ITVR20120117A1 - Dispositivo di connessione elettrica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Dispositivo di connessione elettrica"

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 un primo gruppo di connettori elettrici statici, associati alla struttura fissa della macchina, ed un gruppo di connettori elettrici rotanti, associati alla parte mobile della macchina.

In particolare, i connettori elettrici mobili sono costituiti da una serie di elementi anulari (generalmente realizzati in materiale metallico) accostati tra di loro ed opportunamente isolati l'uno con l'altro. Ciascun elemento anulare presenta una superficie cilindrica interna a cui è impegnato un rispettivo morsetto di connessione elettrica per l'alimentazione degli organi elettromeccanici della parte mobile della macchina (cabina di comando).

Gli elementi anulari accoppiati tra di loro definiscono un unico corpo tubolare opportunamente montato su un telaio girevole attorno all'asse longitudinale del corpo tubolare stesso.

I connettori elettrici statici sono invece costituiti da una serie di elementi a pinza, vincolati su un telaio di sostegno impegnato alla parte fissa della macchina.

Ciascun elemento a pinza è associato ad un rispettivo elemento anulare per definire una connessione elettrica. In particolare, ogni elemento a pinza presenta una coppia di bracci di supporto, ciascuno dei quali presentante una prima estremità di sostegno di un elemento di contatto strisciante (generalmente denominato spazzola), ed una seconda estremità ancorata al telaio di sostegno. La spazzola è appoggiata sulla superficie esterna cilindrica dell'elemento anulare in modo tale da definire un passaggio elettrico anche durante la rotazione dell'elemento anulare.

Inoltre, gli elementi a pinza presentano rispettivi cavi elettrici che connettono le spazzole con rispettivi morsetti supportati in corrispondenza della seconda estremità dei bracci. Tali morsetti permettono di associare elettricamente un generatore di alimentazione della parte fissa della macchina ai cavi elettrici, in modo tale da trasferire energia elettrica alla spazzola e quindi all'elemento anulare.

Ancora, ciascun braccio dell'elemento a pinza presenta una molla di richiamo atta a mantenere l'elemento a pinza sempre aderente all'elemento anulare. In altre parole, la molla mantiene sempre aderente la spazzola disposta sull'estremità del braccio contro la superficie esterna dell'elemento anulare. In questo modo viene sempre garantita la connessione elettrica tra il connettore elettrico statico ed il connettore elettrico mobile .

I dispositivi di connessione elettrica sopra descritti presentano tuttavia un importante inconveniente, principalmente derivato dalla complessità strutturale del gruppo di connettori elettrici statici.

Si noti infatti che per ciascun connettore elettrico fisso è predisposto un numero elevato di componenti che definiscono l'intero elemento a pinza.

La presenza della molla di richiamo, dei cavi elettrici di collegamento, dei bracci di sostegno e di tutti gli organi di collegamento tra i bracci ed il telaio, definiscono pertanto una struttura complessa, di ingombri e costi di realizzazione elevati.

Va altresì considerato che le operazioni di manutenzione sul dispositivo sono particolarmente complesse data proprio la complessità strutturale definita dall'elevato numero di componenti di ogni singolo elemento a pinza. In questo contesto, lo scopo della presente invenzione è proporre un dispositivo di connessione elettrica che sia esente dagli inconvenienti riscontrati nella tecnica nota .

In particolare, scopo della presente invenzione è realizzare un dispositivo di connessione elettrica che sia strutturalmente semplice e quindi di ingombri e costi contenuti.

In maggiore dettaglio, scopo della presente invenzione è realizzare un dispositivo che sia in grado di ridurre al minimo il numero di componenti utilizzati per realizzare la connessione elettrica tra i connettori mobili ed i connettori statici.

II 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 prospettica e parzialmente in esploso del dispositivo di connessione in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 mostra una vista prospettica ed in esploso di una parte costruttiva del dispositivo di figura 1; e - la figura 3 mostra una vista in sezione trasversale della parte costruttiva illustrata in figura 2.

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

Il dispositivo 1 comprende almeno un primo connettore 2 ed almeno un secondo connettore 3, elettricamente collegati tra loro ed almeno uno dei quali mobile rispetto all'altro.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende una pluralità di primi connettori 2, reciprocamente accostati ed impegnati tra di loro a definire un corpo tubolare 4. Tale corpo tubolare 4 è girevole attorno ad un rispettivo asse longitudinale in modo noto e pertanto non descritto ed illustrato nel dettaglio.

