ITTO20000617A1 - Dispositivo attuatore elettromeccanico. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo attuatore elettromeccanico"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo attuatore elettromeccanico, utilizzabile in particolare, ma non esclusivamente, per il comando di un dispositivo di innesto e cambio di velocità del cestello portabiancheria di una macchina lavatrice e/o asciugatrice.

Lo scopo della presente invenzione è di realizzare un dispositivo attuatore elettromeccanico perfezionato, realizzabile in modo semplice ed economico, in particolare con l 'impiego di un unico dispositivo a comando elettrico.

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un dispositivo attuatore elettromeccanico comprendente

una struttura di supporto stazionaria;.

un organo attuatore mobile rispetto a detta struttura, atto a compiere uno spostamento di attuazione in un senso ed uno spostamento di ritorno o liberazione in senso opposto;

un motore elettrico connesso a detta struttura ed includente una parte rotorica suscettibile, per effetto di una energizzazione dello statore e contro l'azione di mezzi elastici, di traslare da una prima ad una seconda posizione assiale, di riposo e rispettivamente di lavoro;

una trasmissione ad ingranaggi accoppiata all'organo attuatore e suscettibile di accoppiarsi a rotazione con detta parte rotorica del motore quando questa è nella posizione assiale di lavoro, per provocare uno spostamento di attuazione dell'organo attuatore;-e

un dispositivo di arresto comprendente un organo mobile di ritegno atto ad assumere una condizione inattiva ed una condizione attiva in cui consente e rispettivamente impedisce uno spostamento di ritorno di detto organo attuatore;

detto organo di ritegno essendo operativamente accoppiato a detta parte rotorica del motore in modo tale per cui esso è atto ad assumere la condizione inattiva e rispettivamente la condizione attiva quando detta parte rotorica assume la posizione di riposo e rispettivamente la posizione di lavoro.

Nel dispositivo attuatore elettromeccanico secondo l'invenzione il motore elettrico., che vantaggiosamente è un motore elettrico sincrono, con la sua parte rotorica funge anche da attuatore lineare per il controllo del dispositivo di arresto, senza richiedere a tale scopo un apposito attuatore a comando elettrico ad esempio del tipo a solenoide.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista parziale in pianta di un dispositivo attuatore elettromeccanico secondo 1'invenzione ;

la figura 2 è una vista parziale sezionata secondo la linea II-II della figura 1;

la figura 3 è una vista analoga a quella presentata nella figura 2 e mostra il dispositivo attuatore in una differente condizione operativa;

la figura 4 è una vista analoga a quella presentata nella figura 1, e mostra il dispositivo attuatore in un'altra condizione operativa; e

la figura 5 è una vista parziale sezionata secondo la linea V-V della figura 4.

Nella figura 1 con 1 è complessivamente indicato un dispositivo attuatore elettromeccanico secondo 1'invenzione.

Tale dispositivo comprende una struttura di supporto 2 che nella realizzazione esemplificativamente illustrata comprende una piastra 3, da cui si estende inferiormente un mantello 4 essenzialmente anulare (figure 2 e 3).

La porzione della piastra 3 intorno alla quale si estende il mantello 4 presenta un'apertura indicata con 5.

All'interno del mantello 4, alla piastra 3 è fissato un motore elettrico, complessivamente indicato con 6. Tale motore è ad esempio un motore sincrono in corrente alternata e comprende uno statore 7 che circonda un rotore a magneti permanenti complessivamente indicato con 8. Nella realizzazione specificamente illustrata, il rotore 8 è assialmente cavo, ed è montato girevole ed assialmente scorrevole rispetto ad un albero fisso 9 ancorato alla carcassa 10 del motore. Il rotore 8 comprende in particolare un'appendice tubolare di estremità 11 provvista esternamente, nella sua zona intermedia, di un pignone 12.

Da parte opposta all'appendice tubolare 11, il rotore 8 presenta una cavità assiale 13 nella quale, intorno all'albero fisso 9, è disposta una molla elicoidale 14 che tende a sospingere 1'intero rotore 8 assialmente in direzione della piastra 3 ovvero verso l'alto per chi osservi le figure 2 e 3.

Alla radice della porzione tubolare di estremità 11, il rotore 8 presenta una porzione 15 che si estende parzialmente nell'apertura 5 della piastra 3.

