IT201600096317A1

IT201600096317A1 - Pinza pneumatica angolare mono-dito e relativo metodo di fabbricazione

Info

Publication number: IT201600096317A1
Application number: IT102016000096317A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Bellandi
Original assignee: Gimatic S R L
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-03-26
Also published as: JP2018118370A; US20180085930A1; US10286562B2; CN107866764A; DE102017216861A1; CN107866764B; JP6943708B2

Description

Pinza pneumatica angolare mono-dito e relativo metodo di fabbricazione

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una pinza pneumatica angolare mono-dito e al relativo metodo di fabbricazione.

Stato dell’arte

Nel settore dell’automazione industriale è noto l’utilizzo di pinze pneumatiche mono-dito come quelle mostrate nel catalogo 2015 della Richiedente accessibile via internet alla seguente pagina: http://www.gimatic.com/Gimatic/ProductsFiles/Catalogs/it/of .pdf.

Si tratta di pinze definite angolari perché l’unica griffa di cui sono provviste, nel proseguo chiamata “dito di presa”, è ruotabile tra una posizione verticale aperta, allineata con il corpo della pinza stessa, e una posizione orizzontale chiusa, angolata o trasversale rispetto al corpo della pinza. In pratica nella posizione chiusa il dito di presa sporge a sbalzo dal corpo della pinza.

Il movimento del dito è impartito da un pistone pneumatico che si muove nel corpo della pinza, che funziona quindi come cilindro, in risposta alla forza esercitata da aria compressa, di solito filtrata, che può essere lubrificata o meno. Il dito è incernierato al corpo della pinza ed è vincolato al pistone per mezzo di un perno scorrevole e girevole in un’asola del pistone stesso.

Generalmente le pinze mono-dito sono usate nell’industria manifatturiera per trattenere temporaneamente pezzi in lavorazione oppure durante il relativo confezionamento. In questo senso sono anche definite pinze “di staffaggio” (clamping).

Le pinze mono-dito attualmente disponibili sul mercato hanno più o meno tutte la stessa struttura e sono assemblate come verrà ora descritto.

Il corpo della pinza, che funziona anche da cilindro, è un tubo circolare in metallo - generalmente alluminio -con estremità aperte e filettate. Durante l’assemblaggio una prima estremità del corpo viene chiusa avvitandovi una prima ghiera provvista di una guarnizione; la prima ghiera presenta un foro per il passaggio dell’aria compressa ed è appunto collegabile ad una linea di alimentazione. Nel corpo vengono inseriti il pistone, provvisto della relativa guarnizione circonferenziale per garantire la tenuta, e una molla, avente la funzione di riportare il pistone nella sua posizione iniziale quando l’alimentazione dell’aria compressa viene interrotta. In corrispondenza della seconda estremità del corpo della pinza viene quindi avvitata una seconda ghiera provvista di guarnizione. La seconda ghiera fornisce alla molla una superficie di riscontro fissa, per consentire alla molla di comprimersi sotto l’azione del pistone. La seconda ghiera presenta un foro passante nel quale è scorrevolmente alloggiata una parte del pistone che d’ora in avanti verrà definita piede del pistone. Il dito di presa è incernierato alla seconda ghiera; l’asse della cerniera è sghembo rispetto all’asse del corpo della pinza e, quindi, anche rispetto all’asse del pistone. Il dito di presa è pure vincolato al piede del pistone per mezzo di un perno parallelo alla cerniera appena descritta e inserito in un’asola ricavata nel piede del pistone.

Il funzionamento è semplice. Considerando il caso in cui la pinza si trovi inizialmente nella posizione aperta, cioè con il dito di presa verticale, l’aria compressa alimentata attraverso la prima ghiera provoca l’arretramento del pistone verso la seconda ghiera. In questa fase la molla viene compressa contro la seconda ghiera e il piede del pistone spinge in rotazione il dito di presa fino a portarlo in posizione di chiusura, dove rimane per tutto il tempo in cui l’aria compressa è alimentata alla pinza. Nel momento in cui l’alimentazione viene interrotta e la pressione all’interno della pinza diminuisce per effetto dello sfiato dell’aria compressa, la molla riporta il pistone in posizione di apertura.

