IT202100002510A1 - Dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocità ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini - Google Patents
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Description
Descrizione dell?Invenzione Industriale avente per titolo: ?Dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini?
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione comprendente una testa rotante porta mandrini, in particolare per il collegamento automatico di un elettromandrino ad alta velocit? con un mandrino portautensile di una macchina a controllo numerico con una testa rotante che supporta una pluralit? di mandrini porta utensile per lavorazioni meccaniche multiple di pezzi.
Sono note nella tecnica macchine a controllo numerico multifunzione comprendenti una testa rotante porta mandrini che, quando occorre effettuare una lavorazione utilizzando un utensile collegato ad uno dei mandrini, effettua una rotazione in modo da portare il mandrino selezionato, e l?utensile ad esso accoppiato, in corrispondenza ad una postazione di lavoro, in modo da poter eseguire la lavorazione.
Queste macchine a controllo numerico multifunzione note comprendono una testa rotante porta mandrini che supporta una pluralit? di mandrini, il cui mandrino portautensile ? collegato ad un motore elettrico che deve essere dimensionato in base alle prestazioni, in termini di velocit? di rotazione e coppia motrice, richieste all?utensile per eseguire la lavorazione.
Quando sono utilizzate per lavorazioni con utensili ad elevata velocit? di rotazione, le macchine a controllo numerico multifunzione note richiedono l?utilizzo di uno specifico elettromandrino, comprendente un utensile ed un motore elettrico per l?azionamento ad alta velocit? dell?utensile; la testa rotante porta mandrini pu? supportare pi? di un elettromandrino, ognuno collegato ad un rispettivo mandrino portautensile, che, ad ogni rotazione della testa rotante, presenta il problema di dover essere accoppiato alla macchina a controllo numerico multifunzione con una serie di connettori elettrici, idraulici e/o pneumatici, con conseguente dispendio di tempo ed aumento del costo di lavorazione.
Scopo della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore, fornendo un dispositivo per il collegamento di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini, che permetta di utilizzare l?elettromandrino ad alta velocit? che si trova in corrispondenza ad una postazione di lavoro collegandolo in modo automatico alla macchina a controllo numerico multifunzione, in seguito alla rotazione della testa rotante, con un risparmio di tempo e diminuzione del costo di lavorazione.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l?oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulter? immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalit? equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verr? meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la Figura 1 mostra una vista in sezione di un dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini secondo la presente invenzione;
- la Figura 2 mostra una vista in prospettiva sezionata di un dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini secondo la presente invenzione; e
- la Figura 3 mostra una vista in prospettiva di un dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini secondo la presente invenzione.
Facendo riferimento alle Figure, il dispositivo 10 per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione con testa rotante porta mandrini della presente invenzione comprende un primo elemento di collegamento 11 configurato per essere collegato ad una rete di alimentazione elettrica mediante primi mezzi di connessione elettrica 12 e ad una rete di alimentazione dell?aria in pressione mediante primi mezzi di collegamento pneumatico 13, ed un secondo elemento di collegamento 31 configurato per essere fissato alla testa rotante porta mandrini di una macchina a controllo numerico multifunzione e per essere collegato al mandrino ad alta velocit? tramite secondi mezzi di connessione elettrica 22 e secondi mezzi di collegamento pneumatico 23, detti primo 11 e secondo 31 elemento di collegamento essendo collegati in modo ruotabile l?uno rispetto all?altro per eseguire automaticamente il collegamento elettrico e pneumatico del mandrino ad alta velocit? che, in seguito alla rotazione della testa rotante porta mandrini cui ? collegato, si trova nella posizione di lavoro; preferibilmente il mandrino ad alta velocit? ? un elettromandrino comprendente un utensile ed un motore elettrico per l?azionamento ad alta velocit? dell?utensile, ed ? accoppiato ad un mandrino portautensile della testa rotante porta mandrini; vantaggiosamente, il dispositivo 10 per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico multifunzione dell?invenzione consente di collegare alla rete di alimentazione elettrica ed alla rete di alimentazione dell?aria in pressione una pluralit? di elettromandrini montati sulla testa rotante, ognuno accoppiato ad un rispettivo mandrino portautensile, quando sono portati nella posizione di lavoro.
