ITTO20060179A1

ITTO20060179A1 - Dispositivo per la frenatura del movimento di un organo mobile rispetto ad una struttura di supporto

Info

Publication number: ITTO20060179A1
Application number: IT000179A
Authority: IT
Inventors: Antonino Cultraro
Original assignee: Antonino Cultraro
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2007-09-10
Also published as: US20090255767A1; WO2007102111A2; ATE512829T1; EP1996429B1; EP1996429A2; US8695767B2; WO2007102111A3

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo per la frenatura del movimento di un organo mobile rispetto ad una struttura di supporto"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per la frenatura del movimento di un organo mobile rispetto ad una struttura di supporto, del tipo descritto nel preambolo della rivendicazione 1.

Un dispositivo di questo tipo è noto ad esempio dal modello di utilità tedesco DE 296 04 260 Ul, che descrive una maniglia basculante provvista di un'impugnatura articolata ad una parete di montaggio di un veicolo. L'impugnatura è ruotabile contro l'azione di mezzi elastici da una posizione di riposo, a ridosso della parete di montaggio, ad una posizione operativa. L'impugnatura viene riportata automaticamente dalla posizione operativa alla posizione di riposo dopo il rilascio da parte dell'utilizzatore. Il movimento di ritorno alla posizione di riposo è reso più dolce da un dispositivo di frenatura che agisce sull'asse di rotazione dell'impugnatura.

Il dispositivo di frenatura è realizzato come uno smorzatore rotativo, comprendente un involucro cilindrico, il quale definisce al suo interno una camera anulare riempita con un mezzo viscoso, un rotore montato in modo ermetico sull'involucro e girevole nella camera anulare, ed un'apertura passante centrale, ricavata nell'involucro, all'interno della quale è disposto l'asse di rotazione dell'impugnatura.

Gli smorzatori rotativi convenzionali normalmente utilizzati nell'applicazione sopra indicata non consentono in realtà di ottenere coppie frenanti molto elevate (solitamente non più di pochi N-cm), il che limita il loro margine di impiego. Inoltre, l'azione frenante sul rotore è svolta non solo dal fluido viscoso contenuto nel dispositivo, ma anche in buona parte dagli O-ring di tenuta interposti fra rotore ed involucro, il che rende le prestazioni del dispositivo sensibilmente dipendenti dalla temperatura e dalla percentuale di umidità di esercizio.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di frenatura di dimensioni compatte, il quale permetta di ottenere coppie di frenatura sensibilmente maggiori rispetto alla tecnica nota senza presentare i problemi di affidabilità sopra descritti.

Tale scopo è raggiunto secondo l'invenzione da un dispositivo per la frenatura del movimento di un organo mobile rispetto ad una struttura di supporto, avente le caratteristiche definite nelle rivendicazioni.

In un dispositivo siffatto, l'azione frenante sul dispositivo si origina per effetto della resistenza che il fluido viscoso oppone al movimento di rotazione di un elemento o porzione a pistone. Ciò fa sì che gli O-ring predisposti nel dispositivo esercitino prevalentemente una funzione di tenuta, senza influire in modo sostanziale sulle prestazioni di frenatura.

Vantaggiosamente, il tipo di movimento previsto nel dispositivo secondo l'invenzione permette di prestabilire un finecorsa integrato nel dispositivo, il che non è possibile nei dispositivi rotazionali di tipo noto.

Forme di realizzazione preferite dell'invenzio ne sono definite nelle rivendicazioni dipendenti. Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo l'invenzione diverranno più chiari con la seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione dell'invenzione, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista schematica di una maniglia provvista di un dispositivo di frenatura;

- la figura 2 è una vista in pianta di un dispositivo di frenatura secondo l'invenzione;

- la figura 3 è una vista in elevazione laterale del dispositivo della fig. 2;

- la figura 4 è una vista in sezione longitudinale del dispositivo della fig. 2, presa lungo la linea IV-IV di tale figura;

- la figura 5 è una vista in sezione longitudinale del dispositivo della fig. 2, presa lungo la linea V-V di tale figura;

- la figura 6 è una vista in pianta di un involucro del dispositivo della fig. 2, prima dell'assemblaggio di tale dispositivo;

- la figura 7 è una vista in elevazione laterale di un rotore del dispositivo della fig. 2;

- la figura 8 è una vista in pianta dal basso del rotore della fig. 7;

- la figura 9 è un'altra vista in elevazione laterale del rotore della fig. 7;

- la figura 10 è una vista in pianta di un involucro di una variante del dispositivo della fig.

