IT201900010926A1

IT201900010926A1 - Attrezzatura e metodo per la lavorazione di ruote ferroviarie

Info

Publication number: IT201900010926A1
Application number: IT102019000010926A
Authority: IT
Inventors: Italo Collino; Zaverio Tignonsini
Original assignee: Meccanotecnica S R L
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-01-04
Also published as: WO2021001864A1; EP3993929A1

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"ATTREZZATURA E METODO PER LA LAVORAZIONE DI RUOTE FERROVIARIE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce a un’attrezzatura per la lavorazione di mote ferroviarie installabili, ad esempio, su treni merci, treni per metropolitana e treni ad alta velocità o altre tipologie di convogli ferroviari.

In particolare, tale attrezzatura può essere utilizzata per eseguire una o più lavorazioni meccaniche ad asportazione di materiale, sia di sgrossatura che di finitura, su una ruota grezza per ottenere una ruota finita con le caratteristiche tecniche - tolleranze dimensionali, finitura superficiale, circolarità del profilo, assenza di difetti, ecc. - richieste dalla particolare applicazione che andranno a servire.

STATO DELLA TECNICA

È noto che le lavorazioni meccaniche ad asportazione di materiale, ad esempio la tornitura, di ruote ferroviarie comportano la lavorazione di componenti di grandi dimensioni - da circa 400mm a circa 1400mm e più- e di grande peso - da circa 500kg a circa 1300kg e più - in centri di lavorazione, per lo più a controllo numerico, che devono garantire caratteristiche e requisiti specifici a seconda dalla particolare applicazione che andranno a servire.

Se, ad esempio, per i treni merci, che sono mezzi molto pesanti provvisti di ruote che possono raggiungere livelli di usura piuttosto elevati, le tolleranze dimensionali sono meno importanti, per i treni ad alta velocità il rispetto delle caratteristiche e dei requisiti richiesti è fondamentale sia per garantire un elevato livello di comfort ai passeggeri durante il viaggio, sia perché le elevate velocità determinano sollecitazioni meccaniche molto significative sulle ruote, ed in generale sui componenti che determinano il movimento e l’arresto del treno.

Per soddisfare tali requisiti, ad esempio, può essere richiesta una elevata precisione della circolarità della superficie di rotolamento della ruota con tolleranze piuttosto ristrette. La ruota può, eventualmente, prevedere un profilo della cartella, cioè la porzione compresa fra il mozzo e la superficie di rotolamento, con particolari scanalature per la riduzione del rumore.

Il processo più diffuso per la produzione di ruote ferroviarie prevede il riscaldamento, ad esempio in un forno rotativo, di un semilavorato metallico, tipicamente ricavato da un prodotto metallico laminato, e successivamente un processo di forgiatura durante il quale viene conferita una prima forma al semilavorato aumentandone contemporaneamente le proprietà meccaniche. Al processo di forgiatura tipicamente seguono la realizzazione di un preforo centrale, un processo di fucinatura per laminazione, un processo di piegatura, un processo di tempra, e il collaudo meccanico. Al termine dei suddetti processi si ottiene una ruota grezza pronta per le lavorazioni meccaniche successive. Attualmente, le ruote ferroviarie vengono lavorate in centri di lavorazione ad asportazione di materiale ad asse verticale provvisti di una attrezzatura che comprende un mandrino rotante su un asse verticale sul quale viene posizionata, ruotata alternativamente rispetto ad una prima faccia ed una seconda faccia, la ruota grezza, un dispositivo di bloccaggio associato al mandrino e configurato per trattenere la ruota grezza rispetto a punti di presa disposti sulla superficie di rotolamento della ruota grezza e rispetto ai quali esercita un’azione di trattenimento in direzione radiale centripeta dall’esterno verso l’interno, ed un gruppo di lavorazione idoneo ad asportare il materiale in eccesso dalla ruota grezza e sagomarne il profilo.

Un inconveniente della suddetta attrezzatura nota è che il dispositivo di bloccaggio agisce direttamente sulla superficie di rotolamento della ruota compromettendone la circolarità. Ciò richiede lavorazioni successive, aumentando i tempi di produzione e la complessità delle operazioni da eseguire.

