ITTO20000930A1 - Dispositivo per la regolazione di un flusso d'aria in un condotto, con attuatore a memoria di forma integrato, particolarmente per sistemi d - Google Patents

Dispositivo per la regolazione di un flusso d'aria in un condotto, con attuatore a memoria di forma integrato, particolarmente per sistemi d Download PDF

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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo per la regolazione di un flusso d'aria in un condotto, con attuatore a memoria di forma integrato, particolarmente per sistemi di climatizzazione di autoveicoli"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ai dispositivi per la regolazione di un flusso d'aria attraverso un condotto, particolarmente per sistemi di climatizzazione di autoveicoli.
La Richiedente ha già proposto nella sua domanda di brevetto europea EP-A-0 895 885 un dispositivo di questo tipo comprendente una struttura di sopporto che definisce una sezione di passaggio di un flusso d'aria, mezzi a portella montati oscillanti in detta struttura di sopporto fra una posizione chiusa ed una posizione aperta, mezzi elastici per richiamare i mezzi a portella verso una di dette due posizioni, e mezzi attuatori a memoria di forma per comandare uno spostamento di detti mezzi a portella verso l'altra di dette posizioni.
L'uso di elementi attuatori costituiti da leghe metalliche a memoria di forma, tipicamente leghe a base di nichel e titanio, è noto da tempo e descritto nella letteratura tecnica. Al raggiungimento di una temperatura di transizione predeterminata, ad esempio nell'ordine di 100° C, tali elementi si deformano. Nel caso della soluzione nota sopra menzionata, l'attuatore a memoria di forma è costituito da una barra di torsione portante una portella deflettrice e attivabile mediante passaggio di corrente elettrica.
Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo del tipo sopra indicato che abbia una struttura estremamente semplice e compatta, di funzionamento efficiente, in cui l'attuatore a memoria di forma risulti integrato nella struttura del dispositivo stesso.
In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un dispositivo avente tutte le caratteristiche menzionate all'inizio della presente descrizione e caratterizzata inoltre dal fatto che la suddetta struttura di sopporto è costituita da un telaio a cornice includente due lati maggiori paralleli e distanziati e due lati d'estremità che collegano fra loro i lati maggiori, così da definire una finestra di passaggio dell'aria, dal fatto che i suddetti mezzi a portella comprendono una pluralità di alette a veneziana montate oscillanti fra due lati opposti del telaio a cornice, che sono inoltre collegate in modo articolato ad un'asta attuatrice mobile lungo uno di detti lati, dal fatto che i suddetti mezzi elastici sono interposti fra detta asta attuatrice e detto telaio, e dal fatto che detti mezzi attuatori a memoria di forma comprendono :
almeno un filo costituito da una lega metallica a memoria di forma, disposto parallelamente a detta asta attuatrice ed avente un capo connesso all'asta e l'altro capo connesso al telaio a cornice, l'insieme dell'asta attuatrice e del filo essendo pertanto sostanzialmente integrato nella struttura del telaio a cornice,
mezzi per alimentare corrente elettrica al filo, in modo tale da riscaldarlo e provocarne un accorciamento per effetto di memoria di forma,
mezzi sensori della posizione dell'asta attuatrice, e mezzi elettronici di controllo atti a controllare i mezzi di alimentazione elettrica in funzione di un segnale esterno di comando del dispositivo ed in funzione del segnale in uscita da detti mezzi sensori.
Grazie alle caratteristiche sopra indicate, il dispositivo secondo l'invenzione presenta una struttura estremamente semplice e compatta, con l'attuatore a memoria di forma completamente integrato nella struttura stessa del dispositivo.
Un'applicazione tipica del dispositivo secondo l'invenzione è quella della regolazione del passaggio di aria attraverso un condotto in un sistema di climatizzazione o di ventilazione per autoveicolo. In condizione di riposo, il dispositivo è mantenuto in una delle sue due posizioni estreme (che può essere sia la posizione di completa apertura, sia la posizione di completa chiusura) dai mezzi elastici di richiamo dell'asta attuatrice. In condizioni operative, il dispositivo si colloca in una posizione che è determinata dal comando impartito dal conducente mediante un corrispondente organo di comando predisposto sulla plancia dell'autoveicolo. Nel caso di un intervento sul suddetto organo di comando, la centralina elettronica di controllo provvede a comandare l'alimentazione elettrica al filo a memoria di forma che scaldandosi si accorcia, determinando uno spostamento dell'asta attuatrice in direzione della posizione opposta alla sua posizione di riposo. I mezzi sensori della posizione dell'asta attuatrice provvedono a segnalare tale posizione alla centralina elettronica di controllo che è così in grado di regolare l'alimentazione elettrica al filo a memoria di forma in modo da mantenere le alette oscillanti nella posizione corrispondente al comando impartito dall'utilizzatore.