2, prima dell'assemblaggio;

- la figura 11 è una vista in sezione longitudinale dell'involucro della fig. 10, presa lungo la linea XI-XI di tale figura; e

- la figura 12 è una vista in sezione longitudinale dell'involucro della fig. 10, presa lungo la linea XII-XII di tale figura.

Nelle figure è illustrato un dispositivo di frenatura 10, realizzato come uno smorzatore rotativo, adatto ad essere applicato ad esempio ad una maniglia basculante M (illustrata in fig. 1), montata su una parete W all'interno di un abitacolo di un veicolo. L'impugnatura della maniglia è ruotabile contro l'azione di mezzi elastici E da una posizione di riposo ad una posizione di utilizzo. Dopo il rilascio da parte dell'utilizzatore, l'impugnatura viene quindi riportata automaticamente dalla posizione di utilizzo alla posizione di riposo. Il dispositivo 10 serve a rallentare tale movimento di ritorno della maniglia. In particolare, come verrà chiarito nel seguito, il dispositivo illustrato nelle figure è adatto ad essere montato in corrispondenza dell'asse di rotazione o incernieramento x della maniglia suddetta.

Come si può vedere dalle figure 2 a 6, il dispositivo 10 comprende un involucro 12, sul quale è montato un rotore 14. L'involucro 12 è sostanzialmente cilindrico e presenta un'apertura passante centrale 15 (illustrata nelle figg. 4 a 6), che consente il montaggio del dispositivo sull'asse di rotazione x della maniglia M, in modo analogo a quanto illustrato nel modello di utilità DE 29604 260 U1.

Come si può vedere nelle figure 4 a 6, l'involucro 12 definisce una camera anulare 16 coassiale con l'apertura centrale 15, contenente un fluido viscoso, ad esempio olio siliconico. La camera anulare 16 è delimitata lateralmente da una parete radialmente interna 17 e da una parete radialmente esterna 18, e ad una estremità è chiusa da una parete terminale 19. La camera anulare 16 ha forma di anello non chiuso, ed è pertanto delimitata, nella direzione circonferenziale dell'anello, da un setto meridiano 19a, visibile nelle figg. 5 e 6, estendentesi in un piano meridiano passante per l'asse di rotazione x. In tale forma di realizzazione, il setto meridiano 19a è formato da una parete rigida, realizzata in un sol pezzo con la parete radialmente interna 17, la parete radialmente esterna 18 e la parete di fondo 19 dell'involucro 12.

L'estremità della camera anulare 16 opposta alla parete terminale 19 è aperta, e da tale estremità la parete radialmente esterna 18 presenta un bordo con un'imboccatura 18a, in cui la parete radialmente esterna 18 è ripiegata verso l'interno della camera 16, ad esempio per ribaditura a caldo o ad ultrasuoni. In posizione adiacente all'imboccatura 18a, uno spallamento 18b è ricavato sulla superficie interna della parete radialmente esterna 18.

Con tale disposizione l'involucro 12 trattiene assialmente il rotore 14, in modo tale che questo sia in grado di chiudere la camera anulare 16. Il rotore 14 presenta infatti una flangia 14a ricavata sulla sua superficie radialmente esterna, destinata ad essere assialmente impegnata fra lo spallamento 18b e l'imboccatura ripiegata 18a dell'involucro 18. Naturalmente, il tipo di montaggio del rotore 14 sull'involucro 18 non è essenziale ai fini dell'invenzione, purché consenta la rotazione relativa fra essi.

La tenuta stagna della chiusura della camera anulare 16 è garantita da una coppia di O-ring 21, 22. Un O-ring 21 è alloggiato in una sede corrispondente 23 ricavata sulla parete radialmente interna 17 dell'involucro 12, ed è interposto fra tale parete radialmente interna 17 ed una superficie radialmente interna del rotore 14, in modo da realizzare una tenuta radiale. L'altro O-ring 22 è alloggiato in una sede corrispondente 24 ricavata sulla superficie radialmente esterna del rotore 14, ed è interposto fra tale superficie radialmente esterna e la parete radialmente esterna 18 dell'involucro 12, in modo da realizzare una tenuta radiale.

L'allineamento ed il centraggio del rotore 14 rispetto alla camera 16 dell'involucro 12 è garantito dalle pareti laterali 17 e 18 dell'involucro 12. In particolare, la parete radialmente interna 17 dell'involucro 12 definisce l'albero di rotazione del rotore 14. Nel rotore 14 è ricavato un foro passante 25 destinato ad accogliere l'asse di rotazione x dell'organo mobile al quale viene collegato il dispositivo 10. Tale foro passante 25 presenta una sezione 26 di diametro allargato, destinata ad accogliere la parete radialmente interna 17 dell'involucro 12 in funzione di albero di rotazione. Nelle figure, le frecce A ìndica le direzioni di rotazione del rotore 14 rispetto all'involucro 12.