Le pinze oggi disponibili presentano alcuni limiti. In primo luogo i tempi di assemblaggio sono lunghi, per via del fatto che le ghiere devono essere attrezzate con le rispettive guarnizioni, centrate rispetto alle corrispondenti estremità del corpo tubolare della pinza, e quindi avvitate avendo cura di rispettare una specifica coppia di serraggio.

Secondariamente, le ghiere costituiscono spesso il punto debole delle pinze. Le pinze devono sopportare milioni di cicli di funzionamento; a volte si verificano rotture in corrispondenza delle ghiere, ad esempio si rompe la filettatura che le mantiene bloccate sul corpo della pinza, e viene meno quindi la tenuta pneumatica.

Non ultimo, considerato che le pinze sono realizzate in diverse taglie per offrire una varietà di potenze, si rende necessario per il costruttore disporre di un numero di ghiere a magazzino sufficienti a permettere l’assemblaggio di tutte le nuove pinze e le riparazioni delle pinze usate.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una pinza mono-dito migliorata, cioè priva dei limiti sopra descritti.

Un altro scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un metodo di fabbricazione della pinza mono dito migliorata.

In un primo aspetto la presente invenzione concerne pertanto una pinza pneumatica angolare mono-dito secondo la rivendicazione 1.

In particolare la pinza comprende un corpo, nel quale sono alloggiati un pistone e una molla, e un dito di presa incernierato al corpo. Il corpo è tubolare e presenta una prima estremità collegabile ad una linea esterna di alimentazione di aria compressa, e una seconda estremità in corrispondenza della quale è incernierato il dito di presa.

Il pistone è movibile alternativamente nel corpo in risposta alla forza esercitata dall’aria compressa in una direzione e dalla molla in direzione opposta, che ha la funzione di molla di richiamo.

Il dito di presa è spinto in rotazione dal pistone tra una posizione aperta, longitudinale rispetto al corpo, e una posizione chiusa, trasversale o angolata rispetto al corpo.

Vantaggiosamente, a differenza delle soluzioni tradizionali, la prima e la seconda estremità non sono ghiere avvitate al corpo della pinza, ma al contrario sono parti integranti del corpo.

Questa soluzione permette di superare i limiti delle pinze oggi disponibili e permette di massimizzare le prestazioni in termini di rigidezza torsionale e flessionale, durata e affidabilità.

Preferibilmente il corpo è ottenuto lavorando una barra o un tubo con macchine utensili, ad esempio un tornio e/o una fresatrice, realizzando le due estremità direttamente dal pieno.

Preferibilmente la prima estremità ha forma di connettore per linee ad aria compressa, e presenta un foro di accesso per l’aria compressa verso l’interno del corpo. Nel foro è consigliabile posizionare un riduttore di portata.

Preferibilmente la seconda estremità è lavorata con macchine utensili per ricavare quanto è necessario per incernierare un dito di presa al corpo della pinza. In particolare nella seconda estremità viene ricavata la sede per un perno con funzione di cerniera del dito di presa.

Nella forma di realizzazione preferita la pinza comprende un tappo inseribile nella seconda estremità per bloccare il pistone e la molla nel corpo. Il tappo è preferibilmente bloccabile a scatto nella seconda estremità ed è provvisto di un’apertura passante attraverso la quale si estende una porzione del pistone alla quale il dito di presa è vincolato; in questo modo il pistone trasmette i movimenti al dito di presa.

In un secondo aspetto la presente invenzione concerne un metodo, secondo la rivendicazione 11, di fabbricazione della pinza mono-dito descritta sopra.

Il metodo non prevede che le estremità del corpo della pinza vengano chiuse con ghiere o altri componenti assemblati. Le estremità del corpo della pinza sono parti integranti del corpo stesso, con i vantaggi descritti sopra.

