono andare soggetti a problemi di tenuta e, soprattutto, presentano un funzionamento variabile in funzione della temperatura ambiente (che varia la densità dell’olio, cambiando l’entità del rallentamento).

Scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo rallentatore che sia di costruzione semplice ed economica, di assolutamente ridotto ingombro, che sia integrabile con una cerniera, che sia affidabile e che non risenta delle variazioni di temperatura ambiente.

In base all’invenzione viene pertanto fornito un dispositivo rallentatore inseribile tra due elementi accoppiati per ruotare relativamente intorno ad un asse di incemieramento, detto dispositivo essendo in grado di opporsi al moto di rotazione in misura tale da rallentarlo in modo prefissato, caratterizzato dal fatto di comprendere:

- un supporto sostanzialmente cilindrico portato solidale da un primo di detti elementi accoppiati in rotazione, in posizione sostanzialmente coassiale all’asse di incemieramento;

- una molla elicoidale montata con interferenza sul supporto e terminante con una coppia di opposti bracci radiali, i quali si proiettano a sbalzo verso un secondo di detti elementi accoppiati in rotazione; ed

- una sede di ritenuta portata solidale dal detto secondo elemento e con la quale i bracci della molla si accoppiano a battuta, da banda opposta, per venire sollecitati dal secondo elemento, in conseguenza di una rotazione relativa di detti elementi intorno all’asse di incernieramento, a deformare la molla in senso tale da ridurre l’interferenza di montaggio della stessa sul supporto.

In particolare, la molla è montata calzata su una superficie laterale cilindrica di un perno avente diametro maggiore del diametro interno della molla in condizioni indeformate, ed il perno è fissato al primo elemento tramite un accoppiamento prismatico che ne impedisce la rotazione rispetto al primo elemento stesso.

In questo modo, quando i due elementi compiono una rotazione relativa, l’uno o l’altro dei due bracci della molla (a seconda del verso di rotazione relativa), che si accoppiano lateralmente in battuta con rispettive opposte facce della sede di ritenuta disposte sempre parallelamente alle tangenti a detta superficie laterale del perno, riceve una coppia di reazione diretta ad allargare elasticamente il diametro di avvolgimento della spirale definita da detta molla elicoidale.

Pertanto la molla, una volta allentata, può venire a sua volta trascinata in rotazione rispetto al perno, ma molto lentamente a causa del forte attrito interno generato dalla deformazione elastica, realizzando così il desiderato effetto frenante sul movimento relativo di rotazione tra i due elementi. L’azione frenante è proporzionale al diametro del filo in acciaio armonico con cui è realizzata la molla ed al rapporto tra diametro interno delle spire a riposo della molla e diametro esterno del perno su cui la molla è calzata, ovvero dell’entità dell’interferenza.

Il dispositivo secondo il trovato risulta pertanto di struttura estremamente semplice ed economica e facile da montare (è sufficiente infatti inserire la molla sul perno per deformazione evolvente ottenuta mediante un attrezzo), risulta attivo in entrambi i versi possibili di rotazione e risulta di ridotto ingombro e facilmente integrabile con una cerniera, il cui perno definente l’asse di cerniera può, per esempio, venire alloggiato attraverso il perno portante la molla, in modo da definire un unico gruppo cerniera rallentato. Inoltre, l’azione di rallentamento non è dipendente dalla temperatura ambiente, non vi sono problemi di perdite idrauliche ed il funzionamento è affidabile.

E’ infine evidente che il perno su cui viene avvolta la molla potrebbe anche non essere di forma cilindrica, ma potrebbe avere una forma prismatica, oppure ovale o ellittica, a patto che tale forma sia tale da consentire la deformazione e la conseguente rotazione relativa della molla.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla seguente descrizione non limitativa di un suo esempio di attuazione, dato a puro scopo esemplificativo, con riferimento alle figure del disegno annesso, nel quale:

- la figura 1 illustra schematicamente una vista in elevazione di un dispositivo rallentatore secondo il trovato montato integrato con una cerniera; e

- la figura 2 illustra una vista trasversale sezionata del dispositivo di figura 1 e della relativa cerniera.

