CH674955A5

CH674955A5 -

Info

Publication number: CH674955A5
Application number: CH4685/88A
Authority: CH
Inventors: Elis Mantovani
Original assignee: Tdm S A
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-08-15
Also published as: EP0378042A2; US4930956A; EP0378042A3; JPH0386435A; ATE92813T1; DE68908383T2; EP0378042B1; DE68908383D1

Description

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Descrizione

Oggetto della presente invenzione è un dispositivo per rendere un organo meccanico solidale nel moto di rotazione ad un secondo organo rispetto ad esso esterno e coassiale per mezzo dell'attrito che si genera fra due zone di frizione dei due organi stessi in seguito ad una trazione assiale esercitata sull'organo interno, caratterizzato da: una bussola cilindrica cava filettata internamente con passo m, calettata nella cavità cilindrica interna dell'organo esterno e tangenzialmente alla filettatura della quale ruotano, aderendo per l'attrito dovuto ad una voluta interferenza fra i diametri delle loro filettature con quella della bussola, dei perni prigionieri filettati con passo m, sopportati ai loro estremi dagli anelli esterni di una gabbia cilindrica e liberi appunto di ruotare intorno ai propri assi in seguito al moto ad essi trasmesso, ancora per attrito da interferenza fra le filettature, dalla rotazione di un albero, filettato anch'esso con passo m, avente l'asse di rotazione coincidente con quello della gabbia cilindrica, e recante anche un estremo filettato con passo n > m che si avvita nel foro filettato dell'organo interno in modo che, per effetto della rotazione dell'albero, durante la sua corsà di avvitamento nel foro, si provochi un movimento assiale di accostamento dell'organo interno contro quello esterno ed una rotazione di verso opposto dei perni filettati attorno ai propri assi, perni i quali, impegnandosi per l'attrito dei propri filetti sulla filettatura della bussola traslano, unitamente alla gabbia, lungo la direzione dell'asse longitudinale dell'organo interno, finché, essendo le su-perfici di frizione dei due organi giunte in contatto, una ulteriore rotazione dell'albero nel senso dell'avvitamento, mediante la conseguente rotazione dei perni filettati, provochi, per effetto della differenza fra i passi m ed n delle diverse filettature, una trazione assiale di voluta intensità sul corpo interno e di conseguenza una desiderata pressione di contatto fra le superfici di frizione ed il conseguente bloccaggio relativo dei due organi.

L'utilità e l'affidabilità del dispositivo diventa evidente se si considera, per chiarezza esemplificativa, un suo particolare caso di applicazione, cioè ad esempio, quello in cui uno dei due organi meccanici da bloccare è un mandrino portautensile, al quale si debba trasmettere senza scorrimento e vibrazioni, il moto fornito da un organo cilindrico a lui esterno e coassiale, ad esempio l'albero cavo rotante di un motore elettrico, o di altra natura.

I sistemi di bloccaggio attualmente in uso adottano, per il fissaggio suddetto, delle graffe che trattengono il mandrino impegnandosi intorno al suo co-dolo opportunamente sagomato. La trazione necessaria per fornire la voluta pressione alle due superfici di frizione rispettivamente del mandrino e dell'albero motore, viene fornita esercitando per mezzo di sistemi di molle o equivalenti, appunto la forza di trazione sufficiente a generare l'attrito necessario per la trasmissione del moto.

Questi sistemi presentano due principali limitazioni della loro funzionalità ed affidabilità: in primo luogo, per mezzo di molle o equivalenti, non potendosi costruire strutture dimensionalmente eccessive o ingombranti, la forza di trazione esercitabile è limitata, e non sempre tale da assicurare una perfetta rigidità di trasmissione del moto, cioè senza vibrazioni o scorrimenti relativi. In secondo luogo, sempre per motivi dimensionali, la parte sagomata del codolo che viene afferrata dalle graffe presenta necessariamente un restringimento dì sezione che innesca spesse volte dei fenomeni di rottura a fatica in seguito alle sollecitazioni torsionali-flessionali a cui il mandrino è sottoposto durante il suo lavoro e durante le operazioni di brusco inserimento causate dagli organi di innesto automatico.

Il dispositivo oggetto dell'invenzione risolve, come verrà spiegato in seguito, ambedue i problemi sopra esposti.

Nella fig. 1 è rappresentata la vista in sezione longitudinale appunto di un insieme mandrino-albero motore-dispositivo di bloccaggio.

Il mandrino 1 e l'albero rotante 10 sono resi solidali nella rotazione per mezzo dell'attrito che si genera fra le loro rispettive superfici di frizione 3, 4. Tale attrito è generato dalla trazione che viene esercitata sul mandrino 1 (vedi freccia in figura) nel seguente modo: Nella parte terminale del mandrino è ricavato un foro cieco filettato 12 con filettatura di passo n. In tale foro si avvita l'estremo filettato 11 dell'albero 10, albero che reca sulla sua superficie anche una porzione filettata 10' con filettatura di passo m. in tale filettatura si impegnano, ruotando intorno ai propri assi per l'attrito generato da una voluta interferenza fra i diametri delle loro filettature con quella dell'albero 10, dei perni filettati 7, anch'essi con passo m, di numero variabile a seconda delle esigenze dimensionali, sopportati agli estremi degli anelli terminali 8, 8' di una gabbia cilindrica 9, ma liberi di ruotare intorno ai propri assi.

