IT201800010872A1 - Macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico - Google Patents

Description

MACCHINA RULLATRICE PER FORMARE UNA FILETTATURA SU DI UN CORPO CILINDRICO

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione concerne una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, secondo il preambolo della rivendicazione principale indipendente.

La macchina rullatrice di cui trattasi si inserisce nel settore industriale delle lavorazioni meccaniche di precisione realizzate mediante deformazione plastica a freddo ed in grado di conferire ai componenti metallici lavorati elevate prestazioni meccaniche in particolare di tenacità e di resistenza alla fatica.

La macchina ed il metodo oggetto dell'invenzione sono vantaggiosamente destinati ad essere impiegati per realizzare filettature su corpi cilindrici metallici quali alberi, barre, aste ecc.

Stato della tecnica

Sono attualmente disponibili sul mercato, macchine rullatrici dotate di una struttura portante su cui sono montate due o più teste operative ciascuna con associato un corrispondente rullo formatore avente perifericamente ricavata una prima filettatura, per realizzare un’impronta, ovvero una corrispondente seconda filettatura, sul corpo cilindrico da formare. Le lavorazioni superficiali dei singoli rulli formatori cooperano tra loro in successione per deformare plasticamente la superficie del corpo cilindrico da lavorare posto lungo un asse centrale di lavoro della macchina e per realizzare su di esso il profilo della filettatura desiderata.

Pertanto, l’impronta lasciata dai rulli formatori forma la filettatura finale desiderata per il corpo cilindrico ed in particolare, come è noto, la filettatura è sostanzialmente costituita da un solco elicoidale realizzato sulla parete esterna cilindrica del corpo cilindrico da lavorare.

In questo modo, il corpo cilindrico dotato della suddetta filettatura finale desiderata è suscettibile di accoppiarsi mediante accoppiamento di forma con una madre-vite dotata internamente di una omologa filettatura.

Nel seguito verrà indicata con l’espressione “corpo cilindrico” il pezzo od organo meccanico da formare, sia esso un albero, una barra, un’asta od un altro corpo metallico cilindrico su cui si vuole realizzare l’impronta mediante deformazione plastica a freddo. Come è noto, la formatura mediante macchina rullatrice con deformazione plastica a freddo permette di produrre corpi cilindrici dotati di filettatura meccanicamente particolarmente resistenti. Infatti, le catene cristalline metalliche, ad esempio in acciaio, del corpo da lavorare con la deformazione non vengono tagliate, come accade invece in un tradizionale processo di fresatura, ma deformate progressivamente fino ad ottenere l’impronta necessaria.

Le macchine rullatrici sono in grado di conferire, grazie alla loro lavorazione a freddo, al corpo cilindrico proprietà di forgiatura che aumentano la resistenza a fatica del metallo di cui è costituito il corpo cilindrico nonché aumentano il carico statico alla base del filetto.

Più in dettaglio, le macchine rullatrici di tipo noto comprendono alberi portautensili motorizzati su cui sono calettati i rulli formatori che in questo modo sono azionati a ruotare attorno al proprio asse di rotazione.

Inoltre, le macchine rullatrici comprendono teste operative che portano montati corrispondenti rulli formatori e che sono comandate a spostarsi da corrispondenti attuatori lineari lungo assi trasversali e sostanzialmente perpendicolare all’asse di lavoro, per imprimere, mediante compressione, con la sua filettatura dei rulli formatori, un’impronta sul corpo metallico da formare.

L'impronta della filettatura rilasciata da ciascun rullo formatore sul corpo metallico da lavorare deve riprendere in maniera estremamente precisa l’impronta effettuata dalla filettatura del precedente rullo formatore per comporre la filettatura finale desiderata sul corpo metallico da lavorare come successione di lavorazioni di filettatura.

Come è noto operativamente, ciascun rullo formatore durante la fase di formatura avanza progressivamente verso il corpo cilindrico per affondare la sua filettatura sulla superficie esterna del corpo cilindrico medesimo; in questo modo parte del materiale del corpo cilindrico viene spostato sulla sua superficie esterna per lasciare spazio all’impronta definente la filettatura.

Le operazioni di formazione vengono controllate tramite un’unità di controllo logico ad esempio del tipo a controllo numerico diretto da un computer esterno (CNC).

Più in dettaglio la testa operativa è dotata di diverse regolazioni per consentire alla filettatura di agire nel migliore dei modi sul corpo cilindrico da formare.

Allo scopo, ciascuna testa operativa comprende un gruppo di sostegno solidale allo stelo mobile dell'attuatore lineare ed una piastra porta mandrino, la quale supporta il corrispondente rullo formatore ed è meccanicamente connessa al gruppo di sostegno mediante un perno di rotazione sostanzialmente orizzontale.

Quest'ultimo consentire al rullo formatore di ruotare lungo un asse orizzontale per variare l'angolazione dell'asse del rullo formatore rispetto all'asse centrale di lavoro della macchina.

La regolazione dell'angolazione tra l'asse di lavoro e quindi l'asse del corpo cilindrico da formare e l'asse dei rulli formatori ha lo scopo di consentire di variare la componente della forza di trascinamento del corpo cilindrico lungo l'asse di lavoro esercitata dai rulli formatori.

A sua volta il gruppo di sostegno è formato da un corpo di guida fissato allo stelo dell'attuatore lineare, e da un corpo di slitta su cui è montato il rullo formatore. Il corpo di slitta è azionabile a scorrere sul corpo di guida girando attorno ad un asse verticale. Sono inoltre presenti secondi mezzi di fissaggio per bloccare amovibilmente il corpo di slitta rispetto al corpo di guida nella posizione angolare selezionata.

