IT9020170A1

IT9020170A1 - Dispositivo di innesto per la trasmissione del moto a unita' portautensili di torrette automatiche

Info

Publication number: IT9020170A1
Application number: IT020170A
Authority: IT
Inventors: Mario Natale
Original assignee: Baruffaldi Spa
Priority date: 1990-04-30
Filing date: 1990-04-30
Publication date: 1991-10-30
Also published as: EP0455286A3; IT1240021B; DE69120723D1; JPH04226813A; DE69120723T2; EP0455286B1; ES2090228T3; EP0455286A2; IT9020170A0

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

” Dispositivo di innesto per la trasmissione del moto a unità portautensili di torrette automatiche "

RIASSUNTO

Dispositivo di innesto per la trasmissione del moto a unità portautensill girevoli montate su torrette automatiche comprendente mezzi di innesto, disposti in corrispondenza della sola posizione di lavoro dell'utensile, e atti a traslare assialmente, per l’impegno con la unità portautensile girevole, sotto l’azione di mezzi di comando della traslazione e di mezzi di controllo del bloccaggio assiale della torretta, detti mezzi di innesto essendo inoltre atti a ruotare attorno al proprio asse sotto l’azione di mezzi di generazione e rinvio del moto attuando in tal modo l'Innesto della trasmissione del moto al solo utensile disposto in posizione di lavoro, con torretta bloccata e con assi di rotazione dell’unità portautensill e del mezzi di innesto coincidenti in posizione di allineamento.

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione dispositivo di innesto per la trasmissione del moto a unità portautesili girevoli montate su torrette automatiche Le lavorazioni maccaniche di un gran numero di pezzi prevedono l’impiego in successione, secondo un ciclo preprogrammato e automaticamente controllato, di più utensili sullo stesso pezzo. A tale scopo il pezzo è usualmente montato, ad esempio, su un tornio il quale possiede una torretta portante più utensili che possono essere di volta in volta disposti in posizione di lavoro per eseguire la lavorazione ad essi richiesta sul pezzo, sotto il controllo di una unità elettronica. Una fondamentale esigenza che si presenta in tali lavorazioni è la rapidità di esecuzione, con riduzione, in particolare, dei tempi morti intercorrenti tra la fine del lavoro di un utensile e l’inizio del lavoro successivo, necessari per permettere alla torretta di eseguire tutti i movimenti necessari a portare il nuovo utensile in posizione di lavoro e solo a questo punto trasmettere il moto di rotazione all’utensile. A tale scopo la torretta deve, infatti, sbloccarsi della posizione fissa di lavoro, ruotare nell’uno o nell’altro senso, secondo il percorso più breve, fino a disporre il nuovo utensile nella posizione di lavoro, arrestarsi e ritornare in condizione bloccata. E’ pertanto di fondamentale importanza, al fine dì evitare urti e rotture degli organi di trasmissione, che tale trasmissione del moto avvenga con la certezza che la torretta sia correttamente posizionata e bloccata. Tali operazioni sono realizzate, nelle torrette note, con dispositivi meccanici che trasmettono la rotazione da un motore di azionamento alla piastra portautensilì per il posizionamento e da un motore esterno comandano nello stesso tempo l’azionamento dei mezzi di blocco e sblocco, con strutture particolarmente complesse Lo stesso richiedente nella sua precedente domanda di brevetto IT-48.062 A/88 ha descritto una torretta portautensilì nella quale 1 necessari movimenti di sblocco, rotazione e blocco della torretta sono attuati mediante un unico motore di trascinamento il quale agisce su una corona mobile, solidale alla torretta e all'albero di comando, tramite un gruppo differenziale di tipo epicicloidale che agisce su un corpo anulare la cui rotazione fa muovere in senso assiale un anello di blocco della corona mobile, il bloccaggio in posizione essendo attuato mediante elementi di blocco, mobili radialment e <‘ >e agenti su un ulteriore corpo, solidale all’albero di comando, disposto tra anello di blocco assiale e corona mobile.

Tale disposizione presenta tuttavia alcuni incovenienti , infatti, a causa del dimensionamento necessario per gli elementi di rinvio e trasmissione del moto rotatorio dall’asse dell'albero del motore esterno agli assi dei singoli utensili, non è possibile portare in corrispondenza della posizione di lavoro tutte le unità,portautensili disponibili.