Elenco delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista in prospettiva e in sezione parziale di una pinza pneumatica mono-dito secondo la tecnica nota;

- la figura 2 è una vista in prospettiva e in sezione parziale di una pinza pneumatica mono-dito secondo la presente invenzione;

- la figura 3 è una vista esplosa della pinza monodito mostrata in figura 2.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

La figura 1 mostra una pinza pneumatica mono-dito 1’ secondo la tecnica nota. Come anticipato sopra, la pinza 1’ comprende un corpo 2’ che è sostanzialmente un tubo in alluminio 2’ con le estremità filettate. Tali estremità sono chiuse da corrispondenti ghiere in plastica 3’ e 4’ avvitate al corpo 2’ della pinza. Attraverso la prima ghiera 3’, quella inferiore in figura 1, si estende il condotto che permette di alimentare aria compressa nel corpo 2’. Un pistone 5’ è scorrevolmente inserito nel corpo 2’ in modo da definire un accoppiamento tipo cilindropistone. Un singolo dito di presa 6’ è incernierato alla seconda ghiera 4’, quella superiore in figura 1, ed è vincolato al pistone, che in questo modo ne comanda la rotazione tra la posizione di apertura mostrata in figura 1 e la posizione di chiusura, non mostrata, secondo il senso indicato dalla freccia.

La figura 2 mostra una forma di realizzazione della pinza 1 secondo presente invenzione. A differenza delle soluzioni secondo la tecnica nota, la pinza 1 non prevede le due ghiere inferiore e superiore 3’ e 4’. Il corpo 2 è un singolo pezzo ottenuto senza assemblare altri componenti.

Più in dettaglio, il corpo 2 è ottenuto a partire da una barra che viene sottoposta a lavorazioni meccaniche, ad esempio tornitura, per sagomare e ottenere la parte inferiore 3 e la parte superiore 4.

La parte inferiore 3 è esternamente configurata come un innesto che permette l’accoppiamento a una linea esterna di aria compressa ed internamente prevede il canale di alimentazione dell’aria 7, nel quale è posizionato un riduttore 8.

La parte superiore 4 è conformata per alloggiare in parte il dito di presa 6. Il dito di presa 6 è girevole rispetto alla porzione superiore 4 su un perno 9 inserito nella stessa porzione 4, in modo da risultare sghembo rispetto all’asse del pistone 5 che si muove nel corpo 2.

Disponendo di porzioni inferiore 3 e superiore 4 integrali, cioè realizzate di pezzo, con il corpo 2, si superano i limiti delle soluzioni tradizionali.

Innanzitutto non si corre il rischio di incappare nella rottura delle ghiere o delle relative filettature. Inoltre la pinza 1 nel suo complesso è più rigida rispetto alla pinza 1’ secondo la tecnica nota e a parità di ingombri può sopportare pressioni maggiori dell’aria compressa. Ne deriva quindi anche una maggiore vita utile.

Come verrà ora spiegato con riferimento alla figura 3, la pinza 1 è più semplice da costruire rispetto alle pinze 1’ secondo la tecnica nota.

Con riferimento alla figura 3, che mostra una vista esplosa della pinza mono-dito 1, l’assemblaggio prevede semplicemente l’inserimento della maggior parte dei componenti nel corpo 2 della pinza 1.

Con il riferimento 12 è indicato un magnete, opzionale, che ha la funzione di azionare sensori magnetici opzionali esterni (fissabili con fascette al corpo della pinza), e con il riferimento 13 è indicata una guarnizione che viene calzata sulla testa del pistone 5 prima del relativo inserimento nel corpo 2.

Una volta che il pistone 5 è stato inserito nel corpo 2, si procede a inserire anche la molla 10. L’estremità superiore del corpo 2 viene parzialmente chiusa da un tappo 11 che è provvisto di sporgenze 15 destinate a inserirsi a scatto in corrispondenti fori 16 ricavati nella porzione superiore 4 del corpo 2 della pinza 1. Il tappo 11 impedisce la fuoriuscita del pistone 5 e della molla 10 dal corpo 2 e al tempo stesso costituisce il riscontro superiore della molla 10, permettendone la compressione.

