ITVR20110227A1 - Dispositivo di connessione elettrica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Dispositivo di connessione elettricaâ€

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di connessione elettrica.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di connessione elettrica di tipo rotante, generalmente denominato “giunto rotante†, atto a connettere elettricamente due elementi tra di loro girevoli.

Come noto, i giunti rotanti vengono per lo più utilizzati nelle apparecchiature mobili, quali ad esempio le macchine a cabina di comando rotante, per trasmettere la corrente tra la cabina di comando e gli attuatori meccanici montati su una parte fissa della macchina. Tali dispositivi di connessione sono generalmente costituiti da una porzione scatolare, all’interno della quale à ̈ parzialmente inserita una porzione tubolare. L’accoppiamento tra la porzione scatolare e la porzione tubolare avviene mediante opportuni organi di movimentazione, quali cuscinetti di rotolamento per rendere le due porzioni rotanti tra di loro. In questo modo, almeno una delle due porzioni rimane fissa mentre l’altra à ̈ libera di ruotare attorno ad un rispettivo asse longitudinale.

La porzione scatolare definisce internamente un vano di alloggiamento di un rispettivo connettore atto ad essere accoppiato a terminali elettrici (cavi elettrici). In questa situazione, i cavi, passando attraverso una apposita apertura di passaggio ricavata sulla porzione scatolare, vengono accoppiati al connettore elettrico il quale risulta essere solidale alle pareti interne del vano di alloggiamento.

La porzione tubolare presenta una estremità inserita nel vano e dotata anch’essa di un rispettivo connettore elettrico atto ad essere accoppiato a cavi elettrici passanti all’interno della porzione tubolare stessa.

Vantaggiosamente, i connettori della porzione tubolare e della porzione scatolare sono in contatto tra di loro, per garantire la connessione elettrica permettendo comunque un moto relativo tra le due porzioni. Generalmente, la connessione elettrica avviene mediante opportuni contatti striscianti ancorati alla porzione scatolare ed uniti ai cavi elettrici passanti attraverso il vano di contenimento. Ogni contatto à ̈ appoggiato su un rispettivo disco coassiale alla porzione tubolare ed attivato elettricamente dal rispettivo cavo elettrico passante all’interno della porzione tubolare.

In questo modo, viene garantito il passaggio di corrente tra i rispettivi connettori.

La porzione scatolare à ̈ generalmente realizzata in almeno due parti, opportunamente collegate mediante giunzioni (preferibilmente piane) connesse tra loro tramite viti (in seguito denominate “giunzioni a vite†) in modo da definire il citato vano di contenimento.

Preferibilmente, il vano di contenimento non à ̈ completamente sigillato per permettere l’eventuale fuoriuscita di gas all’esterno del corpo scatolare. Infatti, nel caso in cui i giunti rotanti vengono utilizzati in ambienti pericolosi, vale a dire in presenza di gas infiammabili (idrogeno e/o acetilene), à ̈ possibile che tali gas penetrino all’interno del vano di contenimento. Pertanto, al fine di evitare che la porzione scatolare possa esplodere (se chiusa ermeticamente), vengono realizzate delle fessure di evacuazione dei gas di combustione.

In altre parole, se all’interno della porzione scatolare avviene un’esplosione interna, i gas di combustione generati nel vano di contenimento vengono evacuati all’esterno attraverso le citate fessure. Tali fessure sono ricavate tra le parti che compongono la porzione scatolare ed in particolare in coincidenza delle giunzioni a vite. In questa situazione, le due parti non sono accoppiate a tenuta ermetica ma definiscono le citate fessure di passaggio dei gas.

I dispositivi di connessione elettrica sopra descritti presentano tuttavia importanti inconvenienti.

Un primo inconveniente à ̈ dato dal fatto che nel caso di combustione interna alla porzione scatolare, generata dai citati gas infiammabili che penetrano nel vano di contenimento, i gas combusti che fuoriescono attraverso le fessure rischiano di innescare ulteriori esplosioni anche all’esterno del giunto rotante.

