IT202100025793A1 - Sistema di movimentazione - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un sistema di movimentazione.

In particolare, la presente invenzione ha per oggetto un sistema di movimentazione del tipo comprendente una barra filettata ed una chiocciola impegnata e mobile sulla stessa.

Tali sistemi di movimentazione sono solitamente utilizzati per movimentare un carico da un piano ad un piano pi? elevato, e viceversa.

Sistemi di movimentazione sono impiegati sia in ambiti industriali, che di altro tipo, ad esempio residenziale, come nel caso degli ascensori o sollevatori.

Tra le soluzioni ad oggi note, ne esistono che prevedono l?uso di un meccanismo comprendente una barra filettata su cui si innesta una chiocciola a ricircolo di sfere. Un tale accoppiamento ? di per s? generalmente di tipo reversibile, ovverosia tale per cui la chiocciola scorre lungo l?asse del meccanismo a vite senza fine, e tale per cui per discendere, la chiocciola non necessita di essere alimentata da mezzi di trasmissione, potendo sfruttare il peso ovvero la forza di gravit?.

Nel caso dell?ascensore o sollevatore, una chiocciola a ricircolo di sfere consente il movimento della cabinaascensore/sollevatore sia verso l?alto che verso il basso, in modo reversibile.

Tali accoppiamenti presentano per? degli inconvenienti. Un importante inconveniente ? dato dal fatto che le chiocciole utilizzate nei sistemi noti subiscono deformazioni elastiche durante l?utilizzo dovute alle tensioni di lavoro sotto-carico.

Le deformazioni elastiche sotto carico, in particolare della carcassa porta sfere della chiocciola, fanno s? che soltanto alcune delle sfere contenute nella chiocciola stessa sopportino il carico nominale previsto per ognuna di esse, mentre le altre sfere della chiocciola sono sottoposte a carichi progressivamente minori.

Poich? questa circostanza dipende sia dalla deformazione elastica dei materiali con i quali ? costruita la chiocciola e la barra filettata, che da eventuali difetti di fabbricazione delle stesse, non ? facilmente aggirabile se non cambiando la architettura costruttiva del sistema di movimentazione nel suo complesso oppure incrementando il livello, e quindi i costi, di precisione del sistema.

? quindi scopo della presente invenzione fornire un sistema di movimentazione in grado di risolvere gli inconvenienti dello stato dell?arte sopra evidenziati. Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un sistema di movimentazione nel quale sia possibile sottoporre tutte le sfere della chiocciola al carico nominale, di fatto ottimizzando il numero di sfere complessive della chiocciola a parit? di carico sopportabile dal sistema di movimentazione stesso e di fornire un sistema che non ha un limite superiore alla portata di una stessa chiocciola.

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un sistema di movimentazione il quale possa utilizzare barre filettate ottenute per rullatura e non sottoposte a lavorazioni di finitura superficiale costose.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire un sistema di movimentazione che sia al contempo di pratico utilizzo e di semplice ed economica realizzazione.

Secondo l?invenzione, questi scopi, ed altri ancora, sono conseguiti da un sistema di movimentazione presentante le caratteristiche tecniche descritte nelle allegate rivendicazioni.

Le caratteristiche tecniche dell?invenzione, secondo gli scopi di cui sopra, sono chiaramente descritte nelle rivendicazioni allegate e i suoi vantaggi sono evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, con riferimento ai disegni allegati che ne illustrano forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui:

- la figura 1 illustra, in una vista schematica in prospettiva, una forma realizzativa del sistema di movimentazione secondo la presente invenzione;

- la figura 2 illustra, in una vista superiore schematica ed in parziale sezione, del sistema di movimentazione di cui alla figura 1;

- la figura 3 illustra una vista inferiore schematica ed in parziale sezione di un pattino porta sfere in accordo con il sistema di movimentazione secondo la presente invenzione;

- la figura 4 illustra una vista laterale schematica ed in parziale sezione del pattino di figura 3 operativamente connesso alla barra filettata del sistema di movimentazione secondo la presente invenzione e - la figura 5 illustra una vista superiore in sezione di un pattino secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure allegate, con il numero 1 ? indicato, nel suo complesso, un sistema di movimentazione realizzato in accordo con la presente invenzione, nel prosieguo indicato anche semplicemente come sistema 1.