In una forma preferita di attuazione, i suddetti mezzi sensori sono costituiti da un potenziometro, includente una pista elettrica portata dal telaio del dispositivo ed un cursore cooperante con la pista elettrica che è portato dall'asta attuatrice. Preferibilmente, inoltre, sono predisposte due serie di alette oscillanti, collegate all'asta attuatrice in modo da ruotare simultaneamente in direzioni opposte a seguito di un movimento dell'asta attuatrice. Tale struttura è infatti preferibile al fine di ottenere un flusso d'aria uniforme e simmetrico attraverso il condotto in cui è montato il dispositivo secondo l'invenzione.
Grazie alla completa integrazione dell'attuatore a memoria di forma nella struttura stessa del dispositivo, quest'ultimo presenta un ingombro estremamente ridotto ed una struttura semplice e di basso costo, il che rende possibile l'utilizzazione del dispositivo secondo l'invenzione in un grande numero di diverse applizioni, sia ad esempio in una camera di miscelazione dell'aria calda e fredda in un sistema di climatizzazione di autoveicolo, sia nelle bocchette di ventilazione montate sulla plancia dell'autoveicolo.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista prospettica di una forma preferita di attuazione del dispositivo secondo l'invenzione,
- la figura 2 è una vista in pianta,
- la figura 3 è una vista laterale,
- le figure 4 e 5 sono sezioni secondo la linea IV-IV della figura 2 in due diverse condizioni operative del dispositivo,
- le figure 6, 7 sono sezioni secondo la linea VI-VI della figura 2 nelle due suddette condizioni operative, e
- le figure 8, 9 illustrano una vista in sezione secondo la linea VIII-VIII della figura 2 nelle due suddette condizioni operative.
Con riferimento ai disegni, il numero 1 indica nel suo insieme un dispositivo per il controllo del flusso di aria attraverso un condotto, comprendente un telaio a cornice 2 che include due lati maggiori 3, 4 fra loro paralleli e distanziati, e due lati d'estremità 5, 6 che collegano fra loro i lati maggiori 3, 4. Il telaio a cornice 2 definisce una finestra 7 per il passaggio di un flusso d'aria che è controllato da una pluralità di alette a veneziana 8, 9 montate oscillanti tra i due lati maggiori 3, 4 del telaio a cornice 2 intorno ad assi 10 (vedere figure 4, 5) disposti tutti in un piano comune. Le alette 8, 9 sono inoltre collegate ad un'asta attuatrice 11 che è montata scorrevole sopra il lato maggiore 4 del telaio a cornice fra due posizioni estreme corrispondenti alla posizione di completa chiusura e alla posizione di completa apertura della finestra 7. Le alette 8 sono collegate all'asta attuatrice 11 mediante impegno di rispettivi perni eccentrici 12a in feritoie 12b ricavate nell'asta 11 (vedere figure 6-9). Le alette 9 sono invece collegate all'asta attuatrice 11 mediante impegno di perni eccentrici 13a in feritoie 13b dell'asta 11. Il collegamento è predisposto in modo tale per cui un movimento longitudinale dell'asta attuatrice 11 provoca la simultanea rotazione in versi opposti dei due gruppi di alette 8, 9 fra la posizione completamente chiusa e la posizione completamente aperta della finestra (vedere figure 6, 7). L'asta attuatrice 11 è spinta da una molla elicoidale 14, che è interposta fra un'estremità dell'asta 11 e una orecchia 2a del telaio 2, verso una posizione di riposo, corrispondente alla condizione di completa apertura della finestra. Lo spostamento dell'asta attuatrice 11 verso la condizione di completa chiusura della finestra viene ottenuto mediante un filo 15 costituito da una lega metallica a memoria di forma, che si estende per tutta la lunghezza della molla 14 e dell'asta attuatrice 11 e che ha un capo 16 assicurato all'orecchia 2a ed un capo 17 assicurato all'asta attuatrice 11. Il numero di riferimento 18 nella figura 2 indica mezzi di qualunque tipo noto per l'alimentazione di una corrente elettrica attraverso il filo a memoria di forma 15. I mezzi di alimentazione 18 sono controllati da una centralina elettronica 19, sulla base di un segnale 20 di comando, derivante dall'azionamento da parte dell'utilizzatore di un organo di comando (ad esempio una leva o una manopola) predisposto sulla plancia dell'autoveicolo e anche in funzione di un segnale 21 emesso da un sensore 22 della posizione dell'asta attuatrice. Il sensore 22 è costituito, nell'esempio illustrato, da un potenziometro, comprendente una basetta 23 fissata al telaio a cornice 2 e portante una pista elettrica, ed un cursore 24 portato dall'asta attuatrice 11 e cooperante con la pista 23.