Un ulteriore inconveniente risiede nel fatto che il materiale asportato può rimanere sulla superficie della ruota provocando rigature indesiderate, oppure può creare problemi alla movimentazione del mandrino. Ciò richiede una pulizia piuttosto accurata del mandrino durante la movimentazione della ruota per la lavorazione della prima o seconda superficie, aumentando i tempi di produzione.

Nei suddetti centri di lavoro noti, tipicamente un dispositivo di manipolazione preleva la ruota grezza in posizione verticale e la posiziona in appoggio orizzontale, ad esempio su una seconda faccia, sul mandrino sul quale viene trattenuta dal dispositivo di bloccaggio mentre il gruppo di lavorazione effettua l’asportazione del materiale, ad esempio, su una prima faccia. Successivamente il dispositivo di manipolazione preleva la ruota grezza ruotandola e posizionandola in appoggio sul mandrino rispetto alla prima faccia appena lavorata per consentire la lavorazione della seconda faccia.

Tuttavia, i riposizionamenti della ruota grezza per consentire una sua completa lavorazione comportano errori di posizionamento sul mandrino che possono compromettere il parallelismo fra le superfici lavorate. In particolare, un non perfetto parallelismo e/o simmetria delle superfici della prima e della seconda faccia della ruota, che cooperano, in uso, con il dispositivo di frenaggio meccanico del treno, può comportare sbilanciamenti della ruota ed un suo più rapido deterioramento nel tempo.

Esiste pertanto la necessità di perfezionare un’attrezzatura ed un metodo per la lavorazione di ruote ferroviarie che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica.

In particolare, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un’attrezzatura per la lavorazione di ruote ferroviarie che consenta di ridurre i tempi di lavorazione e contemporaneamente consenta ridurre il numero di centri di lavorazione necessari allo scopo.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un’attrezzatura per la lavorazione di ruote ferroviarie che consenta di aumentare il grado di precisione delle lavorazioni eseguite.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un’attrezzatura per la lavorazione di ruote ferroviarie che consenta di trattenere una ruota grezza durante le lavorazioni evitando deformazioni della superficie di rotolamento.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un metodo che utilizzi la suddetta attrezzatura per la lavorazione di ruote ferroviarie.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell’idea di soluzione principale.

Forme di realizzazione si riferiscono ad un’attrezzatura per la lavorazione ad asportazione di materiale di una ruota grezza metallica provvista di un preforo passante centrale, in particolare per la produzione di ruote ferroviarie. Secondo una forma di realizzazione, la suddetta attrezzatura comprende un mandrino rotante che presenta un'estremità di presa configurata per essere inserita assialmente nel preforo per determinare una rotazione della ruota grezza attorno ad un asse di rotazione centrale Z definendo un piano di lavorazione P della suddetta ruota grezza.

L’estremità di presa è provvista di una pinza ad espansione configurata per essere divaricata radialmente rispetto all’asse di rotazione centrale verso una superficie interna del preforo per esercitare sulla ruota grezza una azione di trattenimento in direzione radiale centrifuga, dall'interno verso l'esterno, rispetto all’asse di rotazione centrale.

L’attrezzatura comprende almeno due utensili di lavorazione ad asportazione di materiale disposti rispettivamente da un lato e dall'altro rispetto al piano di lavorazione e ciascuno montato su un carro di trasporto mobile in almeno tre gradi di libertà rispetto al piano di lavorazione.

In accordo con forme di realizzazione, è previsto un metodo per la lavorazione ad asportazione di materiale di una ruota grezza metallica provvista di un preforo passante centrale, in particolare per la produzione di ruote ferroviarie.

Il metodo prevede di inserire la suddetta estremità di presa del mandrino assialmente nel preforo e ruotare detto mandrino per determinare una rotazione della ruota grezza attorno all’asse di rotazione centrale definendo un piano di lavorazione della suddetta ruota grezza. Il metodo prevede, inoltre, di trattenere la ruota grezza in direzione radiale centrifuga, dall'intemo verso l'esterno, rispetto all’asse di rotazione centrale mediante una pinza ad espansione, prevista in corrispondenza della suddetta estremità di presa, la quale viene divaricata radialmente rispetto all’asse di rotazione centrale verso la superficie interna del preforo ai fini del trattenimento.