Vantaggiosamente la direzione di movimentazione ? definita come verticale rispetto ad un piano orizzontale o di terra ma niente vieta di poter utilizzare il sistema 1 di movimentazione secondo la presente invenzione per movimentare carichi in direzioni comunque inclinate oppure parallele ad un piano orizzontale o di terra. Con riferimento alle figure allegate, il sistema 1 di movimentazione oggetto della presente invenzione comprende una barra 2 filettata presentante un asse A di sviluppo principale ed una chiocciola 3 configurata per impegnarsi in avvitamento con la barra 2 filettata stessa.

La chiocciola 3 ? in grado quindi di muoversi relativamente alla barra 2 lungo l?asse A.

Una prima soluzione realizzativa prevede che sia la chiocciola 3 a muoversi assialmente a seguito di una rotazione della barra 2 filettata, ovverosia che sia la barra 2 filettata ad essere collegata ad un motore di azionamento, non mostrato nelle figure.

Una seconda soluzione realizzativa prevede invece che, viceversa, sia la barra 2 a muoversi assialmente a seguito di una rotazione della chiocciola 3, ovverosia che sia la chiocciola 3 ad essere collegata ad un motore di azionamento, non mostrato nelle figure.

La chiocciola 3 si impegna con la barra 2 filettata per mezzo di una pluralit? di sfere 4 le quali sono atte a rotolare sul filetto 9 della barra 2 stessa.

Il sistema 1 comprende una pluralit? di pattini 5 di contenimento delle sfere 4 i quali sono disposti angolarmente distribuiti sulla chiocciola 3 e vantaggiosamente secondo l?inclinazione del filetto della barra 2 filettata su cui si impegnano.

Come mostrato nella figura 2 i pattini sono distribuiti seguendo una raggiera, la quale ha come centro l?asse A di sviluppo principale della barra 2 filettata.

In questo modo ? possibile ottimizzare la equa distribuzione del carico su ogni singolo pattino 5 della chiocciola.

Vantaggiosamente la chiocciola 3 comprende una pluralit? di sedi 6 anch?esse angolarmente a raggiera avente come centro l?asse A di sviluppo principale della barra 2 filettata.

Le sedi 6 sono atte al contenimento dei pattini 5.

Vantaggiosamente sia i pattini 5 che le rispettive sedi 6 sono disposti angolarmente equidistribuiti sulla chiocciola 3.

In particolare, ad ogni sede 6 corrisponde un rispettivo pattino 5, il quale, nel funzionamento del sistema 1 di movimentazione ? inserito e trattenuto all?interno della rispettiva sede 6.

I pattini 5 sono trattenuti nelle rispettive sedi 6 da un mezzo di bloccaggio, ad esempio un grano filettato, non mostrato nelle figure.

Sia le sedi 6 che, quindi, i pattini 5 sono disposti su un piano sostanzialmente perpendicolare all?asse A di sviluppo principale della barra 2 filettata.

Con sostanzialmente perpendicolare si intende un piano che segue l?inclinazione del filetto 9 della barra 2 filettata.

In questa soluzione realizzativa le sedi 6 ed i rispettivi pattini 5 sono disposti a spirale sulla chiocciola 3.

Vantaggiosamente i pattini 5 sono amovibili rispetto alle rispettive sedi 6, questo permette ad esempio di poter effettuare operazioni di manutenzione in modo facile e veloce estraendo semplicemente uno o pi? pattini 5 dalle rispettive sedi 6.

Vantaggiosamente inoltre, le sedi 6 presentano conformazione cilindrica ed i pattini 5 presentano una porzione controsagomata ad una rispettiva delle sedi 6 per consentire almeno un?oscillazione dei pattini 5 rispetto alla chiocciola 3.

L?oscillazione suddetta ? dovuta ad una rotazione dei pattini 5 rispetto ad un proprio asse B.

L?asse B ? perpendicolare all?asse A di sviluppo principale della barra 2 filettata.

L?oscillazione permette di ottenere un aggiustamento della posizione dei pattini 5, ed in particolare delle sfere 4 trattenute all?interno degli stessi, rispetto all?andamento\inclinazione del filetto 9 della barra 2. La suddetta oscillazione di ogni singolo pattino 5 nella propria sede 6 consente l?automatico adattamento dello stesso pattino 5 a barre 2 filettate aventi angolo di inclinazione dell?elica (filetto) diverso.