L'estremità libera della porzione tubolare 11 del rotore 8 reca un puntale spingitore 16, le cui funzioni saranno descritte nel seguito.

Il motore elettrico 6 è realizzato, in modo per sé noto, in modo tale per cui la sua parte rotorica 8 è suscettibile, per effetto dell'energizzazione dello statore 7 e contro 1'azione della molla 14, di traslare assialmente da una prima posizione, di riposo, mostrata nella figura 2, ad una seconda posizione assiale, di lavoro, mostrata ad esempio nelle figure 3 e 5. Quando lo statore 7 è disenergizzato, la molla 14 dispone e poi mantiene il rotore 8 nella posizione di riposo (figura 2).

Dalla faccia della piastra di supporto 3 opposta al mantello 4 si estende una pluralità di elementi di supporto, essenzialmente paralleli fra loro, indicati con i numeri da 17 a 21 nelle figure 2, 3 e 5.

L'elemento di supporto 17 è essenzialmente un perno intorno al quale è montata girevole ed assialmente traslabile una ruota dentata 31.

Gli elementi di supporto 18, 19, 20 e 21 presentano rispettive porzioni di radice prismatiche, e rispettive porzioni terminali cilindriche fungenti da perni per rispettive ruote dentate 32, 33, 34 e 35.

La ruota dentata 31 presenta una corona di denti inferiore 31a atta, come meglio verrà descritto nel seguito, ad ingranare nel funzionamento con il pignone 12 del rotore del motore elettrico 6. La ruota dentata 31 presenta inoltre una seconda corona di denti 31b, di diametro ridotto, suscettibile di ingranare, come verrà meglio descritto nel seguito, con una corona di denti inferiore 32a della ruota dentata 32. Quest'ultima presenta inoltre una seconda corona dentata 32b, di diametro ridotto, che ingrana stabilmente con una corona dentata inferiore 33a della ruota dentata 33.

A sua volta la ruota dentata 33 presenta una corona superiore di denti 33b, di diametro ridotto, che ingrana permanentemente con la corona dentata superiore 34a della ruota dentata 34. Quest'ultima presenta inoltre una corona dentata inferiore 34b, di diametro ridotto, che ingrana con una cremagliera 40 (figure 1 e 4) di un organo attuatore complessivamente indicato con 50.

L'organo attuatore 50 è montato traslabile rispetto alla struttura di supporto 2 ed è in particolare atto a compiere uno spostamento di attuazione nel verso della freccia A della figura 1, ed uno spostamento di ritorno o liberazione nel senso opposto, cioè nel verso della freccia B della figura 4 .

L'organo attuatore 50 può essere in particolare collegato, mediante un elemento di trasmissione quale ad esempio una fune metallica, ad un dispositivo di innesto e cambio di velocità associato al cestello portabiancheria di una macchina lavatrice.

La ruota dentata 31 appoggia su un ramo o braccio di una leva 36 montata girevole in un piano parallelo alla piastra 3 intorno ad un perno (37) solidale a tale piastra (figura 1).

Nella realizzazione illustrata il perno 37 si estende attraverso un'asola 38 realizzata in una porzione intermedia dell'organo attuatore 50. Tale organo attuatore presenta un'ulteriore asola 39, in cui si estende un'ulteriore perno 41 allineato al perno 37 secondo la direzione di traslazione prevista per l'organo attuatore 50.

Ritornando alla leva 36, questa presenta un ramo o braccio 36a che si estende fra due pioli 51 e 52 che si protendono inferiormente da una porzione intermedia dell'organo di attuazione 50. La leva 36 presenta un ulteriore ramo 36b, opposto al ramo 36a, che si estende in parte sotto la ruota dentata 31. La porzione del ramo 36b della leva 36 che si estende sotto la ruota dentata 31 presenta uno spessore circonferenzialmente differenziato, a guisa di profilo a camma.

Nella figura 1 l'organo di attuazione 50 è mostrato nella posizione di fine corsa raggiunta al termine di uno spostamento di ritorno o liberazione. A partire da tale posizione l'organo attuatore 50 può essere spostato (come verrà descritto nel seguito) nel senso della freccia A, per raggiungere la posizione di fine corsa mostrata nella figura 4, corrispondente alla posizione terminale di uno spostamento di attuazione, ovvero la posizione di partenza per uno successivo spostamento di ritorno o liberazione.