Il metodo prevede, inoltre, di asportare materiale metallico dalla suddetta ruota grezza mediante almeno due utensili, posizionati rispettivamente da un lato e dall'altro rispetto al piano di lavorazione e montati, ciascuno, su un rispettivo carro di trasporto che si muove in almeno tre gradi di libertà rispetto a detto piano di lavorazione.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una vista laterale parzialmente sezionata di un’attrezzatura per la lavorazione di ruote ferroviarie in accordo con una forma di realizzazione qui descritta;

- la fig. 2 è una vista laterale parzialmente sezionata di un’attrezzatura per la lavorazione di ruote ferroviarie in accordo con un ulteriore forma di realizzazione qui descritta.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si farà ora riferimento nel dettaglio alle varie forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o più esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio è fornito a titolo di illustrazione del trovato e non è inteso come una limitazione dello stesso. Ad esempio, le caratteristiche illustrate o descritte in quanto facenti parte di una forma di realizzazione potranno essere adottate su, o in associazione con, altre forme di realizzazione per produrre un’ulteriore forma di realizzazione. Resta inteso che il presente trovato sarà comprensivo di tali modifiche e varianti.

Prima di descrivere le forme di realizzazione, si chiarisce, inoltre, che la presente descrizione non è limitata nella sua applicazione ai dettagli costruttivi e di disposizione dei componenti come descritti nella seguente descrizione utilizzando le figure allegate. La presente descrizione può prevedere altre forme di realizzazione ed essere realizzata o messa in pratica in altri svariati modi. Inoltre, si chiarisce che la fraseologia e terminologia qui utilizzata è a fini descrittivi e non deve essere considerata come limitante.

Forme di realizzazione descritte utilizzando le figure allegate si riferiscono a un’attrezzatura per la lavorazione di ruote ferroviarie, indicata complessivamente con il numero di riferimento 10 nelle figure allegate.

In accordo con forme di realizzazione, l’attrezzatura 10 è utilizzata per la lavorazione ad asportazione di materiale di una ruota grezza 11 metallica provvista di un preforo 12 passante centrale, in particolare per la produzione di ruote ferroviarie. Più in generale l’attrezzatura 10 è idonea a lavorare semilavorati metallici cilindrici pieni, ovvero dischi formi, provvisti di un preforo 12 centrale per il loro trattenimento. In particolare, l’attrezzatura 10 può essere utilizzata sia per lavorazioni cosiddette di sgrossatura che di finitura rispettivamente per asportare più o meno materiale.

Secondo forme di realizzazione, l’attrezzatura 10 comprende un mandrino 13 rotante che presenta un'estremità di presa 14 configurata per essere inserita assialmente nel preforo 12 per determinare una rotazione della ruota grezza 11 attorno ad un asse di rotazione centrale Z definendo un piano di lavorazione P della suddetta ruota grezza 11.

L’estremità di presa 14 è provvista di una pinza ad espansione 15 configurata per essere divaricata radialmente rispetto all’asse di rotazione centrale Z verso una superficie interna 16 del preforo 12 per esercitare sulla ruota grezza 11 una azione di trattenimento in direzione radiale centrifuga, dall'interno verso l'esterno, rispetto all’asse di rotazione centrale Z.

L’attrezzatura 10 comprende almeno due utensili 17 di lavorazione ad asportazione di materiale disposti rispettivamente da un lato e dall'altro rispetto al piano di lavorazione P e ciascuno montato su un carro di trasporto 18 mobile in almeno tre gradi di libertà rispetto al piano di lavorazione P.

In accordo con forme di realizzazione, l’asse di rotazione centrale Z è un asse di simmetria per la ruota grezza 11 ed è disposto orizzontalmente. Il piano di lavorazione P è sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione centrale Z ed è disposto verticalmente. La ruota grezza 11 è, quindi, disposta verticalmente durante la lavorazione in accordo con la presente descrizione, secondo la tipica disposizione con cui verrà installata su un treno o in generale su un convoglio ferroviario. In questo modo, durante la lavorazione viene favorita l’evacuazione del materiale asportato dalla ruota grezza 11 con gli utensili 17 evitando che tale materiale interferisca con la rotazione del mandrino 13 e/o che possa provocare rigature sulla superficie appena lavorata.

In accordo con forme di realizzazione, il piano di lavorazione P divide verticalmente la ruota grezza 11 definendo una prima faccia 25 ed una seconda faccia 26, opposta alla prima faccia 25 rispetto al piano di lavorazione P.