Con riferimento alle figure 1 e2, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo rallentatore inseribile tra due elementi 2, 3 accoppiati per ruotare relativamente intorno ad un asse di incemieramento 4, e destinato, come si vedrà, ad opporsi a tale moto di rotazione in misura sufficiente a rallentarlo in modo prefissato; gli elementi 2, 3 possono essere due elementi qualsiasi mobili relativamente, per esempio uno sportello di chiusura di un vano d’accesso (per esempio ad un ripostiglio porta-oggetti di un veicolo), e uno stipite definente il citato vano, oppure possono essere parte di un dispositivo di incemieramento 10 (figura 2) per gli stessi, integrato con il dispositivo rallentatore 1, nel qual caso gli elementi 2, 3 sono definiti da una coppia di semi-cerniere (ad esempio, rispettivamente mobile e fissa) tra loro collegate in rotazione intorno all’asse di incemieramento 4 da un perno 5.

Secondo il trovato, il dispositivo 1 comprende un supporto 11 portato solidale da uno degli elementi 2,3 (nella fattispecie l’elemento 3), in posizione sostanzialmente coassiale con l’asse di incemieramento 4, una molla elicoidale 12 montata con interferenza sul supporto 11 e terminante con una coppia di opposti bracci radiali 13,14, i quali si proiettano a sbalzo verso l’altro elemento (nella fattispecie l’elemento 2), ed almeno una sede di ritenuta 15 portata solidale dall’elemento 2 e con la quale i bracci 13,14 della molla 12 si accoppiano a battuta, da banda opposta.

Nella fattispecie non limitativa illustrata, si suppone che l’elemento 2 sia l’elemento mobile (rotante intorno all’asse 4), mentre l’elemento 3 sia quello fisso, ma tutto quanto si descriverà si applica anche al caso opposto; inoltre, secondo quanto non limitativamente illustrato, il supporto Il e definito da un perno sostanzialmente cilindrico, delimitato da una superficie laterale esterna cilindrica 20 coassiale con l’asse 4, ma deve essere chiaro che qualsiasi supporto avente una estensione ed una simmetria sostanzialmente assiali può svolgere una funzione equivalente a quella del perno cilindrico 1 1.

La molla 12 è calzata ad interferenza, secondo l’invenzione, sulla superficie cilindrica 20 e viene realizzata a partire da un filo 21 di acciaio armonico per molle avente una sezione circolare di diametro prefissato, ripiegando il filo 21 avvolgendolo a spirale, in modo da definire con esso un elica (definente la molla 12) formata da una pluralità di spire ed avente, in condizioni indeformate, un diametro interno inferiore al diametro esterno del perno 11 in corrispondenza della superficie 20 dello stesso.

Sempre secondo l’invenzione, il perno Il e montato solidale sull’elemento 3, al quale è accoppiato angolarmente tramite rispettivi accoppiamenti prismatici definiti da sfacciature circonferenziali 22 ricavate su rispettive opposte estremità 23,24 del perno 11, le quali sono montate entro rispettive sedi prismatiche 25 coniugate ricavate di pezzo nell’elemento 3. Il perno 11 viene preferibilmente realizzato di stampaggio, in un unico pezzo, in un materiale plastico, oppure può essere realizzato in un materiale metallico.