Il piede del pistone 5 presenta una sede allungata, o asola, 14 destinata ad accogliere il perno 9. Una volta che il tappo 11 è stato bloccato sul corpo 2 della pinza 1, si procede a vincolare il dito di presa 6 utilizzando i due perni 9 e 17. Il perno 9 definisce la cerniera con la porzione superiore 4 e il perno 17 viene usato per vincolare il dito di presa 6 all’asola 14 del piede del pistone 5.

In questo modo l’assemblaggio si conclude rapidamente e senza l’uso di particolari attrezzi e delle ghiere.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Una pinza (1) pneumatica angolare mono-dito, comprendente un corpo (2), un pistone (5) e una molla (10) alloggiati in detto corpo (2), e un dito di presa (6) incernierato al corpo (2), in cui il corpo (2) è tubolare e presenta una prima estremità (3), collegabile ad una linea esterna di alimentazione di aria compressa, e una seconda estremità (4), in corrispondenza della quale è incernierato il dito di presa (6), e in cui il pistone è movibile alternativamente nel corpo (2) in risposta alla forza esercitata dall’aria compressa in una direzione e dalla molla (10) in direzione opposta, e in cui il dito di presa (6) è spinto in rotazione dal pistone (5) tra una posizione aperta, longitudinale rispetto al corpo (2), e una posizione chiusa, trasversale rispetto al corpo (2), caratterizzata dal fatto che la prima e la seconda estremità (3, 4) sono integrali al resto del corpo (2), cioè non sono componenti assemblati al corpo (2).
2. Pinza (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo (2) è ottenuto lavorando con macchine utensili una barra o un tubo, realizzando direttamente dal pieno le due estremità (3, 4).
3. Pinza (1) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui il corpo (2) è in alluminio.
4. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-3, in cui la prima estremità (3) ha forma di connettore per linee ad aria compressa, e presenta un foro (7) di accesso per l’aria compressa verso l’interno del corpo (2).
5. Pinza (1) secondo la rivendicazione 4, in cui nel foro (7) è posizionato un riduttore di portata (8).
6. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-5, in cui la seconda estremità (4) comprende una sede di ricezione di un perno (9), tangenziale rispetto alla circonferenza del corpo (2) e sghembo rispetto all’asse di spostamento del pistone (5), in cui il dito di presa (6) è vincolato a detto perno (9).
7. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-6, in cui il dito di presa (6) è vincolato al pistone (5) per mezzo di un perno (17) scorrevole in un’asola (14) del pistone (5) stesso.
8. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-7, comprendente un tappo (11) inserito nella seconda estremità (4) per bloccare il pistone (5) e la molla (10) nel corpo (2), in cui il tappo (11) è provvisto di un’apertura passante attraverso la quale si estende una porzione del pistone alla quale il dito di presa (6) è vincolato.
9. Pinza (1) secondo la rivendicazione 8, in cui il tappo (11) è inseribile a scatto nella seconda estremità (4) della pinza (1).
10. Pinza (1) secondo la rivendicazione 9, in cui la seconda estremità (4) è provvista di fori o nicchie 16, nelle quali si innestano a scatto corrispondenti sporgenze (15) che si estendono a sbalzo dalla superficie del tappo (11).
11. Un metodo per fabbricare una pinza (1) pneumatica angolare mono-dito, comprendente le fasi: a) realizzare il corpo (2) della pinza come una lunghezza di un tubo avente una prima estremità (3) e una seconda estremità (4), b) lavorare con macchine utensili la prima estremità (3) per farle assumere la forma/funzione di connettore per linee di aria compressa e la seconda estremità (4) per ricavare dal pieno una sede di un perno (9) per incernierare un dito di presa (6) al corpo (2) della pinza; c) inserire nel corpo (2) un pistone (5) e una molla (10), attraverso la seconda estremità (4); d) intercettare la seconda estremità (4) con un tappo (11) dimodoché solo una parte (14) del pistone (5) risulti esposta e scorrevole rispetto al tappo (11) stesso; e) incernierare un dito di presa (6) al corpo (2) per mezzo del perno (9), e f) vincolare il pistone (5) al dito di presa (6) in corrispondenza della porzione (14) che fuoriesce dal tappo (11).