Nel funzionamento, l'azionamento dell'organo di comando predisposto sulla plancia dell'autoveicolo determina l'invio di un segnale di comando 20 alla centralina elettronica di controllo 19 che interviene così sui mezzi di alimentazione 18 per alimentare una corrente elettrica attraverso il filo 11. Il riscaldamento del filo derivante dal passaggio di corrente elettrica determina il superamento della temperatura di transizione del filo ed un conseguente accorciamento del filo stesso. Di conseguenza, l'asta attuatrice 11 si sposta verso sinistra, con riferimento alle figure, contro l'azione della molla 14, provocando la rotazione delle alette oscillanti 8, 9 in direzione della posizione di completa chiusura della finestra. La posizione dell'asta attuatrice viene rilevata dal sensore 22 che invia un conseguente segnale 21 alla centralina elettronica 19. La centralina 19 provvede a controllare i mezzi di alimentazione 18 in funzione dei segnali 20, 21 al fine di portare e mantenere le alette 8, 9 nella posizione corrispondente all'ordine impartito. Quando il sistema non è operativo, al raffreddamento del filo a memoria di forma 15, la molla 14 provvede a riportare l'asta attuatrice 11 nella posizione di riposo, corrispondente alla condizione completamente aperta della finestra.
In una forma preferita di attuazione i suddetti mezzi elettronici di controllo 19 sono atti ad attivare i mezzi di alimentazione elettrica 18 per un tempo prolungato, fino al raggiungimento della posizione desiderata per l'asta attuatrice 11 e a mantenere successivamente tale asta attuatrice 11 nella posizione desiderata mediante un'attivazione prolungata ad impulsi dei mezzi di alimentazione elettrica 18 per tutto i ltempo in cui persiste il medesimo segnale di comando 20.
Come risulta evidente dalla descrizione che precede, il dispositivo secondo l'invenzione si caratterizza per un'estrema semplicità e compattezza della sua struttura. L'attuatore a memoria di forma risulta completamente integrato nel telaio, il che facilita il montaggio del dispositivo anche in zone dove lo spazio disponibile è ridotto.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (5)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la regolazione di un flusso d'aria in un condotto, particolarmente per sistemi di climatizzazione di autoveicoli, comprendente: - una struttura di sopporto (2) che definisce una sezione di passaggio (7) per un flusso d'aria, - mezzi a portella (8, 9) montati oscillanti in detta struttura di sopporto (2) fra una posizione chiusa ed una posizione aperta, - mezzi elastici (14) per richiamare i mezzi a portella (8, 9) verso una di dette due posizioni, - mezzi attuatori a memoria di forma (15) per comandare uno spostamento di detti mezzi a portella (8, 9) verso l'altra di dette posizioni, caratterizzato dal fatto che detta struttura di sopporto (2) è costituita da un telaio a cornice includente due lati maggiori (3, 4) paralleli e distanziati e due lati d'estremità (5, 6) che collegano fra loro i lati maggiori (3, 4), così da definire una finestra (7) di passaggio dell'aria, dal fatto che detti mezzi a portella comprendono una pluralità di alette a veneziana (8, 9) montate oscillanti fra due lati opposti del telaio a cornice (2), che sono inoltre collegate ad un'asta attuatrice (11) mobile lungo uno di detti lati (4), dal fatto che detti mezzi elastici (14) sono interposti fra detta asta attuatrice (11) e detto telaio (2), e dal fatto che detti mezzi attuatori a memoria di forma comprendono: almeno un filo (15) costituito da una lega metallica a memoria di forma, disposto lungo detta asta attuatrice (11) ed avente un capo (17) connesso all'asta (11) e l'altro capo (16) connesso al telaio a cornice (2), l'insieme dell'asta attuatrice (11) e del filo (15) essendo integrato sostanzialmente nella struttura del telaio a cornice(2), mezzi (18) per alimentare corrente elettrica al filo (15), in modo tale da riscaldarlo e provocarne un accorciamento per effetto di memoria di forma, mezzi sensori (22) della posizione dell'asta attuatrice (11), e mezzi elettronici di controllo (19) atti a controllare i mezzi di alimentazione elettrica (18) in funzione di un segnale esterno (20) di comando del dispositivo ed in funzione del segnale (21) in uscita da detti mezzi sensori (22).
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori (22) sono costituiti da un potenziometro includente una pista elettrica portata dal telaio a cornice (2) ed un cursore (24) portato dall'asta attuatrice (11)
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le alette oscillanti (8, 9) sono montate articolate ai due lati maggiori (3, 4) del telaio a cornice (2).
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono predisposte due serie di alette oscillanti (8, 9) collegate all'asta attuatrice (11) in modo da ruotare simultaneamente in direzioni opposte a seguito di un movimento dell'asta attuatrice (11).
  5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi elettronici di controllo (19) sono atti ad attivare i mezzi di alimentazione elettrica (18) per un tempo prolungato, fino al raggiungimento della posizione desiderata per l'asta attuatrice (11) e a mantenere successivamente tale asta attuatrice (11) nella posizione desiderata mediante un'attivazione prolungata ad impulsi dei mezzi di alimentazione elettrica (18) per tutto il tempo in cui persiste il medesimo segnale di comando (20). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.
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