Tali mezzi di fissaggio comprendono solitamente delle viti, il cui gambo si impegna in fori filettati ricavati frontalmente sul corpo di guida, ed attraversa delle asole passanti ricavate nel corpo di slitta fino a fuoriuscire da esse con una testa. Le asole consentono lo spostamento relativo del corpo di slitta sul corpo di guida mentre la testa è destinata a fare presa sulla superficie esterna del corpo di slitta una volta definita la corretta posizione relativa tra i due corpi.

La regolazione dell'angolazione della slitta e quindi del rullo formatore attorno ad un asse verticale ha invece lo scopo di variare l'azione di incisione dei primi anelli di filettatura del rullo formatore sul corpo cilindrico da lavorare. Mentre la regolazione per variare la componente della forza di trascinamento del corpo cilindrico comporta spostamenti lungo del rullo formatore su un piano parallelo all'asse di lavoro ovvero all'asse del corpo cilindrico da lavorare, in questo caso la regolazione per variare l'imbocco del rullo formatore sul corpo da lavorare comporta di inclinare leggermente il piano contenente l'asse del rullo formatore rispetto al piano contenente l'asse di lavoro, rendendo i due piano non più paralleli ma leggermente divergenti.

Sono inoltre presenti mezzi di fissaggio per bloccare amovibilmente il corpo di slitta sul corpo di guida nella posizione angolare selezionata.

Più in dettaglio, al fine di consentire al rullo formatore di attaccare il corpo cilindrico realizzando le prime impronte è previsto un aiuto all'imbocco attraverso primi anelli di filettatura sul rullo formatore di profondità inferiore e via via crescente man mano che ci si sposta dall'estremità di imboccatura del rullo verso una sua porzione più centrale. In altre parole ad esempio nel caso di corpi da lavorare particolarmente duri si preferisce che il rullo formatore inizi la sua azione con i primi giri di filettatura in maniera meno incisiva per preservare tali primi anelli di filettatura. Ciò è ottenuto divaricando leggermente ad esempio l'asse dei rulli formatori per creare un invito per l'ingresso del corpo cilindrico da formare.

Le macchine rullatrici di tipo noto comprendo quindi mezzi di regolazione per spostare il corpo di slitta, su cui è montato il rullo formatore, rispetto al corpo di guida, che è fissato allo stelo dell'attuatore lineare. In questo modo, è possibile variare l'angolo di imbocco del rullo formatore sul corpo cilindrico da lavorare.

A fine di valutare l'inclinazione del rullo formatore ovvero del corpo di slitta che lo supporta rispetto al corpo di guida ovvero rispetto alla direzione fissa dell'asse di lavoro longitudinale del corpo cilindrico, sono previsti mezzi di rilevamento costituiti da delle tacche sul corpo di slitta che possono essere lette rispetto ad un riscontro sul corpo di guida per definire la posizione relativa tra i due corpi e quindi per definire l'angolazione assunta dal rullo formatore.

Le macchine rullatrici del tipo noto sopra descritto si sono rilevate nella pratica non scevre di inconvenienti.

Il principale inconveniente di queste macchine di tipo noto risiede nel fatto che i mezzi di rilevamento a tacche e riscontro del tipo sopra brevemente descritto sono poco precisi e non consentono un ottimale posizionamento del rullo formatore rispetto al corpo cilindrico su cui devono andare ad incidere l'impronta della filettatura con una precisa angolazione relativa.

Si deve infatti tenere presente che gli spostamenti richiesti sono estremamente piccoli e difficilmente leggibili con mezzi di rilevamento a tacche e riscontro.

Un ulteriore inconveniente di queste macchine di tipo noto risiede nel fatto che i mezzi di fissaggio attualmente impiegati per bloccare amovibilmente il corpo di slitta rispetto al corpo di guida nella posizione angolare selezionata, non consentono a loro volta precisione nell'impostare la posizione angolare desiderata del rullo formatore.

Infatti le teste delle viti tendono a creare un'impronta sulla slitta che tende a riportare la slitta nella posizione dettata dall'impronta specialmente nel caso di piccoli spostamenti di regolazione.

Inoltre agire su tali mezzi di fissaggio per sbloccarli e consentire la regolazione dell'angolazione del rullo formatore ovvero per bloccarli per fissare la posizione raggiunta dal rullo formatore sono operazioni piuttosto disagevoli da realizzare dovendo l'operatore andare ad agire frontalmente al corpo di guida ove è già presente l'ingombro del rullo formatore.

Presentazione dell’invenzione

In questa situazione il problema alla base della presente invenzione è pertanto quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalle soluzioni di tipo noto sopra citate mettendo a disposizione una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, la quale consenta di realizzare una precisa regolazione angolare della posizione del rullo formatore rispetto al corpo cilindrico da lavorare così da consentire al rullo formatore di imboccare in maniera ottimale il corpo cilindrico con i suoi primi anelli di filettatura.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, la quale consenta di bloccare il rullo formatore nella posizione angolare predefinita in maniera precisa.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, la quale consenta di bloccare il rullo formatore nella posizione angolare predefinita in maniera agevole per un operatore.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una macchina rullatrice, la quale sia semplice ed economica da realizzare.