I primi mezzi di connessione elettrica 12 sono costituiti ad esempio da un connettore elettrico 12 di tipo noto per il collegamento del dispositivo 10 alla rete di alimentazione elettrica, e i primi mezzi di collegamento pneumatico 13 sono costituiti ad esempio da un connettore ad innesto rapido, per il collegamento del dispositivo 10 alla rete di alimentazione dell?aria in pressione.
Il primo elemento di collegamento 11 comprende inoltre un condotto 24, preferibilmente realizzato in direzione assiale in corrispondenza di un asse Y di rotazione del primo 11 e/o del secondo 31 elemento di collegamento, per trasferire l?aria in pressione al secondo elemento di collegamento 31.
I secondi mezzi di connessione elettrica 22 sono costituiti ad esempio da almeno due connettori elettrici 22, preferibilmente una pluralit? di connettori di tipo noto, e i secondi mezzi di collegamento pneumatico 23 sono costituiti ad esempio da connettori ad innesto rapido, per il collegamento del dispositivo 10 all?elettromandrino ad alta velocit?.
In modo preferito detti connettori elettrici 22 e pneumatici 23 del secondo elemento di collegamento 31 sono disposti in direzione radiale rispetto all?asse Y di rotazione del primo 11 e/o del secondo 31 elemento di collegamento, in numero di un connettore elettrico 22 ed un connettore pneumatico 23 per ciascun mandrino portautensile collegato alla testa rotante porta mandrini; ad esempio i mandrini portautensile sono disposti in direzione radiale rispetto all?asse Y di rotazione.
Preferibilmente il condotto 24 per il passaggio di aria in pressione ? collegato ad una prima camera 15 ricavata nel primo elemento di collegamento 11 e collegata alla rete di alimentazione dell?aria in pressione per mezzo dei primi mezzi di collegamento pneumatico 13.
In modo preferito il condotto 24 per il passaggio di aria in pressione ? collegato ad una seconda camera 25, ricavata nel secondo elemento di collegamento 31, per collegarla alla rete di alimentazione dell?aria in pressione; ad esempio la seconda camera 25 ha forma sostanzialmente cilindrica, e comprende una parete 28 sulla quale sono ricavati condotti 32 di collegamento ai connettori pneumatici 23; la parete 28 comprende inoltre aperture 33 per l?inserimento dei connettori elettrici 22.
Preferibilmente il primo elemento di collegamento 11 comprende almeno un primo elemento di contatto elettrico 14, preferibilmente un contatto a molla di tipo noto, ad esempio una pluralit? di contatti a molla che possono essere realizzati in nichel, argento, acciaio inossidabile, rame-berillio, dorati, collegato a detto connettore elettrico 12, ad esempio tramite cavo elettrico, per collegare l?elettromandrino ad alta velocit? alla rete di alimentazione elettrica.
Il secondo elemento di collegamento 31 comprende almeno un secondo elemento di contatto elettrico 34, preferibilmente una pluralit? di piazzole di tipo noto in materiale elettricamente conduttivo, configurato per stabilire un contatto elettrico con detto almeno un primo elemento di contatto elettrico 14 e collegato ad uno di detti almeno due connettori elettrici 22, ad esempio tramite cavo elettrico passante nelle aperture 33 realizzate nella parete 28, per alimentare elettricamente l?elettromandrino ad alta velocit?.
Preferibilmente il primo elemento di collegamento 11 comprende quattro primi elementi di contatto elettrico 14, (uno per ogni fase ed uno collegato terra), in modo preferito allineati in direzione radiale rispetto all?asse Y ed il secondo elemento di collegamento 31 comprende una pluralit? di secondi elementi di contatto elettrico 34 configurati per portarsi a contatto dei primi elementi di contatto elettrico 14 quando detti primo 11 e secondo 31 elemento di collegamento ruotano l?uno rispetto all?altro.