Il vantaggio conseguito ? che uno stesso pattino 5 pu? essere utilizzato su barre 2 filettate presentanti filettature diverse e\o diametri diversi.

Il sistema 1 comprende inoltre un elemento 7 deformabile elasticamente interposto fra le sedi 6 ed i rispettivi pattini 5.

Nella soluzione realizzativa, mostrata nelle figure 1 e 4, l?elemento 7 deformabile elasticamente ? disposto solidale ad una porzione di ognuno dei pattini 5.

In alternativa, oppure in aggiunta, l?elemento 7 deformabile ? disposto solidale ad una superficie interna di ciascuna delle sedi 6 (soluzione non mostrata nelle figure).

Entrambe le soluzioni permettono di ottenere un effetto di sospensione e smorzamento del movimento del singolo pattino 5 rispetto alla propria sede 6.

Tale smorzamento consente di superare ad esempio eventuali difetti di fabbricazione della barra 2 filettata, ad esempio nel caso di barre 2 realizzate per rullatura, o barre aggiuntate per aumentarne la lunghezza, oppure eventuali deformazioni elastiche della stessa, o della chiocciola 3, durante il funzionamento. La presenza di un elemento 7 deformabile per ogni singolo pattino 5 consente di ottenere una sicura ripartizione del carico a cui ? sottoposta la chiocciola 3 equamente distribuito su tutti i pattini 5 e, quindi, su tutte le sfere 4.

Con riferimento alle figure 2, 3 e 4 ciascun pattino 5 comprende un canale 8 interno di alloggiamento e ricircolo di una pluralit? delle suddette sfere 4.

A titolo di esempio ogni pattino 5 comprende sette sfere 4 delle quali, nel funzionamento, due, sempre in contatto con la porzione di filetto 9 della barra 2.

Le sfere 4 sono atte quindi a rotolare sulla porzione di filetto 9 della barra 2 e circolare all?interno del canale 8 del rispettivo pattino.

Questa soluzione consente di ottenere una equa distribuzione dei carichi su ogni singola sfera 4 di un singolo pattino 5 e, quindi, un uguale ?invecchiamento? di tutte le sfere 4 di un singolo pattino 5.

Vantaggiosamente, come mostrato nella figura 4, ciascun pattino 5 comprende un organo 10 di trattenimento configurato per impedire la fuoriuscita delle sfere 4 dal canale 8 quando il pattino 5 ? estratto dalla rispettiva sede 6.

I pattini 5 possono inoltre, singolarmente, essere rimossi dalle rispettive sedi 6 anche quando la chiocciola 3 ? sotto carico.

Questo consente di poter effettuare agevolmente operazioni di manutenzione ai singoli pattini 5 senza dover smontare la chiocciola 3 dalla barra 2 filettata, operazione questa, che risulterebbe molto costosa in quanto comporterebbe il fermo dell?intero sistema 1 di movimentazione.

I pattini 5 comprendono due semi-porzioni che unite fra loro costituiscono il corpo del pattino 5 stesso.

In dettaglio il pattino 5 comprende una porzione inferiore 11 atta al centraggio rispetto alla rispettiva sede ed una superiore 12 atta al contenimento del canale 8 di ricircolo delle sfere 4. Le due porzioni 11, 12, quando accoppiate formano un cilindro.

Con riferimento alla figura 5 ? mostrata una vista dal basso in sezione di un pattino 5 nella quale ? indicata una porzione 20 di carico (riquadro tratteggiato) delle sfere 4 quando si trovano a contatto con il filetto della rispettiva barra 2 filettata e trasmettono ad essa il carico.

In particolare, la forma del canale 8 di ricircolo delle sfere 4 all?interno del pattino 5 ? tale da permettere alle sfere 4 sotto carico, ovverosia quelle transitanti dalla porzione 20 di carico, e solo ad esse, di percorrere liberamente traiettorie ragionevolmente diverse.

Come mostrato nella figura 5 le sfere 4 sotto carico possono disporsi, quando all?interno della porzione 20, in almeno due posizioni 20a, 20b (e tutte le molteplici posizioni intermedie) del canale 8.

Nella figura 5 ? inoltre schematizzata una porzione 21 la quale corrisponde all?area dove giacciono tutte le possibili traiettorie percorribili dalle sfere 4 di uno stesso pattino 5.