Tali perni filettati 7, durante l'operazione di avvitamento dell'estremo filettato 11 dell'albero 10 nel foro filettato 12 del mandrino, ruotano quindi in senso opposto a quello dell'albero 10 all'interno di una bussola 5, calettata nella cavità interna 2' dell'albero motore e filettata anch'essa con Io stesso passo m dei perni 7, e dell'albero 10.

La rotazione dei perni filettati 7, relativa alla bussola filettata 5 causa la traslazione della gabbia 9 e dei perni stessi ad essa solidali in direzione parallela all'asse longitudinale del mandrino.

Nell'istante in cui le due superfici di frizione 3, 4 entrano in contatto, un'ulteriore rotazione in avvitamento dell'albero 10 provoca, per effetto dell'ulteriore spostamento della bussola e della differenza fra i passi m ed n delle filettature, il bloccaggio del mandrino 1 all'albero cavo 2' del motore.

Tale bloccaggio, a causa del ridotto angolo di inclinazione dell'elica delle filettature, di molto inferiore all'angolo di attrito del materiale, è irreversibile, a meno che non venga eseguita una apposita contromanovra di svitamento e sbloccaggio.

La forza di trazione esercitata nel bloccaggio viene ripartita su tutti i numerosi punti di contatto fra i filetti dei perni 7, e della bussola 5, e può essere pertanto molto elevata, in pratica funzione solo della resistenza a trazione della sezione diametrale dell'albero 10.

Si può notare come le forze di bloccaggio interes5

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sino una porzione limitata e concentrata dell'albero cavo del motore, senza comunicare sollecitazioni ad altri organi.

Con il dispositivo di bloccaggio contemplato dall'invenzione è anche molto agevole evitare il grave rischio dell'espulsione violenta, a motore in movimento, del mandrino, in caso di un causale allentamento del bloccaggio.

Con una semplice cavità anulare 14 ricavata nella superficie di frizione 4 dell'albero motore 2 in collegamento con dei sensori 13 ad esempio pneumatici, di voluta sensibilità, al crearsi di una benché minima luce fra le due superfici di frizione 3, 4 è agevole comandare immediatamente, tramite i sensori stessi, l'arresto del motore, e ciò certamente prima che si sia verificato il completo svitamento dell'estremo 11 dell'albero 10 dal foro 12 del codolo del mandrino.

E' evidente come il sistema di bloccaggio fra due organi meccanici ottenibile con il dispositivo della presente invenzione sia estensibile a qualsiasi tipo di altra applicazione pertinente, e pertanto la figura ne rappresenta solo un particolare esempio, senza per questo esser in alcun modo limitativa o vincolativa circa la possibilità di utilizzo del dispositivo in questione.

Un'ultimo nota: i versi orario o antiorario delle varie filettature non sono indicati, in quanto la loro scelta è libera a seconda delle esigenze, fermo restando il corretto funzionamento cinematico dell'insieme del dispositivo.

Claims

Rivendicazioni

1. Dispositivo per rendere un organo meccanico (1 ) solidale nel moto di rotazione ad un secondo organo (2) rispetto ad esso esterno e coassiale per mezzo dell'attrito che si genera fra due zone di frizione (3, 4) dei due organi stessi in seguito ad una trazione assiale esercitata sull'organo interno (1), caratterizzato da: una bussola cilindrica cava (5) filettata internamente con passo m, calettata nella cavità cilindrica interna (6) dell'organo esterno (2) e tangenzialmente alla filettatura della quale ruotano, aderendo per l'attrito dovuto ad una voluta interferenza fra i diametri delle loro filettature con quella della bussola (5), dei perni prigionieri filettati con passo m (7), sopportati ai loro estremi dagli anelli esterni (8, 8') di una gabbia cilindrica (9) e liberi appunto di ruotare intorno ai propri assi in seguito al moto ad essi trasmesso, ancora per attrito da interferenza fra le filettature, dalla rotazione di un albero (10), filettato anch'esso con passo m, avente l'asse di rotazione coincidente con quello della gabbia cilindrica (9), e recante anche un estremo filettato (11) con passo n > m che si avvita nel foro filettato (12) dell'organo interno (1 ) in modo che, per effetto della rotazione dell'albero (10) durante la sua corsa di avvitamento nel foro (12), si provochi un movimento assiale di accostamento dell'organo interno (1) contro quello esterno (2) ed una rotazione di verso opposto dei perni filettati (7) attorno ai propri assi, perni i quali, impegnandosi per l'attrito dei propri filetti sulla filettatura della bussola (5), traslano unitamente alla gabbia (9) lungo la direzione dell'asse longitudinale dell'organo interno (2), finché, essendo le superfici di frizione (3, 4) dei due organi giunte in contatto, una ulteriore rotazione dell'albero (10) nel senso dell'avvitamento, mediante la conseguente rotazione dei perni filettati (7), provochi, per effeto della differenza fra i passi m e n delle diverse filettature, una trazione assiale di voluta intensità sul corpo interno (1) è die conseguenza una desiderata pressione di contatto fra le superfici di frizione (3, 4), ed il conseguente bloccaggio relativo dei due organi.

2. Dispositivo come alla rivendicazione 1, comprendente un apparato motore dei due organi meccanici, caratterizzato da un sistema di uno o più sensori (13) i quali, rilevando la condizione di non perfetto accostamento fra le superfici di frizione (3, 4) dei due organi meccanici (1, 2) disinseriscono immediatamente l'apparato motore collegato agli organi meccanici in rotazione provocandone l'arresto.

3. Gruppo comprendente un mandrino (1) portau-tensile che riceve il moto dall'albero cavo (2) di un motore elettrico e comprendente il dispositivo secondo le rivendicazione 1 e 2.

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