Questi ed altri scopi ancora vengono tutti raggiunti dalla macchina e dal procedimento entrambi oggetto della presente invenzione secondo le rivendicazioni allegate.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche della presente invenzione, secondo i suddetti scopi, sono riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento alle figure allegate, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa in cui:

- la figura 1 mostra una vista prospettica frontale della macchina rullatrice oggetto della presente invenzione;

- la figura2 mostra una vista prospettica di una porzione anteriore della macchina di figura 1 all'inizio della fase di lavorazione di un corpo cilindrico;

- la figura 3 mostra un particolare della macchina rullatrice di figura 1 relativo ad una testa operativa montata su di un attuatore lineare in una vista prospettica anteriore; - la figura 4 mostra la testa di figura 3 in una vista prospettica posteriore;

- la figura 5 mostra un particolare della macchina rullatrice di figura 1 relativo a due teste operative in vista in pianta e disposte con asse di rotazione dei rulli convergenti; - la figura 6 mostra una vista prospettica in sezione del particolare della macchina rullatrice di figura 3 effettuata lungo un piano longitudinale verticale passante per l'asse di avanzamento di detto attuatore lineare;

- la figura 7 mostra una vista prospettica di un particolare della macchina rullatrice relativo ad un corpo di slitta (denominato bombè nel gergo del settore);

- la figura 8 mostra una vista prospettica in sezione del particolare della macchina rullatrice di figura 3 effettuata lungo un piano longitudinale orizzontale passante per l'asse di avanzamento di detto attuatore lineare ed in accordo con una prima forma realizzativa di previsti mezzi di regolazione dell'inclinazione del rullo formatore; - la figura 9 mostra una vista prospettica in sezione del particolare della macchina rullatrice di figura 3 effettuata lungo un piano longitudinale orizzontale passante per l'asse di avanzamento di detto attuatore lineare ed in accordo con una seconda forma realizzativa dei previsti mezzi di regolazione dell'inclinazione del rullo formatore; - le figure 10 e 11 mostrano il corpo a slitta di figura 7 in due differenti posizioni angolari rispetto ad un corpo di guida della testa operativa ella macchina rullatrice secondo l'invenzione;

- la figura 12 mostra un particolare del rullo formatore in una vista in sezione longitudinale della sua filettatura.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento agli uniti disegni è stata indicata nel suo complesso con 1 una macchina rullatrice per formare filettature su corpi cilindrici in accordo con la presente invenzione.

Essa è generalmente destinata ad essere impiegata per realizzare trattamenti di filettatura o altre impronte su corpi cilindrici di organi meccanici quali alberi, barre, aste ecc. per le più svariate applicazioni.

I suddetti trattamenti sono ottenuti, in modo di per sé noto e tradizionale, mediante deformazione plastica a freddo della superficie del corpo cilindrico da formare ponendolo in compressione tra più rulli formatori posti perifericamente rispetto al corpo cilindrico stesso.

Nel seguito pertanto sarà richiamato con l’espressione “corpo cilindrico” il pezzo o l’organo meccanico su cui si vuole realizzare una lavorazione di filettatura come ad esempio un albero, una barra, un’asta od un altro organo cilindrico ancora.

Le filettature sono ottenute, in modo di per sé noto e tradizionale, mediante deformazione plastica a freddo della superficie del corpo cilindrico da formare ponendo lo stesso corpo cilindrico in compressione tra più rulli formatori 6 posti perifericamente rispetto al corpo cilindrico stesso che risulta pertanto centrato rispetto ai rulli formatori. Più in dettaglio, la macchina rullatrice 1 è provvista di una struttura portante 2 destinata ad essere appoggiata a terra, a cui sono meccanicamente associate almeno due teste operative 60, le quali hanno meccanicamente associati dei corrispondenti suddetti rulli formatori 6, i quali, come descritto in dettaglio nel seguito, agiscono con la loro filettatura contro la superficie laterale del corpo cilindrico da formare essendo azionati a lavorare ruotando, in prima approssimazione attorno ad assi paralleli tra loro, in un comune verso di rotazione, ed in compressione sulla stessa superficie laterale del corpo cilindrico da formare.

La struttura portante 2 è ottenuta mediante un’intelaiatura metallica tra una parte anteriore, da cui avviene l'alimentazione del corpo cilindrico da formare ed una parte posteriore in cui sono generalmente previste le motorizzazioni dei rulli formatori 6. Tra tali parti anteriore e posteriore è quindi individuabile un asse centrale di lavoro A in corrispondenza del quale è sostanzialmente coassialmente disponibile il corpo cilindrico C da formare.

In accordo con la forma realizzativa delle allegate figure, la struttura portante 2 si sviluppa longitudinalmente tra una parete anteriore 3 ed una parete posteriore 4, vantaggiosamente provviste ciascuna di una apertura centrale 5 per il passaggio del corpo cilindrico C da lavorare.

L’asse centrale di lavoro A è disposto ortogonalmente alla parete anteriore 3 ed alla parete posteriore e passa al centro delle suddette aperture 5, le quali sono quindi attraversate dal corpo cilindrico C da lavorare.

Ciascuno dei due rulli formatori 6 è azionabile a ruotare attorno al proprio asse di rotazione Z ed è dotato perifericamente di una prima filettatura 8 avente almeno un primo filetto sviluppantesi attorno all’asse di rotazione Z.

I rulli formatori 6 sono suscettibili di deformare plasticamente il corpo cilindrico C disponibile lungo un asse centrale di lavoro A della macchina 1 interposto tra i rulli formatori 6, per formare sul corpo cilindrico C da lavorare una seconda filettatura dotata di almeno un secondo filetto sostanzialmente controsagomato rispetto al primo filetto dei rulli formatori 6.

Ciascun rullo formatore 6 è costituito, in maniera di per sé tradizionale, da un corpo cilindrico, preferibilmente in acciaio, dotato di un asse centrale di simmetria che corrisponde al suo asse di rotazione Z, ed è dotato perifericamente della prima filettatura 8 formata da almeno un primo filetto.

