IT202100008702A1 - Dispositivo a giunto girevole con condotto a tenuta - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO A GIUNTO GIREVOLE CON CONDOTTO A TENUTA
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE
La presente invenzione s'inquadra nel settore concernente i settori meccanico e pneumatico od idraulico e si riferisce ad un dispositivo a giunto girevole con condotto a tenuta in grado di permettere la mutua rotazione assiale dei suoi membri assicurando un collegamento a tenuta e pneumatico tra di essi anche non assiale, particolarmente ma non esclusivamente adatto a dispositivi per la lavorazione o il taglio di tubi, rotoli, cavi ed elementi a sviluppo longitudinale in genere od altre applicazioni.
Sono noti giunti, ad esempio di tipo avente un canale assiale di passaggio per oggetti da lavorare o per flussi separati, provvisti di un condotto non assiale ed aventi un membro esterno desinato ad essere fissato ad una struttura ed un membro interno destinato al supporto girevole di attrezzi azionati pneumaticamente ove il condotto non assiale consente di alimentare pneumaticamente gli attrezzi attraverso. Tale condotto non assiale di alimentazione presenta estremit? stazionaria fissata al membro esterno ed una estremit? rotante fissata ad una flangia sporgente del membro interno destinata a supportare gli strumenti pneumatici.
Uno svantaggio di tali dispositivi noti consiste nel fatto che presentano forti attriti di rotazione con conseguenti usura, elevato consumo energetico e blocchi della rotazione oppure presentano eccessive cadute di pressione causate da perdite e resistenze pneumatiche che inficiano il funzionamento di detti attrezzi pneumatici. Uno scopo della presente invenzione ? quello di proporre un dispositivo a giunto girevole con condotto a tenuta che fornisca contemporaneamente scarsa resistenza alla rotazione ed una ottima tenuta per un fluido in pressione.
Ulteriore scopo ? di proporre un dispositivo che consenta di utilizzare un membro interno completamente pieno o di tipo a tamburo con un passaggio assiale per materiali o per flussi distinti da quello di alimentazione.
Altro scopo ? di proporre un dispositivo a bassa manutenzione.
Ulteriore scopo ? di proporre un dispositivo le cui tenute, eventualmente usurate, possano essere facilmente ripristinate con semplici lavorazioni o sostituite.
Ulteriore scopo ? di proporre un dispositivo particolarmente ma non esclusivamente adatto a taglierine per tubi o ad apparecchiature per la lavorazione di altri prodotti ad elevato sviluppo longitudinale quali cavi per dati o di tipo meccanico, rotoli, e simili. Le caratteristiche dell'invenzione sono nel seguito evidenziate con particolare riferimento agli uniti disegni nei quali:
- la figura 1 illustra una vista frontale del dispositivo a giunto girevole con condotto a tenuta oggetto della presente invenzione;
- la figura 2 illustra una vista in sezione secondo il piano II - II di figura 1;
- la figura 3 illustra una vista in sezione secondo il piano III - III di figura 1;
- la figura 4 illustra una vista in sezione secondo il raggio IV di figura 1;
- le figure 5a, 5b e 6 illustrano particolari ingranditi di figure 2 e 3;
- la figura 7 illustra una vista assonometrica ed ingrandita di un gruppo di tenuta del dispositivo di figura 2;
- la figura 8 illustra una flangia sporgente di un membro interno del dispositivo di figura 1 dotata di un insieme di attrezzi ad azionamento pneumatico per utilizzare il dispositivo per il taglio di tubi.
Con riferimento alle figure da 1 a 7, con 1 viene indicato il dispositivo a giunto girevole con condotto a tenuta oggetto della presente invenzione comprendente almeno un membro esterno 3 dotato di almeno un rispettivo primo attacco 5 per un fluido pressurizzato ed un membro interno 7 dotato di almeno un rispettivo secondo attacco 9 per il fluido pressurizzato, ad esempio consistente in aria, in altra miscela di gas od in un gas puro.
Almeno la porzione mediana del membro interno 7 ? interna al membro esterno 3 mentre una od entrambe le estremit? del membro interno 7 possono sporgere dal membro esterno 3, ad esempio come illustrato nelle figure.