In modo preferito i primi elementi di contatto elettrico 14 sono collegati ad un primo elemento discoidale 18 ed i secondi elementi di contatto elettrico 34 sono collegati ad un secondo elemento discoidale 19, detti primo e secondo elemento discoidale essendo disposti nella seconda camera 25, affacciati fra loro e collegati in modo ruotabile l?uno sull?altro in modo che i secondi elementi di contatto elettrico 34, disposti in gruppi di quattro elementi di contatto, siano portati a contatto dei primi elementi di contatto elettrico 14; in modo preferito ogni gruppo di quattro elementi di contatto ? in prossimit? di uno di detti almeno due connettori elettrici 22.
Preferibilmente il primo elemento di collegamento 11 comprende un albero cavo 16 collegato al primo elemento discoidale 18, al cui interno ? ricavato il condotto 24 coassiale e il secondo elemento di collegamento 31 comprende un?apertura, ad esempio un foro, disposta all?uscita del condotto 24.
In modo preferito le superfici affacciate del primo elemento di collegamento 11 e del secondo elemento di collegamento 31 sono complementari.
Preferibilmente il primo e/o il secondo elemento di collegamento 11, 31 comprendono mezzi di tenuta 37, ad esempio una guarnizione 37 di tenuta inserita in una gola ricavata sulle superfici esterne del primo e del secondo elemento di collegamento 11, 31, per collegare a tenuta il primo elemento di collegamento 11 ed il secondo elemento di collegamento 31 in modo da impedire che il flusso d?aria, fluendo tra il primo ed il secondo elemento di collegamento 11, 31, esca all?esterno e per consentire il passaggio del flusso d?aria dal primo 11 al secondo elemento di collegamento 31 attraverso il condotto 24 per inviarla al mandrino 40.
In modo preferito il primo elemento di collegamento 11 ? mantenuto bloccato, per impedirne la rotazione durante la rotazione del secondo elemento di collegamento 31, tramite mezzi di bloccaggio 35 ad esempio comprendenti un braccio snodato 36 che comprende un cilindro pneumatico o idraulico fissato, ad esempio avvitato, al primo elemento di collegamento 11.
Nel funzionamento del dispositivo 10 della presente invenzione, il secondo elemento di collegamento 31 ? fissato alla testa rotante porta mandrini di una macchina a controllo numerico multifunzione, mantenendo i diversi mandrini ad alta velocit? che sono installati nella testa rotante collegati a rispettivi connettori elettrici 22 e pneumatici 23, in modo che il secondo elemento di collegamento 31 possa ruotare con la testa rotante per collegare alla rete di alimentazione elettrica il mandrino ad alta velocit? che si trova nella posizione di lavoro, collegando in modo automatico i secondi elementi di contatto elettrico 34 collegati al connettore elettrico 12, che a sua volta ? collegato al mandrino ad alta velocit? che si trova nella posizione di lavoro, con i primi elementi di contatto elettrico 14 del primo elemento di collegamento 11 che rimane fermo, trattenuto dai mezzi di bloccaggio 35 e collegato alle reti di alimentazione elettrica e pneumatica, mentre i diversi mandrini ad alta velocit? sono sempre collegati ai connettori pneumatici 23.
Vantaggiosamente il dispositivo per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? ad una macchina a controllo numerico secondo la presente invenzione consente di collegare in modo automatico alle reti di alimentazione elettrica e pneumatica un elettromandrino ad alta velocit? che si trova in corrispondenza ad una postazione di lavoro di una macchina a controllo numerico multifunzione, in seguito alla rotazione della testa rotante, con un risparmio di tempo e diminuzione del costo di lavorazione, in modo veloce ed affidabile.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell?invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell?ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate nelle quali, eventuali segni di riferimento posti tra parentesi non possono essere interpretati nel senso di limitare le rivendicazioni stesse. Inoltre, la parola "comprendente" non esclude la presenza di elementi e/o fasi diversi da quelli elencati nelle rivendicazioni. L?articolo ?un?, ?uno? o ?una? precedente un elemento non esclude la presenza di una pluralit? di tali elementi. Il semplice fatto che alcune caratteristiche siano citate in rivendicazioni dipendenti diverse tra loro non indica che una combinazione di queste caratteristiche non possa essere vantaggiosamente utilizzata.