II dispositivo 1 comprende inoltre una pluralità di secondi connettori 3, anch'essi reciprocamente accostati in modo tale da essere elettricamente associati ai corrispondenti primi connettori 2. Con particolare riferimento alla figura 1 si noti che i secondi connettori 3 sono accoppiati in maniera alternata attorno al corpo tubolare 4. In altre parole, due primi connettori 2 adiacenti sono in contatto elettrico con due rispettivi secondi connettori 3 disposti l'uno da parte opposta all'altro. In questo modo, vengono definite due colonne 5 di secondi connettori 3, per rendere l'intero dispositivo 1 maggiormente compatto e meno ingombrante. Si noti, inoltre, che i primi ed i secondi connettori 2, 3 possono essere disposti all'interno di un corpo scatolare 6, parzialmente illustrato in figura 1, per isolare il dispositivo 1 dall'ambiente esterno.

Con riferimento alle figure 2 e 3, si noti che ciascun primo connettore 2 comprende un corpo anulare 7, realizzato in materiale elettricamente conduttivo quale ad esempio metallo, e definente una superficie esterna cilindrica 7a accoppiata al rispettivo secondo connettore 3, nel modo che sarà meglio chiarito in seguito.

Il corpo anulare 7 presenta inoltre una superficie interna cilindrica 7b associata ad un morsetto 8 di collegamento elettrico ad una utenza. Vantaggiosamente, il morsetto 8 viene collegato in modo noto ad una utenza (non illustrata in quanto non facente parte della presente invenzione) a cui deve essere trasferita energia elettrica. Ad esempio, nel caso di utilizzo del presente dispositivo 1 per le macchine a cabina di comando rotante, il morsetto 8 viene collegato alle apparecchiature elettriche disposte nella cabina di comando.

Con riferimento alla figura 1, il primo connettore 2 comprende, inoltre, un corpo di supporto 9, realizzato in materiale elettricamente isolante, ed associato alla superficie interna 7b del corpo anulare 7. Tale corpo di supporto 9 presenta conformazione sostanzialmente anulare e presenta rispettivi elementi di aggancio 9a accoppiabili a perni di collegamento 10a di un supporto rotante 10, atto ad impartire la rotazione di tutti i primi connettori 2. Come viene illustrato in figura 1, il supporto rotante 10 presenta tre perni di collegamento 10a estendentisi lungo lo sviluppo longitudinale del corpo tubolare 4 e ciascuno dei quali inserito in una rispettivo elemento di aggancio 9a del corpo di supporto 9. I primi connettori 2 risultano essere accostati l'uno all'altro sul supporto rotante 10 ed opportunamente isolati l'uno dall'altro mediante isolanti di tipo noto e pertanto non descritti ed illustrati nel dettaglio. Vantaggiosamente, il supporto rotante 10 è ancorato a parti meccaniche girevoli, ad esempio la cabina di comando di una macchina.

Con particolare riferimento alle figure 2 e 3, si noti che ciascun secondo connettore 3 comprende una porzione di sostegno 11 realizzata in materiale elettricamente conduttivo. Preferibilmente, la porzione di sostegno 11 è costituita da un filo metallico 12. Vantaggiosamente, il materiale utilizzato per il filo metallico è una lega di rame-berillio.

Va specificato che il materiale utilizzato per il filo metallico 12 presenta anche caratteristiche di deformazione elastica, per utilizzare il filo 12 stesso come molla di accoppiamento al citato corpo anulare 7. La porzione di sostegno 11 comprende almeno una prima estremità 14 atta a sostenere un elemento di contatto strisciante 13, ed una seconda estremità 15 ancorata ad un telaio di sostegno 16 dei secondi connettori 3.

In maggiore dettaglio, la porzione di sostegno 11 presenta sviluppo sostanzialmente ad "U" definente due prime estremità 14, parallele o lievemente divergenti, e ciascuna delle quali associata ad un rispettivo elemento di contatto strisciante 13. In questa situazione, si noti che la seconda estremità 15 della porzione di sostegno 11 è interposta tra le due prime estremità 14 e si estende trasversalmente allo sviluppo delle prime estremità 14.

Il primo connettore 2 è pertanto alloggiato in un'area definita tra le prime estremità 14 e la seconda estremità 15 della porzione di sostegno (figura 3).