Quando l'organo attuatore 50 si approssima alla posizione mostrata nella figura 4, il suo piolo 51 incontra e poi sospinge il ramo o braccio 36a della leva 36, provocando l'oscillazione di tale leva e la sua disposizione nella posizione mostrata nella figura 4. Analogamente, nel passaggio dalla posizione mostrata nella figura 4 a quella mostrata nella figura 1, l'organo attuatore 50, verso la fine della corsa di ritorno, con il suo piolo 52 incontra e poi sospinge il ramo o braccio 36a della leva 36 nella posizione operativa mostrata nella figura 1.

All'estremità del braccio 36b della leva 36 è connessa un'estremità di una molla 43, l'altra estremità della quale è vincolata alla struttura di supporto 2. Tale molla consente di stabilizzare la leva 36 nell'una e nell’altra posizione operativa mostrate nelle figure 1 e 4.

Come si è accennato in precedenza, il braccio 36b della leva 36 presenta un profilo a spessore variabile, sul quale appoggia la ruota dentata 31. Detto profilo è realizzato in modo tale per cui quando la leva 36 è nella posizione mostrata nella figura 1, la ruota dentata 31 è mantenuta assialmente sollevata, in una posizione in cui la sua corona di denti 31b è accoppiata ovvero ingrana con la corona di denti 32a dell'adiacente ruota dentata 32, come è mostrato nelle figure 2 e 3.

Quando la leva 36 è invece disposta nella posizione operativa nella figura 4, il profilo di camma del suo braccio 36b consente la discesa della ruota dentata 31 verso una posizione assialmente abbassata, in cui la sua corona di denti 3la è disaccoppiata dal pignone 12 del rotore del motore elettrico 6 (figura 5).

Convenientemente, sebbene non necessariamente, intorno al perno 17, fra la ruota dentata 31 ed un coperchio 61 (parzialmente illustrato nelle figure 2, 3 e 5 e fissato in modo per sé noto alla struttura di supporto 2) è disposta una molla 60 che tende a sospingere la ruota dentata 31 verso la piastra 3 ed a stabilizzarne la posizione nella condizione di disaccoppiamento mostrata nella figura 5.

La ruota dentata 35 è una ruota che presenta superiormente una corona di denti triangolari 35a, sagomati come denti di sega, ed inferiormente una corona di denti radiali 35b che ingrana con una corona di denti intermedia 31c della ruota dentata 31.

Con 70 nei disegni è indicata una lamina elasticamente flessibile. Nella realizzazione esemplificativamente illustrata tale lamina 70 ha una forma in generale essenzialmente a guisa di V (figure 1 e 4). La lamina 70 ha un ramo 70a fissato alle sue estremità a due sostegni 71 e 72 che si estendono dalla piastra 3 della struttura di supporto 2. La lamina 70 presenta un secondo ramo 70b che si estende a sbalzo dal sostegno 72, sino al di sopra della ruota dentata 35. L'estremità libera del ramo 70b della lamina 70 reca inferiormente un dente triangolare 73, atto ad incunearsi nell'interspazio definito tra due denti adiacenti della corona di denti frontali della ruota dentata 35.

Come meglio si vede nelle figure 2 e 3, il puntale di estremità 16 associato al rotore 8 del motore elettrico 6 è suscettibile, nella condizione disattivata di tale motore e dunque nella condizione sollevata del rotore 8, di mantenere il ramo 70b della lamina 70 in una condizione sollevata, in cui il dente o nottolino 73 è disimpegnato dalla corona di denti frontali della ruota dentata 35. Quando, a seguito dell'energizzazione del motore 6, il rotore 8 viene attratto magneticamente verso il basso contro l'azione della molla 14, il ramo 70b della lamina 70 si abbassa per elasticità propria ed il dente o nottolino 73 si impegna fra due denti contigui della ruota dentata 35, come è mostrato nelle figure 3 e 5. In tale condizione, il nottolino 73 consente la rotazione della ruota dentata 75 in un verso (antiorario per chi osserva le figure 1 e 4) ma impedisce la rotazione di tale ruota nel senso contrario .

Il dispositivo sopra descritto funziona nel modo seguente.