Tale inconveniente à ̈ principalmente legato alle alte temperature presentate dai gas combusti che escono dalla porzione scatolare che, data proprio l’alta temperatura, comportano il rischio di ulteriori esplosioni.

Un ulteriore importante inconveniente à ̈ dato dalle dimensioni della porzione tubolare la quale può contenere cavi elettrici solamente di dimensioni predefinite.

Infatti, date le esigenze di mantenere l’intero giunto rotante di dimensioni contenute, l’utilizzo di cavi elettrici di elevate dimensioni in sezione trasversale, comporta necessariamente la sostituzione dell’intero dispositivo opportunamente dimensionato per permettere il passaggio nella porzione tubolare di tali cavi.

In questo contesto, lo scopo della presente invenzione à ̈ disporre di un dispositivo di connessione elettrica che sia esente dagli inconvenienti riscontrati nella tecnica nota.

In particolare, scopo della presente invenzione à ̈ realizzare un dispositivo di connessione elettrica che sia in grado di evitare eventuali esplosioni nell’ambiente circostante.

In maggiore dettaglio, scopo della presente invenzione à ̈ realizzare un dispositivo che sia in grado di raffreddare i gas combusti uscenti dal dispositivo stesso.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo di connessione versatile ed utilizzabile con cavi elettrici di qualsiasi dimensione, senza necessariamente provvedere all’intera sostituzione del dispositivo.

Il compito tecnico precisato e lo scopo specificato sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di connessione elettrica comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un dispositivo di connessione elettrica, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 illustra una vista in sezione longitudinale del dispositivo di connessione in accordo con la presente invenzione; e

- la figura 2 mostra una vista prospettica ed in esploso del dispositivo illustrato in figura 1.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 Ã ̈ stato complessivamente indicato un dispositivo di connessione elettrica secondo la presente invenzione.

In particolare, il dispositivo 1 comprende un corpo scatolare 2 definente internamente un rispettivo vano di contenimento 3 di un primo connettore elettrico 4.

Il primo connettore elettrico 4 Ã ̈ costituito da una serie di contatti striscianti 5, ciascuno dei quali elettricamente collegato ad un rispettivo cavo elettrico (non illustrato in figura in quanto non facente parte della presente invenzione), mediante sistemi di accoppiamento elettrico di tipo noto e pertanto non ulteriormente descritti.

I cavi elettrici si sviluppano all’interno del corpo scatolare 2 attraverso una serie di aperture passanti 6 ricavate sul corpo scatolare 2 stesso.

Il primo connettore elettrico 4 risulta essere inoltre solidale al corpo scatolare 2 ed ancorato alla superficie interna definente il vano di contenimento 4. Vantaggiosamente, con particolare riferimento alla figura 2 si noti che il corpo scatolare 2 presenta conformazione sostanzialmente cilindrica ed à ̈ costituito da una porzione cilindrica 7, un corpo anulare 8 ed un elemento di chiusura 9.

In maggiore dettaglio, la porzione cilindrica 7 presenta una prima estremità 7a sulla quale à ̈ ricavata una apertura 10, ed una seconda estremità 7b, opposta alla prima, avente profilo circolare. L’apertura 10 presenta una superficie interna filettata 11 meglio visibile nella vista in sezione di figura 1. Analogamente, anche la seconda estremità 7b della porzione cilindrica 7 presenta una superficie esterna parzialmente filettata 12.

Il corpo anulare 8 presenta conformazione sostanzialmente circolare e definisce una prima estremità 8a coassialmente accoppiata alla seconda estremità 7b della porzione cilindrica 7, ed una seconda estremità 8b opposta alla prima 8a.

In particolare, si noti che il corpo anulare 8 presenta in corrispondenza della prima e della seconda estremità 8a, 8b rispettive superfici interne filettate 13. In questo modo, la superficie esterna filettata 12 della seconda estremità 7b della porzione cilindrica 7 à ̈ avvitata alla superficie interna filettata 13 della prima estremità 8a del corpo anulare 8 (figura 1).