Il membro esterno 3 comprende un corpo, ad esempio di materiale metallico, a forma di parete cilindrica sagomata con spessore della parete compreso tra circa un sesto ed un mezzo dello sviluppo longitudinale del corpo. Tale corpo del membro esterno pu? comprendere una pluralit? di primi attacchi 5 ciascuno dei quali si diparte dalla porzione mediana della faccia cilindrica esterna del corpo, ove reca un connettore per un tubo per il fluido in pressione, e si prolunga radialmente attraverso la parete del corpo fino a sfociare nella faccia cilindrica interna del corpo.
Il membro interno 7 comprende una porzione di forma cilindrica solida, ovvero piena, o preferibilmente e come illustrato nelle figure di forma approssimativamente tubolare a parete cilindrica nella quale si sviluppano completamente o parti di condotti di adduzione 19 per il fluido in pressione.
I membri esterno 3 ed interno 7 presentano rispettivi assi geometrici longitudinali e sono interconnessi da un insieme di interposti membri di rotazione 11 di tipo radente o volvente, ad esempio consistenti in cuscinetti a sfera oppure in cuscinetti a rulli o ad aghi oppure o boccole o bronzine, aventi assi R di rotazione che, nella condizione di montaggio del dispositivo 1, coincidono con gli assi geometrici longitudinali membri esterno 3 ed interno 7.
Preferibilmente e come illustrato nelle figure, il dispositivo 1 comprende due membri di rotazione 11 consistenti in cuscinetti a sfera ciascuno bloccato tra le rispettive porzioni laterali terminali del corpo del membro esterno 3 e della porzione di forma tubolare del membro interno 7.
I membri di rotazione 11 consentono la libera rotazione attorno all?asse R di rotazione di uno dei membri 7, 3 rispetto all?altro 3, 7. Preferibilmente e come illustrato nelle figure, il membro esterno 3 ? dotato di una coppia di mensole trasversali 47 fissate alle estremit? laterali del rispettivo corpo e destinate al fissaggio ad una struttura di supporto del membro esterno 3 che quindi ?p statico mentre il membro interno 7 ? libero di ruotare assialmente; l?invenzione in alternativa prevede che il membro interno sia bloccato e stazionario e che il membro esterno sia liberamente girevole.
Il membro interno 7 presenta un elemento ad anello 15 sporgente verso l?esterno dalla porzione mediana della faccia esterna del suo corpo. Tale elemento ad anello sporge da detta faccia di una lunghezza compresa tra circa un sesto e circa un mezzo del diametro minimo esterno della porzione mediana del membro interno ed ha uno spessore costante compreso tra un quinto ed il doppio di detta sporgenza. L?elemento ad anello 15 pu? essere bloccato alla porzione mediana del membro interno 7 o preferibilmente e come illustrato nelle figure, pu? essere ricavato in corpo unico con esso e presenta facce laterali che costituiscono sue spalle piane destra e sinistra a forma di corona circolare.
Inoltre l?elemento ad anello 15 ? perifericamente dotato di una scanalatura anulare 17 che nella condizione assemblata del dispositivo ? affacciata allo sbocco interno di ciascun primo attacco 5 ricavato nel corpo del membro esterno 3.
Il fondo della scanalatura anulare 17 dell?elemento ad anello 15 reca gli sbocchi per il fluido dei una pluralit? di tratti radiali, ricavati nello spessore dell?elemento ad anello 15 di detti condotti di adduzione 19 dell?elemento interno 7 che collegano tale scanalatura anulare 17 una pluralit? di secondi attacchi 9 del membro interno 7 per il flusso di detto fluido.
Ciascuna spalla destra o sinistra dell?elemento ad anello 15 ? a riscontro con una prima faccia laterale piana di un rispettivo anello intermedio 21 la cui seconda faccia laterale ? anch?essa piana.