In accordo con possibili forme di realizzazione, il piano di lavorazione P può essere un piano di simmetria almeno per la ruota grezza 11. Tuttavia, non si esclude che il piano di lavorazione P sia traslato rispetto ad un piano di mezzeria, cioè spostato verso la prima faccia 25 o verso la seconda faccia 26 in relazione al profilo realizzato dalle lavorazioni precedenti, ad esempio dalle lavorazioni di forgiatura e/o fucinatura. In accordo con forme di realizzazione, la ruota grezza 11 ha una forma sostanzialmente cilindrica, eventualmente parzialmente pre - sagomata, e comprende un zona centrale 19, o mozzo, in corrispondenza della quale è presente il suddetto preforo 12, una zona periferica 20, o cerchione, che presenta una superficie di rotolamento 22, circonferenziale e rivolta verso l’esterno, e una zona intermedia 21, o cartella, prevista fra la zona centrale 19 e la zona periferica 20.

Ciascuna prima faccia 25 e seconda faccia 26 presenta la suddetta zona centrale 19, la zona periferica 20 e la zona intermedia 2 1.

La zona intermedia 21 si estende anche in senso circonferenziale comprendendo, quindi, la suddetta superficie di rotolamento 22. La superfìcie di rotolamento 22 è la superfìcie rispetto alla quale la ruota finita ed installata su un treno scorre sulla rispettiva rotaia.

Tipicamente, l’attrezzatura 10 è idonea a lavorare una ruota grezza 11 che presenta già un profilo complessivo che si avvicina al profilo della ruota finita a meno di una quantità di materiale da asportare 23 o sovrametallo, visibile in linea tratteggiata in fìgg. 1-2, che viene asportata dagli utensili 17 durante le lavorazioni, ad esempio di sgrossatura e finitura. Ciò, sia perché è necessario garantire determinate proprietà meccaniche alla ruota grezza 11 - ad esempio con lavorazioni quali forgiatura e fucinatura - sia per evitare di effettuare lavorazioni economicamente molto dispendiose come lo sono quelle ad asportazione di materiale.

Dato che il mandrino 13 trattiene la ruota grezza 11 di fatto dall’ interno, cioè in corrispondenza della superficie interna 16 del preforo 12, la superficie della ruota grezza 11 definita dalla zona periferica 20 e della zona intermedia 2 1 è completamente disponibile per essere lavorata dagli utensili 17. Ciò consente di evitare movimentazione e riposizionamenti della ruota grezza 11 aumentando notevolmente il grado di precisione delle lavorazioni eseguite. In particolare, trattenere la ruota grezza 11 rispetto al preforo 12 è vantaggioso perché consente di lavorare contemporaneamente entrambe le facce 25, 26 della ruota grezza 11 riducendo il tempo complessivo di lavorazione. Inoltre, il suddetto trattenimento centrale dall’interno consente di evitare deformazioni della superficie di rotolamento 22, la perfetta circolarità della quale è una prerogativa imprescindibile per l’installazione della ruota finita particolarmente in applicazioni ferroviarie ad alta velocità. In accordo con forme di realizzazione, l’attrezzatura 10 comprende un dispositivo di azionamento 24 configurato per selettivamente attivare/disattivare la divaricazione della pinza ad espansione 15 per trattenere/rilasciare la ruota grezza 11.

In accordo con forme di realizzazione, il dispositivo di azionamento 24 comprende un perno centrale 27 mobile coassialmente al mandrino 13, in avvicinamento/allontanamento rispetto al mandrino 13 e cooperante con il mandrino 13 per determinare l’attivazione/disattivazione della pinza ad espansione 15.

Il perno centrale 27 ha uno sviluppo longitudinale lungo l’asse di rotazione centrale Z e presenta una sezione trasversale, rispetto ad un piano ortogonale all’asse di rotazione centrale Z, variabile, ad esempio convergente verso l’asse di rotazione centrale Z.

Il perno centrale 27 può comprendere almeno una porzione svasata 29 convergente verso l’asse di rotazione centrale Z e cooperante, in uso, con il mandrino 13 per determinare l’attivazione della pinza ad espansione 15. In accordo con forme di realizzazione, la porzione svasata 29 può avere forma troncoconica.

In accordo con possibili forme di realizzazione, la porzione svasata 29 ha forma troncoconica e può avere un unico angolo di inclinazione a che definisce la sua conicità, compreso tra circa 10° e circa 25°.