Ogni traiettoria percorsa dalle sfere 4 corrisponde ad un diametro della barra 2 filettata.

? inteso che al variare del diametro della barra 2 filettata varia anche il diametro della chiocciola 3 accoppiabile con essa.

Il vantaggio ? quello di poter utilizzare uno stesso pattino 5 con chiocciole 3 e rispettive barre 2 filettate aventi diametri anche molto differenti.

Il sistema 1 di movimentazione secondo l?invenzione raggiunge gli scopi prefissi e consegue ulteriori importanti vantaggi.

Un primo vantaggio del sistema 1 di movimentazione secondo l?invenzione ? rappresentato dalla possibilit? di utilizzare barre 2 filettate ad esempio ottenute per rullatura, le quali sono pi? economiche rispetto a quelle maggiormente rifinite e precise.

Questo ? permesso dal fatto che ogni singolo pattino 5 risulta adattabile alle eventuali imperfezioni di geometria della barra 2 filettata e\o della chiocciola 3.

Un ulteriore vantaggio del sistema 1 di movimentazione oggetto della presente invenzione ? dato dal fatto che ogni pattino 5 utilizza sempre due sole sfere 4 caricate dalla barra 2 filettata al carico nominale delle stesse. Questo comporta che tutte le coppie di sfere 4 di tutti i pattini 5 risultano cariche al proprio carico nominale, ovverosia sfruttate al massimo del proprio potenziale. Essendo, quindi, tutte le sfere 4 caricate in modo uguale ed ottimale e non essendo presente alcuna sfera parzialmente caricata, a parit? di carico richiesto al sistema 1 di movimentazione, questo comprende un numero complessivo di sfere 4 ottimale, e non sovradimensionato come nello stato dell?arte.

Un ulteriore vantaggio del sistema 1 di movimentazione secondo la presente invenzione ? dovuto al fatto che, essendo ogni singolo pattino 5 (e quindi le proprie sfere 4) indipendente rispetto ai restanti pattini 5 della chiocciola, ognuno di essi ? in grado di adattarsi alla porzione di filetto della barra 2 filettata che lo stesso interessa senza essere influenzato nel funzionamento dalle restanti altre sfere 4 e\o pattini 5 della chiocciola 3.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Sistema (1) di movimentazione, comprendente: - una barra (2) filettata presentante un asse (A) di sviluppo principale,

- una chiocciola (3) configurata per impegnarsi in avvitamento con detta barra (2) filettata e muoversi relativamente a detta barra (2) lungo detto asse (A), detta chiocciola (3) impegnandosi con detta barra (2) per mezzo di una pluralit? di sfere (4), detto sistema (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralit? di pattini (5) di contenimento di dette sfere (4), detti pattini (5) essendo disposti angolarmente su detta chiocciola (3).

2. Sistema (1) secondo la rivendicazione precedente in cui detta chiocciola (3) comprende una pluralit? di sedi (6) angolarmente distribuite.

3. Sistema (1) secondo la rivendicazione 2 in cui detti pattini (5) sono amovibili rispetto a dette sedi (6).

4. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti 2 o 3 in cui dette sedi (6) presentano conformazione cilindrica e detti pattini (5) presentano una porzione controsagomata ad una rispettiva di dette sedi (6) per consentire almeno una oscillazione di detti pattini (5) rispetto a detta chiocciola (3).

5. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre un elemento (7) deformabile elasticamente interposto fra dette sedi (6) ed i rispettivi detti pattini (5).

6. Sistema (1) secondo la rivendicazione precedente in cui detto elemento (7) deformabile ? solidale ad un rispettivo di detti pattini (5).

7. Sistema (1) secondo la rivendicazione 5 in cui detto elemento (7) deformabile ? solidale ad una superficie interna di ciascuna di dette sedi (6).

8. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui ciascuno di detti pattini (5) comprende un canale (8) di alloggiamento e ricircolo di una pluralit? di dette sfere (4).

9. Sistema (1) secondo la rivendicazione precedente in cui ciascuno di detti pattini (5) comprende un organo (10) di trattenimento configurato per impedire la fuoriuscita di dette sfere (4) da detto canale (8) quando detto pattino (5) ? estratto da detta rispettiva sede (6).

10. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta chiocciola (3) si muove a seguito di una rotazione di detta barra (2) filettata o viceversa detta barra (2) si muove a seguito di una rotazione di detta chiocciola (3).