Facendo riferimento anche alle figure 7 a 9, il rotore 14 presenta inoltre una porzione allungata 31 realizzata in un sol pezzo con il rotore 14, estendentesi nella direzione dell'asse x e disposta in modo tale da essere accolta all'interno della camera anulare 16 quando il rotore 14 è assemblato all'involucro 12. In una forma di realizzazione alternativa, non illustrata, la porzione allungata 31 può essere sostituita da un elemento allungato reso solidale al rotore 14.

La porzione allungata 31 da una sua estremità è collegata al resto del corpo del rotore 14, e dall'altra presenta un'aletta 32 avente forma lamellare rastremata, anch'essa estendentesi nella direzione dell'asse x. La lunghezza della porzione allungata 31, comprensiva dell'aletta 32, è tale per cui, nella condizione assemblata del dispositivo di frenatura 10, l'estremità libera dell'aletta 32 giunge ad una distanza prestabilita dalla superficie interna della parete di fondo 19 dell'involucro 12, in modo tale da definire con essa una luce di passaggio 33.

La porzione allungata 31 presenta in generale, in un piano passante per l'asse di rotazione x, una sezione longitudinale sagomata in modo tale da occludere, a meno di tolleranze di dimensionamento, la sezione meridiana della camera anulare 16, fatta eccezione per la luce di passaggio 33 definita dall'aletta terminale 32 in cooperazione con la parete radialmente esterna 18, la parete radialmente interna 17 e la parete di fondo 19 dell'involucro 12.

Inoltre, la porzione allungata 31 presenta una sezione trasversale sostanzialmente a forma di settore di corona circolare (visibile in particolare in fig. 8).

A causa della disposizione sin qui descritta, una rotazione del rotore 14 rispetto all'involucro 12 provoca uno spostamento di tipo rotatorio della porzione allungata 31 lungo la camera anulare 16 ed all'interno di essa.

Come sopra detto, la porzione allungata 31 del rotore 14 è dimensionata in modo tale da non occludere completamente la sezione meridiana della camera 16 dell'involucro 12, e lascia, in corrispondenza dell'aletta terminale 32, la luce di passaggio 33 per il trasferimento di fluido. In questo modo la porzione allungata 31 del rotore 14 separa la camera anulare 16 in due regioni terminali 16a e 16b disposte da lati circonferenzialmente opposti della porzione allungata 31 del rotore 14, le quali sono in reciproca comunicazione di fluido attraverso la luce di passaggio 33. Per maggiore chiarezza, tali regioni terminali 16a e 16b sono illustrate con linee a tratti in fig. 6, insieme con la porzione allungata 31 del rotore 14, anch'essa illustrata con linee a tratti. Lo scorrimento della porzione allungata 31 del rotore 14 nella camera 16 spinge pertanto il fluido viscoso contenuto nella camera 16 a trasferirsi forzatamente dalla camera 16a alla camera 16b o viceversa, attraverso la luce di passaggio 33. La porzione allungata 31 del rotore 14 agisce quindi come un pistone all'interno della camera anulare 16. Il setto meridiano 19a definisce così le posizioni di fine corsa di tale porzione a pistone 31.

La porzione allungata 31 del rotore 14 è di conseguenza frenata dal mezzo viscoso presente in tale camera 16, e l'effetto frenante dipende sia dalla viscosità del fluido viscoso che dalle dimensioni della luce di passaggio 33, e quindi dalla resistenza che tale luce di passaggio 33 oppone al trasferimento del fluido da una regione 16a all'altra 16b ai lati della sporgenza allungata 31 del rotore 14. In questo modo è possibile in definitiva regolare la coppia frenante del dispositivo 10, in quanto tale coppia, che si oppone alla rotazione del rotore 14 rispetto all'involucro 12, dipende ovviamente dal movimento della porzione allungata 31 del rotore 14 nella camera 16. Il Richiedente ha ad esempio realizzato un dispositivo del tipo sopra descritto, con un diametro complessivo di circa 1,3 cm ed un'altezza complessiva di circa 1,6 cm, in grado di esercitare una coppia frenante fino a qualche decina di N-cm.

Il dispositivo secondo l'invenzione è preferibilmente realizzato con materiale plastico. Esso può non prevedere la presenza del foro passante centrale 15, sfruttando sistemi di aggancio esterni e/o fori sagomati ciechi; ciò permette un ingombro radiale minore.