Con il termine filetto si dovrà intendere nel seguito un’unica nervatura in rilievo a forma di spirale predisposta sulla superficie cilindrica esterna di ciascun rullo formatore 6. La prima filettatura 8 di ciascun rullo formatore 6 potrà essere costituita da un unico filetto o da più filetti affiancati e paralleli. Con il termine filettatura si intenderà quindi un filetto se singolo o l’insieme di più filetti che si sviluppano sulla superficie laterale esterna dei rulli formatori 6. Unicamente per semplicità di esposizione nel seguito verrà considerata la filettatura composta da un unico filetto cosicché tali termini coincidano così come il riferimento “8”, tuttavia ovviamente la prima filettatura 8 potrà essere composta da più filetti senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa.

Ciascun filetto 8 si estende senza soluzione di continuità con una forma di spirale che si sviluppa avvolgendosi sulla superficie esterna del rullo formatore 6 avanzando lungo il suo asse longitudinale Z di sviluppo e di rotazione.

Ciascun filetto 8 appare formato, in una direzione longitudinale di lettura parallela al suo asse Z, da una successione di profili 12 (con particolare riferimento alla allegata figura 13) che ovviamente sono circonferenzialmente collegati tra loro senza soluzione di continuità a formare un unico filetto 8 avvolto a spirale.

Il filetto 8 ha sezione trasversale rispetto al suo sviluppo a spirale di forma ad esempio approssimativamente triangolare o trapezoidale con creste esterne 24 rastremate rispetto ad una base allargata. In corrispondenza delle creste 24, il raggio del rullo formatore 6 è massimo, mentre in corrispondenza di fondi 10 che si alternano alle creste 24, il raggio dei rulli formatori 6 è minimo.

Le creste 24 ed i fondi 10 sono raccordati da fianchi 32 inclinati. Il passo P della filettatura rimane definito dalla distanza assiale tra due creste 24 in successione mentre la distanza radiale tra le creste 24 ed i fondi 10 definisce la profondità L della filettatura 8.

Il filetto 8 si sviluppa pertanto sulla superficie periferica esterna del rullo 6 ed attorno all’asse di rotazione Z con uno sviluppo elicoidale e con caratteristiche di forma e di passo che variano a seconda delle esigenze applicative del corpo cilindrico da formare. In accordo con l’esempio illustrato nelle allegate figure, la macchina 1 prevede due rulli formatori 6, posti a 180 gradi l’uno dall’altro.

La macchina potrà ovviamente prevedere un numero diverso di rulli formatori 6, in particolare tre rulli formatori 6 disposti a 120 gradi l’uno dall’altro, senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa.

Secondo l’invenzione, i rulli formatori 6 sono atti a deformare plasticamente a freddo il corpo cilindrico da formare posizionato lungo l’asse centrale di lavoro A della macchina e supportato in tale posizione, per formare una seconda filettatura dotata di almeno un secondo filetto sostanzialmente controsagomato rispetto al primo filetto di detti rulli formatori 6.

La macchina 1 comprende inoltre due o più attuatori lineari 7 montati sulla struttura portante 2, ciascuno meccanicamente collegato ad un corrispondente rullo formatore 6 della testa operativa 60 per spostarlo lungo un rispettivo primo asse trasversale R sostanzialmente perpendicolare all’asse di lavoro A.

Gli attuatori lineari 7 azionano i rulli formatori 6 a traslare lungo i primi assi trasversali R in avvicinamento ed in allontanamento rispetto all’asse centrale di lavoro A e conseguentemente rispetto al corpo cilindrico da formare.

Allo scopo, i rulli formatori 6 sono posizionati attorno all’asse centrale di lavoro A con i loro assi di sviluppo e di rotazione Z, che solo in prima approssimazione sono sostanzialmente paralleli all’asse centrale di lavoro A e ad una distanza radiale regolabile grazie all’azionamento degli attuatori lineari 7. Più precisamente gli assi Z dei rulli formatori 6 sono leggermente inclinabili su piani sostanzialmente paralleli all'asse centrale di lavoro A per determinare l'avanzamento del corpo cilindrico da lavorare.

Più in dettaglio, in accordo con la forma realizzativa illustrata nelle allegate figure, gli attuatori lineari 7 sono ottenuti con attuatori idraulici, in particolare pistoni idraulici, orientati con l’asse di spostamento allineato con il primo asse trasversale R di movimentazione del corrispondente rullo formatore 6 e passante per l’asse di lavoro A. Ciascun attuatore idraulico 7 è vantaggiosamente dotato di un corpo cilindrico cavo fissato alla parete anteriore 3 della struttura portante 2 della macchina 1.

All’interno del corpo cilindrico cavo è scorrevolmente montato lungo il primo asse trasversale R un pistone dotato di uno stelo mobile 9, che supporta meccanicamente la corrispondete testa operativa 60.

L’attuatore idraulico 7 è collegato ad un impianto idraulico di olio in pressione atto a spostare lo stelo 9 ed il rullo formatore 6 da esso supportato lungo tale primo asse trasversale R nonché per porre il rullo formatore 6 in pressione con una forza regolabile contro la superficie esterna del corpo cilindrico da formare.

Vantaggiosamente il collegamento meccanico tra i rulli formatori 6 e gli attuatori lineari 7 avviene attraverso organi meccanici che consentono almeno due regolazioni come descritto in dettaglio nel seguito.

Vantaggiosamente, sono ulteriormente previsti mezzi motori predisposti sulla struttura portante 2 nella parte posteriore della macchina 1 (di tipo di per sé noti e non illustrati nelle allegate figure), meccanicamente collegati ai rulli formatori 6 per trascinarli in rotazione in appoggio sul corpo cilindrico da formare così da imprimere sulla sua superficie esterna la suddetta deformazione plastica a freddo.

Allo scopo, i rulli formatori 6 presentano una sede, ad esempio un foro passante realizzato lungo il loro asse di sviluppo longitudinale Z, in cui si inserisce in rapporto di accoppiamento un albero portautensile 29, collegato mediante una trasmissione ai mezzi motori.