A riposo, ovvero nella condizione disattivata, il dispositivo attuatore 1 assume la configurazione mostrata nelle figure 1 e 2. In tale condizione il motore elettrico 6 non è energizzato, ed il suo rotore 8 è nella posizione assiale sollevata di riposo in cui il suo pignone 12 è disaccoppiato dalla dentatura 3la della ruota dentata 31, ed il suo puntale dì estremità 16 mantiene il nottolino 73 portato dalla lamina 70 in posizione sollevata e disimpegnata dalla dentatura frontale della ruota 35. Inoltre, in tale condizione, la leva 36 con il suo braccio o ramo 36b mantiene la ruota dentata 31 nella posizione sollevata di accoppiamento.

Quando il motore elettrico 6 viene energizzato, il suo rotore 8 viene attratto assialmente verso il fondo della carcassa 10 contro l'azione della molla 14. Tale rotore si porta dunque nella posizione mostrata nella figura 3, in cui il suo pignone 12 ingrana con la corona 3la della ruota dentata 31, ed il suo puntale di estremità 16 consente l'impegno del nottolino 73 fra due denti frontali contigui della ruota dentata 35. La rotazione del rotore 8 determina quindi la rotazione della ruota dentata 31, che rappresenta la ruota di ingresso della trasmissione {comprendente le ruote dentate 32, 33 e 34) che, accoppiata alla cremagliera 40, consente di determinare la traslazione dell'organo attuatore 50 nel verso indicato dalla freccia A nella figura 1. La rotazione della ruota dentata 31 determina altresì la rotazione della ruota a denti frontali 35, nel senso consentito dal nottolino 73.

Lo spostamento di attuazione dell'organo 50 prosegue sino al raggiungimento della posizione di fine corsa mostrata nella figura 4. Come già descritto in precedenza, in prossimità del raggiungimento di tale posizione di fine corsa il piolo 51 dell'organo attuatore 50 impegna e provoca la rotazione della leva 36, che va a disporsi nella posizione mostrata nelle figure 4 e 5. Di conseguenza, la ruota dentata 31 si abbassa lungo il perno 17, sotto l'azione del peso proprio e della molla 60, e assume la posizione mostrata nella figura 5. In tale condizione la ruota dentata 31 è disaccoppiata dal pignone 12 del rotore del motore elettrico 6.

Nella condizione mostrata nella figura 5 la ruota dentata 31 è comunque ancora in impegno con la dentatura radiale inferiore della ruota dentata 35. Si ha dunque che il motore elettrico 6 continua a ruotare, peraltro in modo libero, cioè svincolato dalla trasmissione ad ingranaggi. L'organo attuatore 50 viene mantenuto nella posizione mostrata nella figura 4, e ne viene dunque impedito il ritorno, per effetto del blocco esercitato dal nottolino 73 sulla ruota dentata 35, che impedisce la rotazione retrograda di tutta la trasmissione.

La disattivazione del dispositivo attuatore interviene nel momento in cui il motore elettrico 6 viene disenergizzato: il rotore 8 di tale motore si riporta allora nella posizione sollevata di riposo mostrata nella figura 2, per effetto dell'azione della molla 14, disimpegnando il nottolino 73 dalla ruota dentata 35. L'organo attuatore 50, sollecitato a trazione nel verso della freccia B della figura 4 dal dispositivo a cui è associato, ad esempio un dispositivo di innesto e cambio di velocità, determina allora la rotazione retrograda di tutta la trasmissione ad ingranaggi e si riporta verso la posizione di fine corsa mostrata nella figura 1. Approssimandosi a tale posizione di fine corsa, il piolo 52 dell'organo attuatore 50 impegna la leva 36 e ne provoca la commutazione di posizione verso la posizione della figura 1, in modo tale per cui la ruota dentata 31 viene riportata alla posizione sollevata di partenza mostrata nella figura 2.

Il dispositivo attuatore sopra descritto consente la realizzazione di tutte le funzioni (spostamento di attuazione dell'organo 50, arresto anti-ritorno della trasmissione 31-34, sblocco della trasmissione 31-34 per il ritorno alle condizioni iniziali) con l'impiego di un unico dispositivo a comando elettrico costituito dal motore elettrico 6. In particolare il controllo dell’arpionismo di arresto comprendente la ruota dentata 35 e la lamina 70 con l'associato nottolino 73 non richiede il ricorso ad un ulteriore dispositivo a comando elettrico, quale un attuatore a solenoide o simile.