L’elemento di chiusura 9 presenta conformazione sostanzialmente discoidale definente un profilo piano, ed à ̈ accoppiato alla seconda estremità 8b del corpo anulare 8 per chiudere il corpo scatolare 2 definendo il citato vano di alloggiamento 3.

In particolare, l’elemento di chiusura 9 presenta un bordo periferico circolare 9a impegnato alla seconda estremità 8b del corpo anulare 8.

Il bordo periferico 9a dell’elemento di chiusura 9 presenta una superficie esterna parzialmente filettata 14 ed avvitata alla superficie interna filettata 13 della seconda estremità 8b del corpo anulare 8.

Il dispositivo 1 comprende inoltre mezzi di connessione 15 interposti tra l’apertura 10 ricavata nella porzione cilindrica 7 ed un elemento cavo 16 per accoppiare girevolmente l’elemento cavo 16 al corpo scatolare 2. In particolare, i mezzi di connessione 15 presentano un manicotto tubolare 17 avente una superficie esterna cilindrica parzialmente filettata 18, atta ad essere avvitata alla superficie interna filettata 11 dell’apertura 10.

In questo modo, il manicotto 17 risulta essere impegnato all’interno dell’apertura 10 e solidale al corpo scatolare 2. Preferibilmente, per ancorare stabilmente il manicotto 17 al corpo scatolare 2, viene avvitato sulla superficie esterna cilindrica filettata 18 del manicotto 17 anche un anello filettato 18a.

Inoltre, il manicotto 17 presenta un condotto interno 17a di alloggiamento dell’elemento cavo 16 avente dimensione corrispondente alla dimensione dell’elemento cavo 16 stesso.

Ancora, il manicotto 17 presenta in corrispondenza del citato condotto interno 17a una serie di cuscinetti di rotolamento 19 per rendere l’elemento cavo 16 girevolmente associato all’interno del manicotto 17.

Preferibilmente, il manicotto 17 presenta in corrispondenza del citato condotto interno 17a due corone di cuscinetti di rotolamento 19 disposte l’una in fianco all’altra e coassiali tra loro.

Infatti, in questa situazione si noti che l’elemento cavo 16 presenta una superficie esterna cilindrica in contatto strisciante con una superficie interna cilindrica del manicotto 17. Vantaggiosamente, il manicotto 17 presenta una ampiezza del condotto interno 17a variabile in funzione delle dimensioni dell’elemento cavo 16.

Pertanto, nel caso in cui deve essere utilizzato un elemento cavo 16 avente differenti dimensioni, il corpo scatolare 2 viene mantenuto e viene sostituito solamente il manicotto 17.

Con riferimento alla figura 1, si noti che l’elemento cavo 16 à ̈ parzialmente inserito nel vano di contenimento 3 ed à ̈ dotato di un secondo connettore elettrico 20 girevolmente accoppiato al primo connettore elettrico 4. Preferibilmente, l’elemento cavo 16 presenta conformazione sostanzialmente tubolare per permettere il passaggio interno di rispettivi cavi elettrici (non illustrati in quanto non facenti parte della presente invenzione).

Il secondo connettore elettrico 20 presenta una serie di dischi anulari 21 coassialmente impegnati tra loro e calettati ad una estremità dell’elemento cavo 16 disposta nel vano di contenimento 3. Ogni disco 21 à ̈ connesso elettricamente ad un rispettivo cavo elettrico e presenta una superficie esterna associata ai citati contatti 5.

In questo modo, durante la rotazione relativa tra l’elemento cavo 16 e il corpo scatolare 2, i contatti 5 strisciano sui dischi 21 garantendo comunque un passaggio di corrente tra i cavi inseriti nel corpo scatolare 2 ed i cavi inseriti nell’elemento cavo 16. Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende inoltre almeno un primo canale di passaggio 22 per mettere in comunicazione di fluido il vano di contenimento 3 con l’ambiente esterno.