Questi ultimi sono ad esempio ottenuti con motori elettrici in particolare di tipo brushless, ciascuno associato ad un corrispondente rullo formatore 6, e dotato di albero motore collegato all’albero portautensili mediante una trasmissione a giunto cardanico 27, in accordo con la particolare forma realizzativa illustrata nelle allegate figure.

I mezzi motori, ed in particolare i motori brushless, sono in grado di controllare precisamente la velocità di rotazione dei propri alberi e la loro posizione angolare (e quindi del rullo formatore che trascinano in rotazione) rispetto ad una posizione angolare di riferimento.

Come è noto, i cardani 27 interposti tra gli alberi motore e gli alberi portautensili 29 permettono la trasmissione della rotazione senza la necessaria condizione di allineamento degli alberi motori con gli assi dei rulli formatori 6, che possono pertanto ruotare a distanze diverse dall’asse centrale di lavoro A nonché possono presentare una inclinazione rispetto agli assi di rotazione degli alberi motore.

La combinazione dell’azione di compressione trasversale dovuta agli attuatori lineari 7 che portano in compressione i rulli formatori 6 sul corpo cilindrico da formare, e del moto di rotazione dei rulli formatori 6 attorno al loro asse di rotazione Z dovuta ai mezzi motori consente di deformare plasticamente il corpo cilindrico posto lungo l’asse centrale di lavoro A, realizzando sulla sua superficie esterna periferica delle impronte progressive fino ad ottenere la filettatura desiderata.

Vantaggiosamente, in accordo con la forma realizzativa della macchina 1 illustrata nelle allegate figure, sono previsti due rulli formatori 6 disposti a 180° l’uno dall’altro rispetto all’asse di lavoro A in modo tale da distribuire equamente gli sforzi sul corpo cilindrico da formare.

La macchina rullatrice 1 oggetto della presente invenzione comprende inoltre una base di supporto 14 meccanicamente collegata alla struttura portante 2, è sostanzialmente interposta tra i rulli formatori 6 ed è destinata a supportare meccanicamente il corpo cilindrico per la sua deformazione plastica.

Più in dettaglio, la testa operativa 60 comprende un gruppo di sostegno 61, solidale allo stelo mobile 9 dell'attuatore lineare 7, ed una piastra porta mandrino 62, la quale supporta il corrispondente rullo formatore 6 ed è meccanicamente connessa al gruppo di sostegno 61.

Il gruppo di sostegno 61 comprende un corpo di guida 610 il quale è fissato allo stelo 9 dell'attuatore lineare 7, e presenta una prima superficie di scorrimento 611 concava dotata di un primo raggio di curvatura. Il gruppo di sostegno 61 comprende inoltre anche un corpo di slitta 612, meccanicamente connesso alla piastra porta mandrino 62 e presentante una seconda superficie di scorrimento 613 convessa dotata di un secondo raggio di curvatura sostanzialmente coincidente con il primo raggio di curvatura. Le due superfici di scorrimento 611 e 613 sono contrapposte accoppiate ed a contatto tra loro per almeno parte della loro estensione essendo sostanzialmente controsagomate.

Il corpo di slitta 612 è azionabile a scorrere rispetto al corpo di guida 610 con percorso arcuato ruotando attorno ad un asse di regolazione V ortogonale ad un piano operativo P definito dall'asse trasversale R e dall'asse di lavoro A, ovvero attorno all'asse passante per il centro comune 100 dei due raggi di curvatura delle due superfici 611 e 613.

Allo scopo, sono previsti primi mezzi di movimentazione 614 per spostare il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 attorno al suddetto asse di regolazione V, come meglio precisato nel seguito.

Durante tale rotazione le suddette prima e seconda superficie di scorrimento 611 e 613 rimangono a contatto strisciante tra loro.

La macchina rullatrice 1 comprende inoltre mezzi di rilevamento 13 per definire la posizione relativa del corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610.

In accordo con l'idea alla base della presente invenzione, tali mezzi di rilevamento 13 comprendono almeno una superficie di misura 14 facente parte del corpo di slitta 612, la quale è inclinata rispetto al piano operativo P, ed almeno un sensore 15 montato fisso sul corpo di guida 610 ed atto a rilevare la sua distanza dalla superficie di misura 14 inclinata.

Tale distanza è indicativa della posizione angolare assunta dal corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 attorno all'asse di regolazione V.

In particolare tale sensore 15 è vantaggiosamente connesso ad una unità di controllo logico non illustrata, la quale correla la distanza del sensore 15 dalla superficie di misura 14 alla posizione angolare del assunta dal corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 attorno all'asse di regolazione V.

Per una maggiore precisione l'inclinazione della superficie di misura 14 potrà essere particolarmente marcata e, ad esempio compresa nell'intervallo 30 gradi - 70 gradi. Pertanto l'invenzione consente in modo semplice di conoscere la posizione angolare del corpo di slitta 612 grazie ad un sensore in grado di leggere una distanza di una sua superficie di misura inclinata 14..

Ad esempio, in accordo con una forma realizzativa preferenziale della presente invenzione tale sensore 15 è un sensore ottico, in particolare laser, il quale ad esempio è focalizzato per rilevare distanze comprese all’interno di un intervallo di 10-250 mm. In accordo con l'esempio realizzativo di macchina rullatrice 1 riportato negli uniti disegni, la superficie di misura inclinata 14 è realizzata mediante una prima scanalatura 16, la quale è ceca ed è ricavata obliquamente sulla seconda superficie di scorrimento 613 convessa del corpo di slitta 612, ad esempio mediante una fresatura con profondità preferibilmente compresa tra 0,5 e 3 cm.