In accordo con ulteriori possibili forme di realizzazione, la porzione svasata 29 può avere forma multi - troncoconica definita da una pluralità super fici troncoconiche sviluppantisi attorno all’asse di rotazione centrale Z, di angoli di inclinazione a diversi tra loro in modo progressivo. Vantaggiosamente, tale forma multi-troncoconica consente di realizzare un trattenimento di tipo adattativo aumentando la superficie di contatto rispetto alla soluzione con un’unica forma tronco-conica. In accordo con ulteriori possibili soluzioni realizzative, la porzione svasata 29 può essere definita, ad esempio, dalla rotazione di una curva attorno all’asse di rotazione centrale Z.

In accordo con possibili forme di realizzazione, il perno centrale 27 può comprendere una o più ulteriori porzioni cilindriche disposte rispetto ad estremità opposte della porzione svasata 29.

In accordo con forme di realizzazione, il perno centrale 27 è provvisto di una estremità di spinta 30 e di una opposta estremità di riscontro 31. Il perno centrale 27 comprende una porzione cilindrica di spinta 32, in corrispondenza dell’estremità di spinta 30, configurata per essere spinta verso il piano di lavorazione P ed una porzione di battuta 34, in corrispondenza dell’estremità di riscontro 31, configurata per definire una posizione di ingaggio o di accoppiamento del perno centrale 27 con il mandrino 13. La porzione svasata 29 è disposta fra la porzione di spinta 32 e la porzione di battuta 34.

In accordo con forme di realizzazione, illustrate in fig. 1, il perno centrale 27 comprende uno stelo 33 avente sviluppo longitudinale lungo l’asse di rotazione centrale Z a partire dall’estremità di riscontro 31 in direzione opposta alla porzione svasata 29. Lo stelo 33 è configurato per essere tirato in allontanamento dal piano di lavorazione P in direzione di detto asse di rotazione centrale Z.

La sezione cilindrica di spinta 32 può avere una sezione trasversale maggiore rispetto, ad esempio, alla sezione trasversale dello stelo 33 per evitare carichi di punta che possono provocare flessioni indesiderate. La sezione cilindrica di spinta 32 può essere provvista, in corrispondenza dell’estremità di spinta 30, di una cavità 40 idonea a ricevere un dispositivo spintore 45 di detta attrezzatura 10.

Il dispositivo spintore 45 può, inoltre, essere previsto per impedire che l assieme ruota grezza 11 - mandrino 13 possa flettere durante la lavorazione dato che il peso della ruota grezza 11 può essere anche molto rilevate, ad esempio fino a 1300kg e più. La presenza del dispositivo spintore 45, conseguentemente, contribuisce a garantire la perfetta planarità delle lavorazioni eseguite sulla prima faccia 25 e sulla seconda faccia 26.

In accordo con forme di realizzazione, illustrate in fig. 2, il perno centrale 27 può essere direttamente accoppiato con una contropunta definendo un assieme perno-contropunta 27.

In accordo con forme di realizzazione, il mandrino 13 comprende una estremità di accoppiamento 41, opposta alla suddetta estremità di presa 14, e rispetto alla quale il mandrino 13 è accoppiato con un dispositivo di movimentazione, non illustrato, che ne consenta la rotazione attorno all’asse di rotazione centrale Z.

Il mandrino 13 comprende un corpo 42 avente forma sostanzialmente tubolare e provvisto della suddetta pinza ad espansione 15.

In accordo con forme di realizzazione, illustrate in fig. 1, il corpo 42 è provvisto di una gola di scarico longitudinale ed avente una profondità radiale verso l’asse di rotazione centrale Z tale da consentire agli utensili 17 di lavorare la ruota grezza 11 anche in prossimità del preforo 12. In questo modo non si rendono necessarie ulteriori manipolazioni della ruota per eseguire tutte le lavorazioni ad asportazione di materiale.

Il mandrino 13 può trattenere la ruota grezza 11 rispetto al preforo 12 ingaggiando il suddetto preforo 12 indifferentemente sia dalla faccia 25 sia dalla faccia 26.

Il corpo 42 si posiziona, quindi, da un lato o dall’altro rispetto al piano di lavorazione P.