Un bordo esterno della seconda faccia laterale piana del detto anello intermedio 21 riscontra scorrevolmente con una faccia piana laterale di un rispettivo anello di tenuta 23 mantenuto aderente contro l?anello intermedio 21 da un elemento anulare di spinta 25 agente contro la porzione dell?anello di tenuta 23 opposta all?anello intermedio 21; in altre parole l?elemento anulare di spinta 25 preme contro la faccia laterale dell?anello di tenuta 23 opposta a quella che riscontra scorrevolmente con l?anello intermedio 21, in tal modo l?elemento anulare di spinta 25 spinge l?anello di tenuta 23 contro l?anello intermedio 21 con una forza diretta verso l?elemento ad anello 15 e ci? avviene sia a destra che a sinistra di quest?ultimo 15.
L?elemento anulare di spinta 25 comprende un membro a sede anulare 31 avente sezione trasversale ad ?L? la cui concavit? costituisce una sede concava 33 rivolta verso la rispettiva spalla laterale.
Tale sede concava 33 del membro a sede anulare 31 ? destinata ad ospitare in modo scorrevole in direzione assiale un membro anulare spintore 35 il quale ? a riscontro con l?anello di tenuta 23. Tra il membro a sede anulare 31 ed il membro anulare spintore 35 ? presente una camera anulare d?espansione 37 in collegamento di flusso con una sorgente di fluido pressurizzato. Il fluido pressurizzato del dotto 39 pu? essere il medesimo degli attacchi primo 5 e secondo 9 oppure pu? essere di natura ed origine diversi. La pressione nella camera anulare d?espansione 37 spinge il membro anulare spintore 35 e l?anello di tenuta 23 verso il rispettivo anello intermedio 21. Preferibilmente il dotto 39 realizzato nel membro esterno 3 ? in collegamenti esterno di flusso con il primo attacco 5.
In alternativa o, preferibilmente e come illustrato nelle figure, in aggiunta alla camera di espansione 37, il dispositivo 1 pu? comprendere un insieme di elementi elastici 41 interposti tra il membro a sede anulare 31 ed il membro anulare spintore 35. L?insieme di elementi elastici 41 preferibilmente comprende delle molle elicoidali compresse tra il membro a sede anulare 31 ed il membro anulare spintore 35 la cui forza elastica spinge il membro anulare spintore 35 e l?anello di tenuta 23 verso il rispettivo anello intermedio 21. Preferibilmente le estremit? di ciascuna molla elicoidale degli elementi elastici 41 sono ospitate in rispettive sedi concave realizzate nelle porzioni laterali reciprocamente affacciare del membro a sede anulare 31 e del membro anulare spintore 35. Come illustrato in figura 7, l?elemento anulare di spinta 25 comprende anche un insieme di viti di precarico delle molle che vincolano reciprocamente il membro a sede anulare 31 ed il membro anulare spintore 35 senza bloccarne il reciproco scorrimento in direzione assiale che viene guidato da un insieme di perni di scorrimento le cui estremit? sono scorrevolmente ospitate in rispettive sedi ricavate nel membro a sede anulare 31 e nel membro anulare spintore 35. In caso di interventi di manutenzione, ad esempio sugli anelli di tenuta 23 e/o sugli anelli intermedi 21, i due elementi anulari di spinta 25 possono essere smontati e rimontati nel dispositivo come un unico pezzo, senza la necessit? di separate il membro a sede anulare 31 dal membro anulare spintore 35 e di togliere e riposizionare gli elementi elastici 41 che restano sempre nelle loro rispettive sedi. Preferibilmente la camera anulare d?espansione 37 ? in collegamento di flusso con il primo attacco 5 e coopera con gli elementi elastici 41 per esercitare una forza di spinta di riscontro tra l?anello di tenuta 23, l?anello intermedio 21 e la corrispondente spalla dell?elemento ad anello 15 sporgente; tale forza di spinta presenta quindi una componente elastica pressoch? costante ed una componente pneumatica proporzionale alla pressione nel primo attacco 5.