A sua volta il corpo di guida 610 supporta il sensore 15 in posizione contrapposta alla superficie inclinata per leggere la distanza da essa al variare della posizione angolare del corpo di slitta 1t2 rispetto al corpo di guida 610.

Vantaggiosamente, il corpo di slitta 612 è provvisto di una seconda scanalatura passante 120, la quale si estende fino ad accedere alla prima scanalatura 16 che definisce la superficie di misura inclinata 14.

Inoltre, tale seconda scanalatura passante 120 è ricavata in posizione contrapposta al sensore 15 per consentire a quest'ultimo di leggere la sua distanza dalla superficie di misura inclinata attraverso la seconda scanalatura passante 120 ovvero in particolare con un raggio che attraversando la seconda scanalatura passante 120 va a impattare e riflettere sulla superficie di misura inclinata 14.

La macchina rullatrice 1 comprende inoltre primi mezzi di fissaggio 17 per bloccare il corpo di slitta 612 al corpo di guida 610 una volta che il corpo di guida ha raggiunto la posizione angolare desiderata.

Più in dettaglio, vantaggiosamente i primi mezzi di fissaggio 17 comprendono una sede 170 ricavata su una superficie superiore 171 del corpo di slitta 612 sostanzialmente parallela al piano operativo P e delimitata da una parete 172 dotata di una prima faccia interna 173, la quale è inclinata verso il fondo della sede 170, e di una prima faccia esterna 174, la quale si raccorda con la superficie di scorrimento convessa 613 del corpo di slitta 612.

I primi mezzi di fissaggio 17 comprendono inoltre una piastra di bloccaggio 18, la quale è alloggiata nella sede 170 ed è dotata di una seconda faccia 180, la quale è inclinata e predisposta in appoggio sulla prima faccia interna inclinata 173 del suddetto corpo a slitta 612.

I primi mezzi di fissaggio 17 comprendono inoltre un coperchio 19, il quale è fissato sul corpo di guida 610 e si estende a copertura della sede 170 del corpo di slitta 612 con interposta la piastra di bloccaggio 18.

Infine, i primi mezzi di fissaggio 17 comprendono inoltre due o più viti 20 (quattro nell'esempio delle allegate figure), le quali sono impegnate per avvitamento in fori passanti ricavati nello spessore del coperchio 19 ed agiscono in spinta con l'estremità libera del gambo sulla piastra di bloccaggio 18. Quest'ultima sospinta dalle viti 20 attraverso l'impegno tra la prima 173 e la seconda faccia inclinata 180, spinge a sua volta il corpo di slitta 612 contro il corpo di guida 610, consentendo un saldo ancoraggio tra i due corpi 610 e 612.

I primi mezzi di movimentazione 614, citati in precedenza per spostare il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 attorno all'asse di regolazione V, comprendono in accordo con una prima forma realizzativa illustrata in figura 9, almeno una coppia di viti 615 le quali sono impegnate in sedi filettate 616 ricavate nel corpo di guida 610 e disposte trasversalmente rispetto alla direzione di spostamento del rullo formatore 6 ovvero trasversalmente alla direzione di movimentazione dell'attuatore lineare 7, ed agiscono su lati opposti di un blocchetto 617 solidale al corpo di slitta 612.

Le viti 615 sono allineate e contrapposte con interposto un blocchetto sporgente 619 fissato frontalmente alla superficie di trascinamento convessa del corpo di slitta 612 contro cui sono in battuta mediante una loro estremità interna 620.

Ruotando le due viti 615, ad esempio attraverso un utensile manuale (come una chiave) od un motorino che si impegna alle estremità esterne sagomate delle viti 615, il blocchetto sporgente 617 si sposta entro una cavità 618 ricavata nel corpo di guida 610 e movimenta così il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 lungo l'arco sotteso tra le due superfici di scorrimento a contatto.

Vantaggiosamente, una prima vite di azionamento 615A della suddetta coppia di viti 615 è provvista di un primo foro passante 621 ed il blocchetto sporgente 619 presenta un secondo foro passante 622 sostanzialmente allineato al primo foro passante 621 della prima vite di azionamento 615A. In questo modo la seconda vite 615B della coppia di viti 615 è azionabile con un utensile inseribile nel primo e nel secondo foro passante 621, 622 ed impegnantesi alla sua estremità interna 620 appositamente sagomata per ricevere in impegno lo strumento. Pertanto, entrambe le viti 615 sono azionabili da un medesimo lato della testa operativa 60 della macchina rullatrice 1.

In accordo con una seconda forma realizzativa illustrata in figura 8, i primi mezzi di movimentazione 140 atti a spostare il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 attorno all'asse di regolazione V, comprendono una vite esterna 625 ed una vite interna 628. La vite esterna 625 è impegnata per avvitamento nel corpo di guida 610, dotata di un foro assiale passante 626 con filettatura interna, e di una estremità interna 627 in battuta contro un blocchetto sporgente 619, il quale è fissato frontalmente alla superficie di scorrimento convessa 613 del corpo di slitta 612, per agire in spinta sul blocchetto sporgente 619.

La vite interna 628 è inserita nel foro passante 626 della vite esterna 625 e si impegna per avvitamento alla filettatura interna di quest'ultima vite 625. Inoltre la vite interna 628 è dotata di una estremità interna 629 che è impegnata con una sua testa al suddetto blocchetto sporgente 619, così da poter agire in trazione su di esso. Vantaggiosamente la vite interna si estende attraverso il secondo foro passante 622 del blocchetto sporgente 19 per andare ad impegnarsi dalla parte opposta mediante la suddetta testa sporgente.