In accordo con forme di realizzazione, il mandrino 13 presenta, in corrispondenza dell’estremità di presa 14, un’apertura 28 che ha uno sviluppo longitudinale lungo l’asse di rotazione centrale Z e presenta una sezione trasversale, rispetto ad un piano ortogonale all’asse di rotazione centrale Z, variabile, ad esempio convergente verso l’asse di rotazione centrale Z dall’estremità di presa 14 all’estremità di accoppiamento 41. L’apertura 28 si sviluppa coassialmente, rispetto all’asse di rotazione centrale Z, ed è sagomata in modo da avere almeno una porzione rastremata 37, convergente verso l’asse di rotazione centrale Z, idonea ad accoppiarsi con la suddetta porzione svasata 29 del perno centrale 27 del dispositivo di azionamento 24.

In accordo con forme di realizzazione, la porzione rastremata 37 dell’apertura 28 ha conicità, o multiconicità, uguale o coordinata alla conicità, o multiconicità, della porzione svasata 29 del perno centrale 27. L’apertura 28 può comprendere una o più ulteriori porzioni cilindriche idonee a ricevere le porzioni cilindriche ausiliarie del perno centrale 27. Le porzioni cilindriche dell’apertura 28 possono avere un diametro leggermente inferiore rispetto alle ulteriori porzioni cilindriche del perno centrale 27 per evitare strisciamenti e/o eccessivo attrito durante la rotazione del mandrino 13 .

In accordo con forme di realizzazione, illustrate nelle fìgg. 1-2, l’apertura 28 comprende una porzione cilindrica 35 configurata per ricevere la porzione di battuta 34 e per definire uno spallamento di fine corsa per il perno centrale 27.

In accordo con forme di realizzazione, illustrate in fig. 1, l’apertura 28 comprende un canale 36 nel quale è inserito, in uso, lo stelo 33.

In accordo con forme di realizzazione, la pinza ad espansione 15 comprende una pluralità di inserti 38 aventi una superficie interna, definita dalla suddetta porzione rastremata 37, ed una superficie esterna di contatto 39 sostanzialmente parallela all’asse di rotazione centrale Z e configurata per contattare la superficie interna 16 del preforo 12 per trattenere la ruota grezza 11.

Gli inserti 38 sono configurati per subire una spinta in direzione sostanzialmente radiale in direzione della zona periferica o cerchione 20, in particolare in direzione della superficie di rotolamento 22.

L’accoppiamento definito tra la porzione svasata 29 del perno centrale 27 con la porzione rastremata 37 del mandrino 13 e l’azione di spinta/trazione del perno centrale 27 generano forze di trattenimento radiali rispetto all’asse di rotazione centrale Z che consentono l’attivazione della pinza ad espansione 15 per il trattenimento della ruota grezza 11. In particolare, tale accoppiamento provoca una spinta radiale, verso l’esterno, degli inserti 38 per trattenere la ruota grezza 11.

In accordo con possibili forme di realizzazione, la superficie esterna di contatto 39 degli inserti 38 può essere almeno parzialmente zigrinata per aumentare l' efficacia di trattenimento con la superficie interna 16.

In accordo con possibili soluzioni realizzative, la superficie esterna di contatto 39 è definita per contattare solo una parte della superficie interna 16 del preforo 12. In particolare la superficie esterna di contatto 39 può presentare porzioni di scarico 43 disposte, in uso, in corrispondenza di rispettive aperture del preforo 12 sulla prima faccia 25 e sulla seconda faccia 26. Ciò vantaggiosamente consente agli utensili 17 di lavorare la ruota grezza 11 anche in prossimità del preforo 12 evitando movimentazioni e/o riposizionamenti della ruota grezza 11.

In accordo con forme di realizzazione, illustrate in fig. 2, ciascun inserto 38 può comprendere una porzione di trattenimento 44 sulla quale è definita la suddetta superficie esterna di contatto 39.

La porzione di trattenimento 44 può essere realizzata in corpo unico con l’inserto 38 oppure può essere solidarizzata ad esso. In questo secondo caso, si può prevedere di realizzare la porzione di trattenimento 44 in un materiale diverso rispetto a quello costituente l’inserto 38.

In accordo con possibili forme di realizzazione, il dispositivo di azionamento 24 può essere parte integrante del mandrino 13.

In accordo con forme di realizzazione la pinza ad espansione 15 può essere azionata in modo pneumatico o idraulico.