Claims (10)
1. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico, comprendente un primo elemento di collegamento (11) configurato per essere collegato ad una rete di alimentazione elettrica mediante primi mezzi di connessione elettrica (12) e ad una rete di alimentazione dell?aria in pressione mediante primi mezzi di collegamento pneumatico (13), ed un secondo elemento di collegamento (31) configurato per essere fissato alla testa rotante porta mandrini di una macchina a controllo numerico mutifunzione e per essere collegato al mandrino ad alta velocit? tramite secondi mezzi di connessione elettrica (22) e secondi mezzi di collegamento pneumatico (23), detti primo (11) e secondo (31) elemento di collegamento essendo collegati in modo ruotabile l?uno rispetto all?altro per eseguire automaticamente il collegamento elettrico e pneumatico del mandrino ad alta velocit? che, in seguito alla rotazione della testa rotante porta mandrini cui ? collegato, si trova nella posizione di lavoro, detto primo elemento di collegamento (11) comprendente almeno un primo elemento di contatto elettrico (14) collegato alla rete di alimentazione elettrica e detto secondo elemento di collegamento (31) comprendente almeno un secondo elemento di contatto elettrico (34) configurato per stabilire un contatto elettrico con detto almeno un primo elemento di contatto elettrico (14) e collegato elettricamente all?elettromandrino ad alta velocit?.
2. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di collegamento (11) comprende un condotto (24) per trasferire l?aria in pressione dal primo elemento di collegamento (11) al secondo elemento di collegamento (31).
3. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il condotto (24) per il passaggio di aria in pressione ? collegato ad una prima camera (15) ricavata nel primo elemento di collegamento (11) e collegata alla rete di alimentazione dell?aria in pressione per mezzo dei primi mezzi di collegamento pneumatico.
4. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che il condotto (24) ? collegato ad una seconda camera (25) ricavata nel secondo elemento di collegamento (31) per collegarla alla rete di alimentazione dell?aria in pressione, detta seconda camera (25) essendo collegata ai secondi mezzi di collegamento pneumatico (23).
5. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la seconda camera (25) comprende una parete (28) sulla quale sono ricavati condotti (32) di collegamento ai secondi mezzi di collegamento pneumatico (23), detta parete (28) comprendente inoltre aperture (33) per l?inserimento dei secondi mezzi di connessione elettrica (22).
6. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di contatto elettrico (14) ? un contatto a molla e detto secondo elemento di contatto elettrico (34) ? una piazzola, realizzati entrambi in materiale elettricamente conduttivo.
7. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il primo elemento di collegamento (11) comprende quattro primi elementi di contatto elettrico (14), e il secondo elemento di collegamento (31) comprende una pluralit? di secondi elementi di contatto elettrico (34) configurati per portarsi a contatto dei primi elementi di contatto elettrico (14) quando detti primo (11) e secondo (31) elemento di collegamento ruotano l?uno rispetto all?altro.
8. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 a 7, caratterizzato dal fatto che i primi elementi di contatto elettrico (14) sono collegati ad un primo elemento discoidale (18) e i secondi elementi di contatto elettrico (34) sono collegati ad un secondo elemento discoidale (19), detti primo e secondo elemento discoidale essendo disposti nella seconda camera (25), affacciati fra loro e ruotabili l?uno sull?altro in modo che i secondi elementi di contatto elettrico (34) siano portati a contatto dei primi elementi di contatto elettrico (14).
9. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 8, caratterizzato dal fatto che il condotto (24) ? realizzato in direzione assiale in corrispondenza di un asse (Y) di rotazione del primo (11) e del secondo (31) elemento di collegamento e dal fatto che i primi (14) e i secondi elementi di contatto elettrico (34) sono disposti in direzione radiale rispetto all?asse (Y) di rotazione del primo (11) e/o del secondo (31) elemento di collegamento.
10. Dispositivo (10) per il collegamento automatico di un mandrino ad alta velocit? (40) ad una macchina a controllo numerico secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che il primo elemento di collegamento (11) comprende un albero cavo (16) collegato al primo elemento discoidale (18) al cui interno ? ricavato il condotto (24) coassiale.
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