Tra la prima faccia laterale piana di ciascun anello intermedio 21 e la rispettiva spalla laterale dell?elemento ad anello 15 ? interposta una prima tenuta ad anello 20; tra il corpo del membro esterno 3, da un lato, ed il membro a sede anulare 31 ed il membro anulare spintore 35 dall?altro lato sono interposte rispettive tenute ad anello seconda 32 e terza 34; tra il membro a sede anulare 31 ed il membro anulare spintore 35 ? interposta una quarta tenuta ad anello 36. Tali tenute sono di tipo O-Ring o similari. Ciascun anello intermedio 21 ? in materiale antifrizione rettificabile, o che possa essere lappato, di tipo ceramico, metallico, a base di carbonio o composito, e ciascun anello di tenuta 23 ? in materiale metallico ad elevata durezza ed avente almeno il lato destinato a ricontrare con il rispettivo anello intermedio, sottoposto ad elevata finitura superficiale quale la lappatura o simili.
Una prima estremit? del membro interno 7 sporgente dal membro esterno 3 reca una flangia 43 perpendicolare l?asse R di rotazione. Tale flangia 43 ? a forma di corona circolare con foro centrale corrispondente a detto lume. Ciascun condotto di adduzione 19 presenta in corrispondenza dell?elemento ad anello 15 e della flangia 43 dei tratti radiali ed in corrispondenza della parete tubolare del membro interno 7 presenta tratti longitudinali. Le porzioni dei condotti di adduzione 19 che si sviluppano nella flangia 43 recano uno o pi? di detti secondi attacchi 9 per l?alimentazione di un insieme di utensili U fissati a detta flangia 43 come esemplificativamente illustrato in figura 8.
La seconda estremit? del membro interno 7 sporgente dal membro esterno 3 reca un ingranaggio o una corona o preferibilmente una puleggia 45, ad esempio del tipo Poly-V, a forma di corona circolare con foro centrale corrispondente a detto lume. La puleggia 45 ? destinata ad una cinghia per il collegamento ad un motore di rotazione del membro interno 7 posto lateralmente per non interferire con il lume che pu? essere destinato al passaggio di tubi da tagliare tramite gli utensili U di tipo a lama ed azionati dal fluido pressurizzato oppure al passaggio di rotoli, cavi ed elementi a sviluppo longitudinale in genere da lavorare tramite utensili U di altro tipo.
Claims (10)
1) Dispositivo a giunto girevole con condotto a tenuta comprendente almeno un membro esterno (3) dotato di almeno un rispettivo primo attacco (5) per un fluido pressurizzato ed un membro interno (7) dotato di almeno un rispettivo secondo attacco (9) per il fluido pressurizzato ove il membro interno (7) ? almeno parzialmente interno al membro esterno (3); detto dispositivo (1) comprende inoltre un insieme di membri di rotazione (11), aventi un asse (R) comune di rotazione ed interposti tra tali membri interno (7) ed esterno (3) per la libera rotazione attorno all?asse (R) di rotazione di uno dei membri (7, 3) rispetto all?altro (3, 7); detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che il membro interno (7) presenta un elemento ad anello (15) sporgente verso l?esterno e perifericamente dotato di una scanalatura anulare (17) affacciata all?almeno uno sbocco interno dell?almeno un primo attacco (5) del membro esterno (3), l?elemento ad anello (15) ? lateralmente dotato di spalle destra e sinistra a corona circolare e la sua scanalatura anulare (17) ? in comunicazione di flusso con un insieme di condotti di adduzione (19) dell?elemento interno (7) che collegano tale scanalatura anulare (17) all?almeno un secondo attacco (9) del membro interno (7); ciascuna spalla destra o sinistra dell?elemento ad anello (15) ? a riscontro con una prima faccia laterale piana di un rispettivo anello intermedio (21), la seconda faccia laterale dell?anello intermedio (21) ? anch?essa piana ed un suo bordo esterno ? a riscontro scorrevole con una faccia piana laterale di un rispettivo anello di tenuta (23) mantenuto aderente contro l?anello intermedio (21) da un elemento anulare di spinta (25) agente contro la porzione dell?anello di tenuta (23) opposta alla faccia laterale di quest?ultimo (23) che riscontra scorrevole con l?anello intermedio (21).