I bracci 13 e 14 sono definiti da rispettive estremità ripiegate della molla 12, le quali si accoppiano lateralmente in battuta, ciascuna senza attraversare il piano di giacitura dell’elemento 2 (indicato con A in figura 2) con rispettive opposte facce 28,29 (figura 2) della/e sede/i di ritenuta 15; secondo la realizzazione più semplice possibile, la sede di ritenuta 15 per entrambi i bracci 13,14 è definita semplicemente dalle facce 28,29, che delimitano pure l’elemento 2 nel suo complesso, oppure possono essere presenti una o più sedi 15 (illustrate schematicamente a tratteggio), per esempio definite da concavità o apposite conformazioni dell’elemento 2, delimitate in parte dalle facce 28,29.

In ogni caso, secondo il trovato, le facce 28,29 sono ricavate in modo da risultare sempre disposte parallelamente alle tangenti alla superficie laterale esterna 20 del perno 11, in modo da venire fatte ruotare relativamente intorno all’asse 4, selettivamente in uno dei due versi indicati dalle frecce in figura 2, tutte le volte che vi è rotazione relativa tra gli elementi 2 e 3. In questo modo, in caso di rotazione oraria, la faccia 29 intercetta il braccio 14 trascinandolo con sé in rotazione, mentre la faccia 28 fa lo stesso con il braccio 13, ma solo nel caso di rotazione antioraria.

Nella fattispecie illustrata, infine, i due elementi 2,3 accoppiati in rotazione e definenti il dispositivo di incemieramento IO, sono tra loro collegati tramite il perno 5, il quale è portato fisso e angolarmente solidale, in modo noto, dall’elemento 2 (cosa evidenziata dal tratteggio nel medesimo senso - figura 2) e costituisce anche l’asse di incemieramento 4; il perno 5 è inserito passante e coassiale airintemo del perno o supporto 1 1, che risulta pertanto di conformazione tubolare, sostanzialmente cilindrico e libero di ruotare relativamente al perno 5, ovvero di rimanere fermo insieme con l’elemento 3 mentre il 2 ruota. Lo stesso risultato si ottiene se il perno 5 è anch’esso fisso (per esempio fa parte di pezzo del perno 1 1) e l’elemento 2 è accoppiato folle sul perno 5 tramite opportune sedi.

In ogni caso, grazie alla struttura descritta, il funzionamento del dispositivo rallentatore 1 (e del dispositivo di incemieramento rallentato 10, nel suo complesso) è il seguente.

Normalmente, la molla 12 è strettamente avvolta sul perno 12 e questo rende impossibile ogni rotazione relativa tra i due.

Quando l’elemento 2, o per effetto di una azione manuale esercitata dall’utente, o sotto la spinta di mezzi elastici o sotto l’azione del peso proprio, inizia a ruotare intorno all’asse 4 in uno qualsiasi dei due versi illustrati dalle frecce in figura 2, esso va a sollecitare uno dei due bracci 13,14, che a riposo giacciono in battuta contro le opposte facce 28,29 che, per quanto descritto, ruotano solidalmente all’elemento 2. Di conseguenza, sul braccio 13, 14 di volta in volta interessato (in funzione del verso di rotazione), viene applicata dall’elemento 2 una coppia di reazione tanto maggiore quanto è maggiore l’angolo di rotazione, e la quale è diretta ad allargare elasticamente il diametro di avvolgimento della spirale definita dalla molla elicoidale 12.

In altre parole, quindi, la coppia che viene trasmessa ai bracci 13,14, qualunque sia il verso di rotazione, tende a produrrei una deformazione elastica della molla 12 in senso tale da ridurre l’interferenza di montaggio della stessa sul supporto 11. In questo modo, la spirale formata. dalla molla 12 si “apre”, permettendo alla molla 12 di ruotare relativamente al perno 11, insieme con l’elemento 2. Tuttavia, l’energia richiesta per deformare elasticamente la molla 12 in misura sufficiente à permetterne la rotazione, dissipa buona parte dell’energia agente sull’elemento 2, cosicché il moto di quest’ultimo viene rallentato in modo tanto maggiore quanto maggiore erano l’interferenza iniziale ed è la forza elastica di torsióne assorbita dalla molla (funzione del diametro del filo 21) nel processo ci deformazione.