L'elemento di contatto strisciante 13 è costituito da una spazzola, appoggiata alla superficie esterna 7a del rispettivo corpo anulare 7. Vantaggiosamente, durante la rotazione dei primi connettori 2, la superficie esterna 7a del corpo anulare 7 striscia sulla spazzola in modo tale da definire sempre un contatto di passaggio elettrico. L'elemento di contatto strisciante 13 è infatti realizzato in materiale elettricamente conduttivo ed è accoppiato direttamente sul filo metallico 12. Di conseguenza, viene garantito il passaggio elettrico tra il primo ed il secondo connettore 2, 3 per mezzo dell'elemento di contatto strisciante 13 e del filo metallico 12.

Inoltre, si noti che il corpo anulare 7 è accoppiato a due elementi di contatto 13 disposti sulle prime estremità 14 della rispettiva porzione di sostegno 11. Tali elementi di contatto 13 sono disposti in corrispondenza di punti diametralmente opposti del corpo anulare 7.

Vantaggiosamente, le caratteristiche elastiche del filo 12 permettono di mantenere sempre aderenti gli elementi 13 di ciascuna porzione di sostegno 11 sul rispettivo corpo anulare 7.

Infatti, le prime estremità 14 sono deformate elasticamente e calzate attorno al corpo anulare 7 per premere i rispettivi elementi di contatto strisciante 13 sulla superficie esterna cilindrica 7a del corpo anulare 7 stesso.

La seconda estremità 15 del filo metallico 12 è associata ad un morsetto di collegamento 17, atto ad essere elettricamente associato ad un organo di alimentazione elettrica non illustrato e descritto in quanto di tipo noto e non facente parte della presente invenzione. L'organo di alimentazione elettrica è generalmente costituito da un generatore disposto nella parte fissa della macchina. Di conseguenza, la corrente elettrica in entrata dal morsetto 17 viene trasferita attraverso il filo metallico 12 all'elemento di contatto 13 e quindi al corpo anulare 7.

La porzione di sostegno 11, costituita dal filo metallico 12, comprende inoltre mezzi di accoppiamento 18 interposti tra ciascun elemento di contatto strisciante 13 e la porzione di sostegno 11 stessa. In dettaglio, i mezzi di accoppiamento 18 presentano una porzione 19, sagomata a "C" ed atta a contenere un rispettivo elemento di contatto 13. Si noti che la porzione 19 e l'elemento di contatto 13 presentano fori passanti 20, coassiali e coincidenti, all'interno dei quali può essere inserita la prima estremità 14 del filo 12.

In questo modo, l'elemento di contatto 13 e la rispettiva porzione 19 sagomata a "C" risultano essere impegnate e scorrevoli lungo la prima estremità 14. I mezzi di accoppiamento 18 comprendono inoltre una vite 21 di fissaggio e regolazione dell'elemento di contatto 13 sulla rispettiva prima estremità 14.

Tale vite 21, preferibilmente costituita da un grano, è avvitata all'interno della porzione 19 per interferire con un tratto terminale della prima estremità 14 del filo 12 (figura 3).

Ciascun secondo connettore 3 comprende inoltre un elemento di aggancio 22 per impegnare la porzione di sostegno 11 al citato telaio di sostegno 16.

In particolare, l'elemento di aggancio 22 è realizzato in materiale elettricamente isolante, preferibilmente plastica e presenta conformazione sostanzialmente a parallelepipedo definente una superficie superiore 22a. Su tale superficie 22a è ricavata una sede 23 sostanzialmente controsagomata alla forma ed alle dimensioni della seconda estremità 15 della porzione di sostengo 11, costituita dal filo metallico 12. In questo modo, la seconda estremità 15 della porzione di sostegno 11 risulta essere alloggiata ed ancorata all'interno di tale sede 23.

L'elemento di aggancio 22 presenta, inoltre, almeno una apertura passante 24, preferibilmente due aperture 24 accostate, ciascuna delle quali atta a ricevere un'asta 25 del telaio di sostegno 16.

In particolare, come viene illustrato in figura 1, il telaio 16 presenta due coppie di aste 25, disposte da parti opposte rispetto al corpo tubolare 4, e ciascuna delle quali definente la colonna 5 di secondi connettori 3. Le aste 25 sono a loro volta vincolate ad una flangia di sostegno, non illustrata e non descritta in quanto di tipo noto, associata alla parte fissa della macchina. In questo modo, i secondi connettori 3 risultano essere calzati ed accostati l'uno all'altro su una coppia di aste 25.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 risulta essere strutturalmente semplice in quanto costituito da un limitato numero di componenti.