Come si potrà apprezzare, gli O-ring 21 e 22 esercitano quasi unicamente un'azione di tenuta, mentre non hanno alcuna azione frenante rilevante sul movimento del dispositivo. Ciò fa sì che le caratteristiche fisiche di tali O-ring, sensibili alle temperature ed all'umidità, non possano alterare le prestazioni frenanti del dispositivo.

Il tipo di collegamento del dispositivo ai corpi fra i quali si desidera ottenere una frenatura del movimento relativo può essere di qualunque tipo noto ad un tecnico del settore, a seconda delle differenti esigenze applicative. Negli esempi illustrati nelle figure, in cui il dispositivo è destinato ad essere applicato ad una maniglia ribaltabile montata in un autoveicolo, le caratteristiche destinate al collegamento sono realizzate in modo analogo a quanto descritto nel modello di utilità tedesco DE 296 04 260 U1. Ossia, il lato frontale del rotore 14, uscente dall'involucro 12, presenta due linguette 64 estendentisi in direzioni radiali diametralmente opposte, mentre la parete radialmente esterna 18 dell'involucro 12 presenta una linguetta 65 estendentesi nella direzione assiale dell'involucro 12. Tali linguette 64 e 65 sono destinate ad impegnare corrispondenti sedi di montaggio (non illustrate) ricavate rispettivamente nella maniglia ribaltabile M e nella parete di supporto W di tale maniglia. Il dispositivo nella forma sopra descritta è destinato ad essere disposto in corrispondenza dell'asse di rotazione x della maniglia. Tuttavia, è possibile concepire altre disposizioni del dispositivo, a seconda del tipo di applicazione: ad esempio una disposizione in cui una ruota dentata è solidale con il rotore, e tale ruota dentata impegna una cremagliera solidale con un organo mobile il cui movimento deve essere rallentato, secondo una configurazione del tipo normalmente utilizzato ad esempio in sportelli o cassetti di apparecchiature di riproduzione/registrazione audio e/o video o cruscotti di autoveicoli.

Nel dispositivo sopra descritto, l'azione frenante esercitata dal fluido viscoso è sostanzialmente identica nelle due direzioni di spostamento della porzione allungata 31 del rotore 14, e quindi nelle due direzioni di rotazione del rotore. Nelle applicazioni in cui sia richiesta una differente azione frenante per le due direzioni è possibile adottare la variante illustrata nelle figure 10, 11 e 12. Le caratteristiche del dispositivo della figura 10 a 12 identiche a quelle del dispositivo precedentemente descritto sono state indicate con gli stessi riferimenti numerici. Tale dispositivo si differenzia per il fatto che il setto meridiano 19a è formato da una linguetta flessibile 19a' di materiale elastico. Tale linguetta flessibile 19a' è montata, da lati radialmente opposti, fra una coppia di porzioni a listello 71, 72 ricavate integralmente sulla parete radialmente interna 17 dell'involucro 12, e fra una coppia di porzioni a listello 73, 74 ricavate integralmente sulla parete radialmente esterna 18 dell'involucro 12. In fig.

11 è illustrata in sezione la coppia di porzioni a listello 73, 74 ricavate integralmente sulla parete radialmente esterna 18 dell'involucro 12. La disposizione della coppia di porzioni a listello 71, 72 ricavate integralmente sulla parete radialmente interna 17 dell'involucro 12 è identica a quella illustrata in fig. 11. Come si può vedere, da un lato (rispetto alla direzione circonferenziale della camera 16) della linguetta flessibile 19a' le porzioni a listello 71 e 73 si estendono per tutta l'altezza della camera anulare 16, mentre dall'altro lato (rispetto alla direzione circonferenziale della camera 16) della linguetta flessibile 19a' le porzioni a listello 72 e 74 si estendono in altezza per una parte soltanto della camera anulare 16, ossia quella più vicina al rotore 14. In questo modo la linguetta flessibile 19a' si può flettere nella sua porzione terminale più vicina alla parete di fondo 19 dell'involucro 12, come indicato da una linea a tratto e punto in fig. 11, e da una sola parte rispetto alla direzione circonferenziale della camera 16.

L'azione frenante del dispositivo è pertanto differente a seconda della direzione di rotazione della porzione allungata 31 del rotore 14.