Lo stesso principio, secondo uria possibile variante non illustrata, si potrebbe applicare all’inverso, per esempio alloggiando ad interferenza una molla elicoidale in una sede cilindrica dalla quale escono i relativi bracci ed accoppiando questi con l’elemento mobile in modo che, a seguito della rotazione relativa, essi applichino sulla molla una coppia tale da chiudere elasticamente la spirale (ovvero ridurne il diametro). E’ chiaro, però, che la forma di realizzazione preferita descritta è molto più comoda da montare.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo rallentatore inseribile tra due elementi accoppiati per ruotare relativamente intorno ad un asse di incemieramento, detto dispositivo essendo in grado di opporsi al moto di rotazione in misura tale da rallentarlo in modo prefissato, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un supporto sostanzialmente cilindrico portato solidale da un primo di detti elementi accoppiati in rotazione, in posizione sostanzialmente coassiale all’asse di incemieramento; - una molla elicoidale montata con interferenza sul supporto e terminante con una coppia di opposti bracci radiali, i quali si proiettano a sbalzo verso un secondo di detti elementi accoppiati in rotazione; ed - una sede di ritenuta portata solidale dal detto secondo elemento e con la quale i bracci della molla si accoppiano a battuta, da banda opposta, per venire sollecitati dal secondo elemento, in conseguenza di una rotazione relativa di detti elementi intorno all’asse di incemieramento, a deformare la molla in senso tale da ridurre l’interferenza di montaggio della stessa sul suppòrto.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto supporto è costituito da un perno delimitato da una superficie laterale esterna cilindrica, sulla quale è calzata ad interferenza la detta molla elicoidale; il diametro interno dell’elica definita in condizioni indeformate da detta molla a spirale essendo inferiore al diametro esterno di dettò perno in corrispondenza di detta superficie laterale esterna dello stesso.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto perno è montato angolarmente solidale sul detto primo elemento accoppiato in rotazione tramite rispettivi accoppiamenti prismatici definiti da sfacciature circonferenziali ricavate su rispettive opposte estremità del perno, le quali sono montate entro rispettive sedi prismatiche coniugate del detto primo elemento.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che il detto perno è costruito di stampaggio, in un unico pezzo, in un materiale plastico, oppure è realizzato in un materiale metallico, mentre detta molla elicoidale è realizzata mediante piegatura ad elica di un filo di acciaio armonico, la cui sezione trasversale ha un diametro prefissato.
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che i detti bracci sono definiti da rispettive estremità ripiegate della detta molla, le quali si accoppiano lateralmente in battuta con rispettive opposte facce della sede di ritenuta disposte sempre parallelamente alle tangenti a detta superficie laterale esterna di detto perno, in modo da essere atte ad esercitare su almeno uno di detti bracci, in conseguenza di una rotazione relativa in un verso qualsiasi tra detti elementi accoppiati in rotazione, una coppia di reazione diretta ad allargare elasticamente il diametro di avvolgimento della spirale definita da detta molla elicoidale.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti due elementi accoppiati in rotazione sono tra loro collegati tramite un perno, costituente detto asse di incemieramento, inserito passante e coassiale all'interno di detto supporto sostanzialmente cilindrico.
7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti due elementi accoppiati in rotazione sono costituiti da una semi-cerniera fissa e da una semi-cerniera mobile, collegabili ad una porta o sportello e ad uno stipite di un rispettivo vano di accesso atto a venire aperto/chiuso dalla porta o sportello.
8. 8. Dispositivo di incemieramento, in particolare per uno sportello di chiusura di un vano porta-oggetti su una plancia di un veicolo, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una coppia di semi-cerniere tra loro collegate in rotazione da un asse di incemieramento, ed un dispositivo rallentatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.
9. 9. Dispositivo rallentatore sostanzialmente come descritto e come illustrato con riferimento al disegno annesso.