Il primo canale di passaggio 22 à ̈ preferibilmente definito tra i mezzi di connessione 15 e l’apertura 10 del corpo scatolare 2 e presenta un profilo tortuoso per definire un percorso di raffreddamento di un fluido in uscita dal vano di contenimento 3.

In altre parole, il primo canale di passaggio 22 consente la fuoriuscita di fluidi, quali ad esempio gas dal vano di contenimento 3 verso l’esterno. Il percorso tortuoso che definisce tale canale 22 comporta un passaggio prolungato del gas in uscita dal vano 3 il quale viene raffreddato proprio a seguito della permanenza prolungata del gas all’interno del canale 22. Più in particolare, il primo canale di passaggio 22 à ̈ definito tra la filettatura della superficie esterna cilindrica 18 del manicotto 17 e la filettatura della superficie interna 11 dell’apertura 10.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 presenta almeno un secondo canale di passaggio 23 per mettere in comunicazione di fluido il vano di contenimento 3 con l’ambiente esterno.

Come illustrato in figura 1, il secondo canale di passaggio 23 à ̈ ricavato tra la seconda estremità 7b della porzione cilindrica 7 e la prima estremità 8a del corpo anulare 8.

In particolare, il secondo canale di passaggio 23 Ã ̈ definito tra la filettatura della superficie esterna 12 della porzione cilindrica 7 e la filettatura della superficie interna 13 del corpo anulare 8. Pertanto, anche il secondo canale di passaggio 23 presenta un profilo tortuoso per definire un secondo percorso di raffreddamento di un fluido in uscita dal vano di contenimento 3.

Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende inoltre almeno un terzo canale di passaggio 24 per mettere in comunicazione di fluido il vano di contenimento 3 con l’ambiente esterno. Il terzo canale di passaggio 24 à ̈ definito tra il bordo periferico 9a dell’elemento di chiusura 9 e la seconda estremità 8b del corpo anulare 8.

Anche in questo caso, il terzo canale di passaggio 24 presenta un profilo tortuoso per definire un terzo percorso di raffreddamento di un fluido in uscita dal vano di contenimento. Infatti, anche in questo caso il terzo canale di passaggio 24 Ã ̈ ricavato tra la filettatura del bordo periferico 14 e la filettatura della superficie interna 13 del corpo anulare 8.

I tre canali di passaggio 22, 23, 24 consentono quindi la fuoriuscita dei gas combusti mediante percorsi predefiniti aventi un particolare profilo ondulato. In questo modo, in caso di esplosione all’interno del corpo scatolare, i gas estremamente caldi evacuano lungo tali percorsi tortuosi (ondulati) definiti dalle varie filettature, stazionando per un periodo prolungato tra le filettature stesse. Tale stazionamento consente quindi di raffreddare i gas riportandoli alla temperatura dell’ambiente esterno. Di conseguenza, vengono evitati eventuali inneschi di esplosioni dovuti proprio all’alta temperatura dei gas combusti all’interno del corpo scatolare 2.