Operativamente, le estremità esterne 630, 631 rispettivamente della vite esterna 625 e della vite interna 628 sono sagomate per essere azionate a ruotare da uno strumento alo scopo di agire in spinta o in trazione sul blocchetto sporgente 619 facendo ruotare di conseguenza il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 attorno all'asse di regolazione V.

Ruotando con un utensile la vite esterna 625 avendo allentato la vite interna 628 ovvero ruotando con un utensile la vite interna 628 avendo allentato la vite esterna 625 è possibile spingere e tirare il blocchetto sporgente 617 entro la cavità 618 ricavata nel corpo di guida 610 e movimentare così il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 lungo l'arco sotteso tra le due superfici di scorrimento a contatto.

Le due viti esterna ed interna 625, 628 sono fissate quindi in posizione da un dado 630 avvitato sulla filettatura esterna della viste interna 628 ed agente contro la estremità esterna della vite esterna 625.

Il collegamento meccanico tra il gruppo di sostegno 61, che è collegato allo stelo 9 del pistone 7, e la piastra porta mandrino 62, a cui è solidale il rullo formatore 6, avviene preferibilmente mediante almeno un perno di rotazione 63, e mediante secondi mezzi di fissaggio 64. Più in dettaglio, il perno di rotazione 63 consente alla piastra porta mandrino 62 e quindi al rullo formatore 6 di ruotare attorno ad un primo asse O, sostanzialmente orizzontale, e sostanzialmente coincidente con il primo asse trasversale R di movimentazione del rullo formatore 6 (i due assi R ed O sono comunque inclinabili con la regolazione spiegata più avanti), per consentire una prima rotazione angolare del rullo formatore 6 medesimo rispetto a tale primo asse orizzontale O e permettere così di inclinare l'asse del rullo formatore 6 rispetto all'asse centrale di lavoro A. I secondi mezzi di fissaggio 64 sono invece suscettibili di bloccare rigidamente la piastra porta mandrino 62 al gruppo di sostegno 61 nella posizione angolare selezionata.

Vantaggiosamente, i suddetti secondi mezzi di fissaggio 64 sono ad esempio dei magneti elettropermanenti attivabili a bloccare e sbloccare la piastra porta mandrino 62 rispetto al gruppo di sostegno 61.

Vantaggiosamente, è possibile allentare i suddetti secondi mezzi di fissaggio 64 (ad esempio disattivando i magneti elettropermanenti) per regolare l'angolazione del rullo formatore 6 ruotando la piastra porta mandrino 62 che lo supporta attorno al perno di rotazione 63 ovvero attorno al primo asse orizzontale O, e rispetto al gruppo di sostegno 61 solidale allo stelo 9 dell'attuatore lineare 7 così da variare l'angolazione dell'asse del rullo formatore 6 rispetto all'asse centrale di lavoro A della macchina (e quindi rispetto all'asse del corpo cilindrico C da formare), e quindi serrare nuovamente i suddetti secondi mezzi di fissaggio 64 (ad esempio riattivando i magneti elettropermanenti) per fermare la piastra porta mandrino 62, e quindi il rullo formatore 6, nella posizione angolare desiderata.

La macchina secondo l'invenzione comprende inoltre secondo mezzi di movimentazione (indicati con 40 in figura 8) agenti sulla piastra porta mandrino 62 per portarla in rotazione attorno al perno 63, ad esempio comprendenti una cremagliera fissata in corrispondenza di un bordo laterale della piastra porta mandrino 62, ed una vite senza fine impegnata alla cremagliera 130 e montata sul gruppo di sostegno 61, ed azionabile in rotazione, ad esempio manualmente mediante un utensile, per variare la posizione angolare della piastra porta mandrino 62 rispetto al gruppo di sostegno 61 e quindi per variare la posizione angolare del rullo formatore 6 rispetto all'asse di lavoro A della macchina 1.