In accordo con forme di realizzazione, i carri di trasporto 18 sono mobili su un piano inclinato, verso il basso, rispetto al piano di lavorazione P in modo da favorire il deflusso per gravità del materiale asportato dalla ruota grezza 11. In particolare, tale piano inclinato può essere inclinato di un angolo di circa 45°.

In accordo con forme di realizzazione, illustrate in figg. 1-2, l’attrezzatura 10 comprende quattro utensili 17 di lavorazione ad asportazione di materiale due dei quali sono disposti da un lato del piano di lavorazione P e gli altri due dei quali sono disposti dall’altro lato del piano di lavorazione P. Vantaggiosamente, in questo modo è possibile ridurre ulteriormente i tempi di lavorazione e/o ridurre il consumo degli utensili 17 dato che la quantità di materiale da asportare 23 per ogni giro della ruota grezza 11 può essere dimezzato.

In accordo con forme di realizzazione, è previsto un metodo per la lavorazione ad asportazione di materiale di una ruota grezza 11 metallica provvista di un preforo 12 passante centrale, in particolare per la produzione di ruote ferroviarie.

Il metodo prevede di inserire la suddetta estremità di presa 14 del mandrino 13 assialmente nel preforo 12 e ruotare il mandrino 13 per determinare una rotazione della ruota grezza 11 attorno all’asse di rotazione centrale Z definendo il piano di lavorazione P della suddetta ruota grezza 11.

Il metodo prevede, inoltre, di trattenere la ruota grezza 11 in direzione radiale centrifuga, dall'interno verso l'esterno, rispetto all’asse di rotazione centrale Z mediante una pinza ad espansione 15, prevista in corrispondenza della suddetta estremità di presa 14, la quale pinza ad espansione 15 viene divaricata radialmente rispetto all’asse di rotazione centrale Z verso la superficie interna 16 del preforo 12 ai fini del trattenimento.

Il metodo prevede, inoltre, di asportare materiale metallico dalla suddetta ruota grezza 11 mediante almeno due utensili 17, posizionati rispettivamente da un lato e dall'altro rispetto al piano di lavorazione P e montati, ciascuno, su un rispettivo carro di trasporto 18 che si muove in almeno tre gradi di libertà rispetto a detto piano di lavorazione P.

In accordo con forme di realizzazione, i suddetti almeno due utensili 17 lavorano contemporaneamente sulla ruota grezza 11.

In particolare, un primo utensile 17 può lavorare sulla prima faccia 25 ed un secondo utensile 17 può lavorare sulla seconda faccia 26 contemporaneamente. Ciò consente di ridurre notevolmente i tempi di lavorazione.

È chiaro che all’attrezzatura e al metodo per la lavorazione di ruote ferroviarie e fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti o fasi, senza per questo uscire dalPambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz’altro realizzare molte altre forme equivalenti di un attrezzatura e di un metodo per la lavorazione di ruote ferroviarie aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell’ambito di protezione da esse definito.

Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitare la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi per quanto attiene all’ambito di protezione sotteso nelle specifiche rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Attrezzatura per la lavorazione ad asportazione di materiale di una ruota grezza (11) metallica provvista di un preforo (12) passante centrale, in particolare per la produzione di ruote ferroviarie, detta attrezzatura comprendendo: - un mandrino (13) rotante che presenta di un'estremità di presa (14) configurata per essere inserita assialmente in detto preforo (12) per determinare una rotazione di detta ruota grezza (11) attorno ad un asse di rotazione centrale (Z) definendo un piano di lavorazione (P) di detta ruota grezza (11), detta estremità di presa (14) essendo provvista di una pinza ad espansione (15) configurata per essere divaricata radialmente rispetto a detto asse di rotazione centrale (Z) verso una superficie interna (16) di detto preforo (12) per esercitare su detta ruota grezza (11) una azione di trattenimento in direzione radiale centrifuga, dall'interno verso l'esterno, rispetto a detto asse di rotazione centrale (Z); - almeno due utensili (17) di lavorazione ad asportazione di materiale disposti rispettivamente da un lato e dall'altro rispetto a detto piano di lavorazione (P) e ciascuno montato su un carro di trasporto (18) mobile in almeno tre gradi di libertà rispetto a detto piano di lavorazione (P).
2. Attrezzatura come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto asse di rotazione (Z) è un asse di simmetria per detta ruota grezza (11) ed è disposto orizzontalmente, detto piano di lavorazione (P) essendo disposto verticalmente ovvero essendo disposto ortogonatamente a detto asse di rotazione (Z).
3. Attrezzatura come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta attrezzatura comprende un dispositivo di azionamento (24) configurato per selettivamente attivare/di sattivare la divaricazione di detta pinza ad espansione (15) per trattenere/rilasciare detta ruota grezza (11).
4. Attrezzatura come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di azionamento (24) comprende un perno centrale (27) mobile coassialmente a detto mandrino (13), in avvicinamento/allontanamento rispetto a detto mandrino (13) e cooperante con detto mandrino (13) per determinare Γ attivazione/disattivazione di detta pinza ad espansione (15), detto perno centrale (27) comprendendo almeno una porzione svasata (29) convergente verso detto asse di rotazione (Z) e cooperante, in uso, con detto mandrino (13) per determinare Γ attivazione di detta pinza ad espansione (15).
5. Attrezzatura come nella rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta porzione svasata (29) ha forma troncoconica essendo caratterizzata un unico angolo di inclinazione (a) che definisce la sua conicità.
6. Attrezzatura come nella rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta porzione svasata (29) può avere forma multi - troncoconica definita da una pluralità superfici troncoconiche sviluppantisi attorno all’asse di rotazione (Z), caratterizzata da angoli di inclinazione (a) diversi tra loro in modo progressivo.
7. Attrezzatura come in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 4 alla 6, caratterizzato dal fatto che detto mandrino (13) presenta, in corrispondenza di detta estremità di presa (14), un’apertura (28) che si sviluppa coassialmente, rispetto a detto asse di rotazione (Z), ed è sagomata in modo da avere almeno una porzione rastremata (37), convergente verso detto asse di rotazione (Z), idonea ad accoppiarsi con detta porzione svasata (29) di detto perno centrale (27) di detto dispositivo di azionamento (24).
8. Attrezzatura come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta porzione rastremata (37) di detta apertura (28) ha conicità, o multiconicità, uguale alla conicità, o multiconicità, di detta porzione svasata (29) di detto perno centrale (27).
9. Attrezzatura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto mandrino (13) comprende un corpo (42) avente forma sostanzialmente tubolare e provvisto di detta pinza ad espansione (15), detto corpo (42) essendo provvisto di una gola di scarico longitudinale avente una profondità radiale verso detto asse di rotazione (Z) tale da consentire a detti utensili (17) di lavorare detta ruota grezza (11) anche in prossimità di detto preforo (12).
10. Attrezzatura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti carri di trasporto (18) sono mobili su un piano inclinato, verso il basso, rispetto al piano di lavorazione (P) in modo da favorire il deflusso per gravità del materiale asportato da detta ruota grezza (11).
1 1. Metodo per la lavorazione ad asportazione di materiale di una ruota grezza (11) metallica provvista di un preforo (12) passante centrale, in particolare per la produzione di ruote ferroviarie, detto metodo prevedendo: - di inserire un’estremità di presa (14) di un mandrino (13) assialmente in detto preforo (12) e ruotare detto mandrino (13) per determinare una rotazione di detta ruota grezza (11) attorno ad un asse di rotazione centrale (Z) definendo un piano di lavorazione (P) di detta ruota grezza (11) - di trattenere detta ruota grezza (11) in direzione radiale centrifuga, dall’interno verso l’esterno, rispetto a detto asse di rotazione centrale (Z) mediante una pinza ad espansione (15) prevista in corrispondenza di detta estremità di presa (14), detta pinza ad espansione (15) essendo divaricata radialmente rispetto a detto asse di rotazione centrale (Z) verso una superfìcie interna (16) di detto preforo (12) ai fini del trattenimento; - di asportare materiale metallico dalla suddetta ruota grezza (11) mediante almeno due utensili (17), posizionati rispettivamente da un lato e dall'altro rispetto a detto piano di lavorazione (P) e montati, ciascuno, su un rispettivo carro di trasporto (18) che si muove in almeno tre gradi di libertà rispetto a detto piano di lavorazione (P).
12. Metodo come nella rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti almeno due utensili (17) lavorano contemporaneamente su detta ruota grezza (11).