Un ulteriore importante vantaggio à ̈ dato dalla presenza del manicotto 17 avvitabile al corpo scatolare 2 il quale viene sostituito nel caso in cui debba essere utilizzato un elemento cavo di differente dimensione. In questo modo, il dispositivo 1 viene adattato a cavi elettrici di differenti dimensioni sostituendo solamente l’elemento cavo 16 ed il rispettivo manicotto 17 senza sostituire l’intero corpo scatolare 2.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di connessione elettrica comprendente: - un corpo scatolare (2) definente un vano di contenimento (3) e presentante un primo connettore elettrico (4) disposto all’interno del vano di contenimento (3) e solidale al corpo scatolare (2); - un elemento cavo (16), parzialmente inserito in detto vano di contenimento (3) e presentante un secondo connettore elettrico (20) girevolmente accoppiato a detto primo connettore elettrico (4); e - mezzi di connessione (15) interposti tra un’apertura (10) ricavata nel corpo scatolare (2) e detto elemento cavo (16) per accoppiare girevolmente l’elemento cavo (16) al corpo scatolare (2); ed almeno un primo canale di passaggio (22) per mettere in comunicazione di fluido il vano di contenimento (2) con l’ambiente esterno; caratterizzato dal fatto che detto primo canale di passaggio (22) presenta un profilo tortuoso per definire un percorso di raffreddamento di un fluido in uscita dal vano di contenimento (3).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto primo canale di passaggio (22) Ã ̈ definito tra detti mezzi di connessione (15) e detta apertura (10) del corpo scatolare (2).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di connessione (15) comprendono un manicotto tubolare (17) presentante una superficie esterna cilindrica parzialmente filettata (18) ed avvitata ad una superficie interna filettata (11) dell’apertura (10) del corpo scatolare (2); detto primo canale di passaggio (22) essendo definito tra la filettatura della superficie esterna cilindrica (18) del manicotto (17) e la filettatura della superficie interna (11) dell’apertura (10).
4. 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un secondo canale di passaggio (23) per mettere in comunicazione di fluido il vano di contenimento (3) con l’ambiente esterno; detto secondo canale di passaggio (23) presentando un profilo tortuoso per definire un secondo percorso di raffreddamento di un fluido in uscita dal vano di contenimento (3).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto corpo scatolare (2) comprende: una porzione cilindrica (7), avente una prima estremità (7a) sulla quale à ̈ definita detta apertura (10) ed una seconda estremità (7b) opposta alla prima (7a) avente profilo circolare; un corpo anulare (8), avente una prima estremità (8a) coassialmente accoppiata alla seconda estremità (7b) della porzione cilindrica (7) ed una seconda estremità (8b) opposta alla prima (8a); detto secondo canale di passaggio (23) essendo definito tra la seconda estremità (7b) della porzione cilindrica (7) e la prima estremità (8a) del corpo anulare (8).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta seconda estremità (7b) della porzione cilindrica (7) presenta una superficie esterna parzialmente filettata (12) ed avvitata ad una superficie interna filettata (13) della prima estremità (8a) del corpo anulare (8); detto secondo canale di passaggio (23) essendo definito tra la filettatura della superficie esterna (12) della porzione cilindrica (7) e la filettatura della superficie interna (12) del corpo anulare (8).
7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un terzo canale di passaggio (24) per mettere in comunicazione di fluido il vano di contenimento (3) con l’ambiente esterno; detto terzo canale di passaggio (24) presentando un profilo tortuoso per definire un terzo percorso di raffreddamento di un fluido in uscita dal vano di contenimento (3).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente quando dipendente dalla rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detto corpo scatolare (2) comprende inoltre un elemento di chiusura (9) avente conformazione sostanzialmente discoidale e presentante un bordo periferico (9a) circolare accoppiato alla seconda estremità (8b) di detto corpo anulare; detto terzo canale di passaggio (24) essendo definito tra il bordo periferico (9a) dell’elemento di chiusura (9) e la seconda estremità (8b) del corpo anulare (8).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto bordo periferico (9a) dell’elemento di chiusura (9) presenta una superficie esterna parzialmente filettata (14) ed avvitata ad una superficie interna filettata (13) della seconda estremità (8b) del corpo anulare (8); detto terzo canale di passaggio (24) essendo definito tra la filettatura (14) del bordo periferico (9a) e la filettatura della superficie interna (13) del corpo anulare (8).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto elemento cavo (16) presenta conformazione sostanzialmente tubolare e dal fatto che detto manicotto tubolare (17) presenta un condotto interno (17a) di alloggiamento dell’elemento cavo (16) avente dimensione corrispondente alla dimensione dell’elemento cavo (16).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto elemento cavo (16) presenta una superficie esterna cilindrica in contatto strisciante con una superficie interna cilindrica del manicotto (17); detto manicotto (17) presentando una ampiezza del condotto interno (17a) variabile in funzione delle dimensioni di detto elemento cavo (16).