L’invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, comprendente: - una struttura portante (2); - almeno due teste operative (60) ciascuna delle quali ha meccanicamente associato un corrispondente rullo formatore (6) azionabile a ruotare attorno al proprio asse di rotazione (Z) da un motore e dotato perifericamente di una prima filettatura (8) sviluppantesi attorno a detto asse di rotazione (Z); i rulli formatori (6) di dette teste operative (60) essendo suscettibili di deformare plasticamente un corpo cilindrico (C) disponibile lungo un asse centrale di lavoro (A) di detta macchina (1) interposto tra detti rulli formatori (6) per formare su detto corpo cilindrico (C) una seconda filettatura sostanzialmente controsagomata rispetto alla prima filettatura (8) di detti rulli formatori (6); - almeno due attuatori lineari (7), meccanicamente supportati da detta struttura portante (2) e ciascuno dotato di uno stelo mobile (9) meccanicamente collegato ad una corrispondente detta testa operativa (60) per spostare detto rullo formatore (6) lungo un rispettivo primo asse trasversale (R) perpendicolare a detto asse di lavoro (A); ciascuna detta testa operativa (60) comprendendo: - almeno un gruppo di sostegno (61) fissato allo stelo mobile (9) di detto attuatore lineare (7) ed - almeno una piastra porta mandrino (62), la quale supporta detto corrispondente rullo formatore (6) ed è meccanicamente connessa a detto gruppo di sostegno (61); detto gruppo di sostegno (61) comprendendo un corpo di guida (610) fissato allo stelo (9) di detto attuatore lineare (7), ed avente una prima superficie di scorrimento (611) concava dotata di un primo raggio di curvatura, ed un corpo di slitta (612) meccanicamente connesso a detta piastra porta mandrino (62), avente una seconda superficie di scorrimento (613) convessa dotata di un secondo raggio di curvatura coincidente con il primo essendo sostanzialmente controsagomata rispetto a detta prima superficie di scorrimento (611) concava; detto corpo di slitta (612) essendo azionabile a scorrere rispetto a detto corpo di guida (610) ruotando attorno ad un asse di regolazione (V) ortogonale ad un piano operativo definito da detto asse trasversale (R) e da detto asse di lavoro (A) passante per il centro comune (100) a detti raggi di curvatura, - primi mezzi di movimentazione (614) per spostare detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610) attorno a detto asse di regolazione (V), con dette prima e seconda superficie di scorrimento (611, 613) a contatto tra loro, - mezzi di rilevamento (13) per definire la posizione relativa di detto corpo di slitta (10) rispetto a detto corpo di guida (610); caratterizzata dal fatto che detti mezzi di rilevamento (13) comprendono: - almeno una superficie di misura (14) di detto corpo di slitta (612), la quale è inclinata rispetto a detto piano operativo, ed - almeno un sensore (15) montato fisso su detto corpo di guida (610) ed atto a rilevare la sua distanza rispetto a detta superficie di misura (14) inclinata, detta distanza essendo indicativa della posizione angolare assunta da detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610) attorno a detto asse di regolazione (V).
2. 2. Macchina rullatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto sensore (15) è un sensore ottico, in particolare laser.
3. 3. Macchina rullatrice secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto sensore ottico laser (15) è focalizzato per rilevare distanze comprese all’interno di un intervallo di 10-250 mm.
4. 4. Macchina rullatrice secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta superficie di misura inclinata (14) è realizzata mediante una prima scanalatura (16), la quale è ceca e ricavata obliquamente sulla seconda superficie di scorrimento (613) convessa di detto corpo di slitta (612).
5. 5. Macchina rullatrice secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto corpo di guida (610) supporta detto sensore (15) in posizione contrapposta a detta superficie di misura inclinata (14) per leggere la distanza da essa al variare della posizione angolare di detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610).
6. 6. Macchina rullatrice secondo le rivendicazioni 4 e 5, caratterizzata dal fatto che detto corpo di slitta (612) è provvista di una seconda scanalatura passante (120), la quale si estende fino a detta superficie di misura inclinata (14) in posizione contrapposta a detto sensore (15) per consentire a quest'ultimo di leggere la sua distanza da detta superficie di misura inclinata (14) attraverso detta seconda scanalatura passante (120).
7. 7. Macchina rullatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere primi mezzi di fissaggio (17) per bloccare detto corpo di slitta (612) a detto corpo di guida (610) nella posizione angolare prestabilita; detti primi mezzi di fissaggio (17) comprendendo: -una sede (170) ricavata su una superficie superiore (171) di detto corpo di slitta (612) sostanzialmente parallela a detto piano operativo e delimitata da una parete (172) dotata di una prima faccia interna (173), la quale è inclinata verso il fondo di detta sede (170) e di una prima faccia esterna (174), la quale si raccorda con la superficie di scorrimento convessa (613) di detto corpo di slitta (12); -una piastra di bloccaggio (18), la quale è alloggiata in detta sede (170) ed è dotata di una seconda faccia (180). la quale è inclinata e predisposta in appoggio sulla prima faccia interna inclinata (173) di detto corpo a slitta (612); - un coperchio (19), il quale è fissato a detto corpo di guida (610) e si estende a copertura della sede (170) di detto corpo di slitta (610) con interposta detta piastra di bloccaggio (18); - due o più viti (20), le quali sono impegnate per avvitamento in fori passanti ricavati in detto coperchio (19) ed agiscono in spinta con l'estremità del gambo su detta piastra di bloccaggio (18), la quale attraverso l'impegno di dette prima e seconda faccia inclinate (173, 180) spinge detto corpo di slitta (612) contro detto corpo di guida (610).
8. 8. Macchina rullatrice secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di movimentazione (140) atti a spostare detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610) attorno a detto asse di regolazione (V), comprendono almeno una coppia di viti (615), le quali sono impegnate per avvitamento in detto corpo di guida (610), sono allineate e contrapposte con interposto un blocchetto sporgente (619) fissato frontalmente alla superficie di scorrimento convessa (613) di detto corpo di slitta (12) contro cui sono in battuta mediante una loro estremità interna (620).
9. 9. Macchina rullatrice secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che: - almeno una prima vite di azionamento (615A) di detta coppia di viti (615) è provvista di un primo foro passante (621), - detto blocchetto sporgente (619) presenta un secondo foro passante (622) sostanzialmente allineato al primo foro passante (621) di detta prima vite di azionamento (615A); - la seconda vite (615B) di detta coppia di viti (615) essendo azionabile con un utensile inseribile in detti primo e secondo foro passante (621, 622).
10. 10. Macchina rullatrice secondo una o più delle rivendicazioni precedenti da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di movimentazione (140) atti a spostare detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610) attorno a detto asse di regolazione (V), comprendono: - almeno una vite esterna (625) impegnata per avvitamento in detto corpo di guida (610), dotata di un foro assiale passante (626) con filettatura interna, e di una estremità interna (627) in battuta contro un blocchetto sporgente (619) fissato frontalmente alla superficie di scorrimento convessa (613) di detto corpo di slitta (612), per agire in spinta su detto blocchetto sporgente (619); - almeno una vite interna (628) inserita nel foro passante (626) di detta vite esterna (625), impegnata per avvitamento alla sua filettatura interna, dotata di una estremità interna (629) impegnata con una testa a detto blocchetto sporgente (619), per agire in trazione su di esso, le estremità esterne (630, 631) rispettivamente di detta vite esterna (625) e di detta vite interna (628) essendo azionabili con uno strumento per agire in spinta ed in trazione su detto blocchetto sporgente (619) facendo ruotare detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610) attorno a detto asse di regolazione (V).