Il dispositivo attuatore secondo l'invenzione può trovare un'ulteriore applicazione ad esempio per il comando di una valvola a saracinesca.

Inoltre, il motore elettrico in esso compreso può essere del tipo in cui almeno una parte del rotore è atta ad assumere due diverse posizioni assiali a seconda che allo statore venga applicata una tensione avente un primo od un secondo valore.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato, a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI I. Dispositivo attuatore elettromeccanico (1), in particolare per il comando di un freno associato al cestello porta-biancheria di una macchina lavatrice, comprendente una struttura di supporto stazionaria (2); un organo attuatore (50) mobile rispetto a detta struttura (2), atto a compiere uno spostamento di attuazione in un senso (A) ed uno spostamento di ritorno o liberazione in.senso opposto (B); un motore elettrico (6) connesso a detta struttura (2) ed includente una parte rotorica (8) suscettibile, per effetto di una energizzazione dello statore (7) e contro l'azione di mezzi elastici (14), di traslare da una prima ad una seconda posizione assiale, di riposo e rispettivamente di lavoro; una trasmissione ad ingranaggi (31-34) accoppiata all'organo attuatore (50) e suscettibile di accoppiarsi a rotazione con detta parte rotorica (8) del motore (6) quando quest'ultima è nella posizione assiale di lavoro, per provocare uno spostamento di attuazione dell'organo attuatore (50); e un dispositivo di arresto (35, 70, 73) coniprendente un organo mobile di ritegno (70, 73) atto ad assumere una condizione inattiva ed una condizione attiva in cui consente e rispettivamente impedisce uno spostamento di ritorno di detto organo attuatore (50); detto organo di ritegno (70, 73) essendo operativamente accoppiato a detta parte rotorica (8) del motore (6) in modo tale per cui esso è atto ad assumere la condizione inattiva e rispettivamente la condizione attiva quando detta parte rotorica (8) assume la posizione di riposo e rispettivamente la posizione di lavoro.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta trasmissione (31-34) comprende una ruota dentata (31) montata assialmente traslabile fra una posizione di accoppiamento ed una posizione di disaccoppiamento nelle quali è atta a consentire e, rispettivamente , ad interrompere la trasmissione del moto; detta ruota dentata (31) essendo operativamente controllata in modo tale per cui essa è atta ad assumere la posizione di disaccoppiamento e rispettivamente di accoppiamento quando l'organo attuatore (50) ha sostanzialmente completato lo spostamento di attuazione (A) e rispettivamente lo spostamento di ritorno (B).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l'organo attuatore (50) è montato traslabile rispetto alla struttura di supporto (2) ed è accoppiato a detta trasmissione (31-34) mediante una cremagliera (40).
4. 4 . Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il dispositivo di arresto comprende una ruota a denti triangolari (35) operativamente accoppiata a detta trasmissione (31-34), in cui detto organo di ritegno è un nottolino (73) connesso ad una lamina (70) spostabile per effetto della traslazione di detta parte retorica (8) del motore elettrico (6).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 , in cui detta ruota dentata (31) è la ruota di ingresso della trasmissione (31-34).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 5, in cui a detta ruota dentata (31) è associato un. meccanismo di comando (36, 43) azionabile dall'organo attuatore (50).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui detto meccanismo di comando comprende una leva (36) girevole in un piano essenzialmente ortogonale all'asse di rotazione di detta ruota dentata (31) e che presenta un profilo a camma (36b) su cui insiste detta ruota dentata (31); detta leva (36) essendo girevole fra una prima ed una seconda posizione in cui tramite detto profilo a camma mantiene la suddetta ruota dentata (31) nella posizione di disaccoppiamento e rispettivamente di accoppiamento.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, in cui a detta leva (36) sono associati mezzi elastici di stabilizzazione (43) tendenti a trattenerla in detta prima o in detta seconda posizione.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 7 od 8, in cui a detta ruota dentata (31) sono associati mezzi elastici (60) tendenti a sospingerla nella posizione di disaccoppiamento.
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto motore elettrico (6) è un motore sincrono in corrente alternata. Il tutto sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.