Tale vantaggio è derivato dal fatto che la sola porzione di sostegno 11, costituita dal filo metallico 12, è realizzata in materiale che consente il passaggio di corrente elettrica ed allo stesso tempo è elastica per premere gli elementi di contatto 13 sul primo connettore 2. In altre parole, il solo filo metallico 12 ha la triplice funzione di sostenere gli elementi di contatto 13, di trasferire l'energia elettrica e di attuare una azione a molla.

Di conseguenza, vengono eliminati i componenti meccanici previsti per ogni singola funzione di connettore elettrico, supporto e molla.

Di conseguenza, l'intero dispositivo 1 risulta essere meno complesso, di ingombri e costi contenuti.

Inoltre, i mezzi di accoppiamento 18 permettono di intervenire in maniera semplice e veloce nelle operazioni di regolazione e manutenzione dei soli elementi di contatto strisciante 13. Tale vantaggio è dato proprio dal fatto che gli elementi di contatto 13 non sono impegnati direttamente ed in maniera stabile su un rispettivo braccio, ma vengono montati e regolati sull'estremità 14 del filo 12 per mezzo dei citati mezzi di accoppiamento 18.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di connessione elettrica, comprendente: almeno un primo connettore (2) ed almeno un secondo connettore (3), elettricamente collegati tra loro ed almeno uno dei quali mobile rispetto all'altro; detto secondo connettore (3) presentando almeno un elemento di contatto strisciante (13) associato al primo connettore (2) per definire detto collegamento elettrico tra il primo ed il secondo connettore (2, 3), ed una porzione di sostegno (11) avente una prima estremità (14) associata a detto elemento di contatto (13) ed una seconda estremità (15) ancorata ad un telaio di sostegno (16), caratterizzato dal fatto che detta porzione di sostegno (11) è realizzata in materiale elettricamente conduttivo per permettere il passaggio di corrente dalla rispettiva seconda estremità (15) a detto elemento di contatto strisciante (13).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta porzione di sostegno (11) comprende un filo metallico (12).
3. 3. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta porzione di sostegno (11) è realizzata in materiale elasticamente deformabile.
4. 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta porzione di sostegno (11) presenta sviluppo sostanzialmente ad "U" definente due prime estremità (14), ciascuna delle quali associata ad un rispettivo elemento di contatto strisciante (13).
5. 5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo connettore (3) comprende inoltre mezzi di accoppiamento (18) interposti tra ciascun elemento di contatto strisciante (13) e la porzione di sostegno (11); detti mezzi di accoppiamento (18) presentando una vite (21) di fissaggio e regolazione dell'elemento di contatto (13) sulla rispettiva prima estremità (14).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta seconda estremità (15) della porzione di sostegno (11) è interposta tra le due prime estremità (14); detta seconda estremità (15) essendo associata ad un morsetto (IV) di collegamento elettrico ad un organo di alimentazione elettrica.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta seconda estremità (15) della porzione di sostegno (11) si estende trasversalmente allo sviluppo delle prime estremità (14); detto primo connettore (2) essendo disposto in un'area definita tra le prime estremità (14) e la seconda estremità (15) della porzione di sostegno (11).
8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo connettore (2) comprende un corpo anulare (7) realizzato in materiale elettricamente conduttivo e presentante una superficie esterna cilindrica (7a) scorrevole su detti elementi di contatto strisciante (13) ed una superficie interna cilindrica (7b) associata ad un morsetto (8) di collegamento elettrico ad una utenza.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che dette prime estremità (14) sono deformate elasticamente per premere i rispettivi elementi di contatto strisciante (13) sulla superficie esterna cilindrica (7a) del corpo anulare (7).
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo connettore (3) comprende inoltre un elemento di aggancio (22) per impegnare detta porzione di sostegno (11) a detto telaio di sostegno (16); detto elemento di aggancio (22) essendo realizzato in materiale elettricamente isolante.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta seconda estremità (15) della porzione di sostegno (11) è ancorata all'interno di una sede (23) ricavata in detto elemento di aggancio (22).
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che detto telaio di sostegno (16) comprende almeno un'asta (25) inseribile in una apertura (24) ricavata in detto elemento di aggancio (22) per vincolare stabilmente il secondo connettore (3).
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un supporto rotante (10), associato a detto corpo anulare (7) per ruotare il corpo (7) stesso attorno ad un rispettivo asse centrale.
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 12 o 13, caratterizzato dal fatto di comprendere: una pluralità di primi connettori (2), reciprocamente accostati l'uno all'altro ed impegnati a detto supporto rotante (10); ed una pluralità di secondi connettori (3), reciprocamente accostati l'uno all'altro ed impegnati al telaio di sostegno (16).