2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l?elemento anulare di spinta (25) comprende un membro a sede anulare (31) dotato di una sede concava (33) rivolta verso la rispettiva spalla laterale e destinata ad ospitare in modo scorrevole in direzione assiale un membro anulare spintore (35) il quale ? a riscontro con l?anello di tenuta (23); tra il membro a sede anulare (31) ed il membro anulare spintore (35) ? presente una camera anulare d?espansione (37) in collegamento di flusso con una sorgente di fluido pressurizzato e/o con il primo attacco (5) tramite almeno un dotto (39) realizzato nel membro esterno (3) ove la pressione nella camera anulare d?espansione (37) spinge il membro anulare spintore (35) e l?anello di tenuta (23) verso il rispettivo anello intermedio (21).
3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l?elemento anulare di spinta (25) comprende un membro a sede anulare (31) dotato di una sede concava (33) rivolta verso la rispettiva spalla laterale e destinata ad ospitare in modo scorrevole in direzione assiale un membro anulare spintore (35) il quale ? a riscontro con l?anello di tenuta (23); tra il membro a sede anulare (31) ed il membro anulare spintore (35) ? interposta un insieme di elementi elastici (41) la cui forza elastica spinge il membro anulare spintore (35) e l?anello di tenuta (23) verso il rispettivo anello intermedio (21).
4) Dispositivo secondo le rivendicazioni 2 e 3 caratterizzato dal fatto che la camera anulare d?espansione (37) ? in collegamento di flusso con il primo attacco (5) e coopera con gli elementi elastici (41) per esercitare una spinta di riscontro tra l?anello di tenuta (23) e la corrispondente spalla dell?elemento ad anello (15) sporgente avente una componente elastica pressoch? costante ed una componente pneumatica proporzionale alla pressione nel primo attacco (5).
5) Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 4 caratterizzato dal fatto che tra la prima faccia laterale piana di ciascun anello intermedio (21) e la rispettiva spalla laterale dell?elemento ad anello (15) ? interposta una prima tenuta ad anello (20); tra un corpo del membro esterno (3) ed il membro a sede anulare (31) ed il membro anulare spintore (35) sono interposte rispettive tenute ad anello seconda (32) e terza (34); tra il membro a sede anulare (31) ed il membro anulare spintore (35) ? interposta una quarta tenuta ad anello (36); ove tali tenute sono di tipo O-Ring o similari.
6) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che ciascun anello intermedio (21) ? in materiale metallico rettificabile, dal fatto che ciascun anello di tenuta (23) ? in materiale metallico ad elevata durezza ed avente almeno un lato, destinato a riscontrare con il rispettivo anello intermedio, sottoposto ad elevata finitura superficiale quale la lappatura o simili, e dal fatto che i membri di rotazione (11) comprendono un insieme di cuscinetti a sfera oppure di cuscinetti a rulli o ad aghi oppure boccole o bronzine.
7) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il membro interno (7) ? di forma tubolare cilindrica con lume interno passante di forma cilindrica con asse geometrico longitudinale coincidente con l?asse (R) di rotazione.
8) Dispositivo secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che una prima estremit? del membro interno (7) sporgente dal membro esterno reca una flangia (43) perpendicolare all?asse (R) di rotazione a forma di corona circolare con foro centrale corrispondente a detto lume, ove ciascun condotto di adduzione (19) presenta tratti radiali e longitudinali e si sviluppa anche nella flangia (43) ove reca uno o pi? dei secondi attacchi (9) per l?alimentazione di un insieme di utensili (U) fissati a detta flangia (43).
9) Dispositivo secondo la rivendicazione 7 oppure 8 caratterizzato dal fatto che una seconda estremit? del membro interno (7) sporgente dal membro esterno (3) reca uno tra ingranaggio, corona e puleggia (45) a forma di corona circolare con foro centrale corrispondente a detto lume per la connessione ad un motore di rotazione del membro interno (7).
10) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il membro esterno (3) ? fissato ad una o pi? mensole trasversali (47) di fissaggio del membro esterno (3) ad una struttura di supporto.
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2022
- 2022-04-05 EP EP22166675.3A patent/EP4071396B1/en active Active
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| EP4071396C0 (en) | 2024-02-28 |
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