Nella direzione di rotazione oraria (secondo la disposizione della fig. 10) del rotore 14, la linguetta flessibile 19a', essendo sollecitata per azione del fluido compresso dalla porzione allungata 31 del rotore 14, viene premuta contro le porzioni a listello lunghe 73 e 71 della parte radialmente esterna 18 e della parete radialmente interna 17 dell'involucro 12, mantenendo un comportamento sostanzialmente rigido.

Nella direzione di rotazione antioraria del rotore 14, la linguetta flessibile 19a' si flette all'estremità per azione del fluido compresso dalla porzione allungata 31 del rotore 14, allontanandosi quindi dalle porzioni a listello lunghe 71 e 73, in quanto le porzioni a listello corte 72 e 74 forniscono una superficie di appoggio soltanto per una parte della linguetta flessibile 19a'. In questo movimento l'estremità mobile della linguetta flessibile 19a' crea un passaggio per il fluido fra essa e la parete di fondo 19 dell'involucro 12. Ciò riduce la resistenza opposta dal fluido compresso al movimento antiorario della porzione allungata 31 del rotore 14, che risulterà di conseguenza rallentato in modo attenuato rispetto al suo movimento orario. Ovviamente, invertendo nell'involucro 12 la disposizione delle porzioni a listello lunghe 71 e 73 e delle porzioni a listello corte 72 e 74 è possibile invertire tale effetto unidirezionale nella direzione opposta.

Si intende che l'invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, ma è invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento. Sebbene nelle forme di realizzazione illustrate la luce 33 per il passaggio del fluido attraverso la porzione allungata 31 del rotore 14 sia disposta in corrispondenza dell'estremità libera di tale porzione allungata 31, è possibile concepire disposizioni differenti di passaggio. Il Richiedente ha tuttavia trovato che la disposizione sin qui illustrata sembra essere ottimale dal punto di vista dell'affidabilità e delle prestazioni del dispositivo di frenatura 10.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (10) per la frenatura del movimento di un organo mobile rispetto ad una struttura di supporto, comprendente: - un involucro (12) fissabile ad uno di detti organo mobile (M) e struttura (W) e definente una camera (16) contenente un fluido viscoso di frenatura, ed - un rotore (14), operativamente associabile all'altro di detti organo mobile (M) e struttura (W), il quale è collegato a rotazione a detto involucro ed è montato su di esso in modo da chiudere detta camera (16), caratterizzato dal fatto che detto rotore comprende un elemento o porzione a pistone (31), montato/a in modo scorrevole all'interno di detta camera in modo tale da separare detta camera in regioni distinte (16a, 16b) in comunicazione reciproca di fluido, detto elemento o porzione a pistone essendo mobile solidalmente con detto rotore, in modo tale per cui una rotazione di detto rotore genera uno spostamento rotatorio di detto elemento o porzione a pistone, frenato dalla resistenza al passaggio del fluido da una regione all'altra di detta camera provocato dallo spostamento dell'elemento o porzione a pistone.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta camera 16 ha forma anulare, ed è delimitata, nella sua direzione circonferenziale, da un setto meridiano (19a; 19a'), e detto elemento o porzione a pistone (31) presenta una sezione longitudinale sagomata in modo tale da occludere sostanzialmente la sezione meridiana della camera (16), presentando tuttavia almeno un passaggio (33) che permette la comunicazione di fluido fra dette regioni della camera (16).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui detto elemento o porzione a pistone (31) presenta un'estensione, nella direzione assiale della camera (16), sostanzialmente pari all'altezza della camera (16), e presenta una porzione terminale ad aletta (32), definente detto almeno un passaggio (33) in cooperazione con pareti (17, 18, 19) della camera (16).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un passaggio (33) è disposto ad un'estremità di detta porzione terminale ad aletta (32) dell'elemento o porzione a pistone (31).
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui detta porzione terminale ad aletta (32) presenta una forma lamellare rastremata.
6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 2 a 5, in cui detto setto meridiano (19a') è progettato in modo tale da permettere un passaggio di fluido attraverso esso quando detto elemento o porzione a pistone (31) si sposta in una direzione prestabilita di rotazione del rotore (14).
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui detto setto meridiano comprende una linguetta di materiale elastico, detta linguetta essendo in grado di flettersi esclusivamente in detta direzione prestabilita di rotazione del rotore (14)
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, in cui detta linguetta è in grado di flettersi esclusivamente in corrispondenza di una sua porzione terminale.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, in cui detta linguetta (19a') è montata, da lati opposti, fra rispettive coppie di porzioni a listello (71, 72, 73, 74) ricavate integralmente su pareti (17, 18) di detta camera.
10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento o porzione a pistone è realizzato in un sol pezzo con detto rotore