Inoltre, con le disposizioni note, tutte le unità di trasmissione del moto all'utensile disponibili sono costantemente mantenute in rotazione causando usure e aumento di consumo di energia. Un ulteriore inconveniente delle realizzazioni note è rappresentato dal fatto che il posizionamento dell'utensile in corrispondenza della posizione di lavoro e il suo impegno con l’albero motore dell’utensile avviene in tempi successivi lasciando dei tempi morti che riducono la produttività della macchina.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare una torretta portautens i1i per macchine automatiche dotata di mezzi di azionamento dell’unità di blocco e sblocco assiale e di mezzi di azionamento e trasmissione del moto all'utensile, tali da rendere possibile il posizionamento in corrispondenza della posizione di lavoro di tutte le unità portautensili di cui è dotata il disco rotante e tale da mantenere in rotazione la sola unità portautensili portata in corrispondenza dell'unica posizione di lavoro, mantenendo ferme e dissinestate tutte le altre. La torretta portautensili dovrà inoltre consentire di evitare qualunque operazione di fasatura tra unità portautensile rotante in posizione di lavoro e mezzi di azionamento di tale unità, garantendo che l'ingranaggio e la trasmissione del moto all’utensile avvengano solo a torretta posizionata e bloccata, riducendo, inoltre, i tempi morti relativi allo sblocco, posizionamento, nuovo blocco della torretta e azionamento dell’utensile nella posizione di lavoro. La torretta dovrà inoltre essere realizzata con il minor numero possibile di pezzi al fine di ottenere minori usure, maggiori durate riducendo in tal modo la necessità di manutenzione.

Tali problemi tecnici sono risolti da un dispositivo di innesto per la trasmissione del moto a unità portautenei1i girevoli montate su torrette automatiche comprendente mezzi di innesto, disposti in corrispondenza della sola posizione di lavoro dell’utensile, e atti a traslare assialmente, per l’impegno con la unità portautensile girevole, sotto l’azione di mezzi di comando della traslazione e di mezzi di controllo del bloccaggio assiale della torretta, detti mezzi di innesto essendo inoltre atti a ruotare attorno al proprio asse sotto l’azione di mezzi di generazione e rinvio del moto, indipendenti da quelli di posizionamento della torretta, attuando in tal modo l'innesto della trasmissione del moto al solo utensile disposto in posizione di lavoro, con torretta bloccata e con assi di rotazione dell’unità portautensili e dei mezzi di innesto coincidenti in posizione di allineamento; più particolarmente detti mezzi di innesto sono costituiti da un cursore di innesto, assialmente disposto all'interno di un pignone per la presa di moto da detti mezzi di generazione e rinvio, il quale presenta una corona frontale a denti assiali per l’impegno con una corrispondente corona disposta sull’unità porta utensili girevole e un profilo scanalato assiale sulla sua superficie esterna per l’impegno con un corrispondente profilo scanalato disposto sulla superficie interna di detto pignone. Nel dispositivo di innesto secondo il trovato si prevede che detti mezzi di comando della traslazione assiale del cursore d'innesto comprendono mezzi di trasformazione, in un moto rettilineo, di un moto rotatorio generato dal corpo anulare di controllo di blocco e sblocco della torretta, detta trasformazione di moto avvenendo in modo elastico alla fine della corsa di blocco e all’inizio della corsa di sblocco della torretta; preferibilmente detto corpo anulare presenta una camma ad azione nei due sensi, circonferenzialmente disposta, e atta ad impegnarsi, per effetto della rotazione del corpo anulare, con detti mezzi di trasformazione del moto da rotatorio a rettilineo, detto corpo portando, inoltre, più rulli ad asse radiale ed essendo dotato di mezzi di limitazione dell’escursione angolare comprendenti un perno ed una cava circonferenziale ad esso associata, la quale è angolarmemte estesa da parti opposte ad una posizione mediana in corrispondenza della quale & situato il perno .

E’ inoltre previsto che detti mezzi di trasformazione del moto da rotatorio a rettilineo preferibilmente, comprendono un elemento mobile in senso lineare le cui estremità sono rispettivamente impegnate con la camma del corpo anulare e con una leva o simile agente, tramite mezzi elastici su un ingranaggio lineare atto a porre in rotazione un ingranaggio circolare, coassiale con il cursore d'innesto, sul quale sono relizzati una pluralità di piani inclinati interagenti con elementi di spinta, ad essi associati e su essi scorrevoli, a loro volta disposti in impegno con detto elemento di innesto in modo da trasformare la rotazione dell’ingranaggio circolare in una azione di spinta o richiamo del cursore d’innesto; preferibilmente detti piani inclinati e mezzi di spinta sono costituiti da feritoie inclinate e perni disposti al loro interno e agenti linearmente sul cursore di innesto il quale sotto l’azione di spinta o di trazione di detti perni si impegna o si disimpegna dall’ingranaggio di presa di moto di una unità portautensili girevole. Nel dispositivo di innesto secondo il presente trovato i mezzi elastici dell’ingranaggio lineare sono costituiti da un primo mezzo elastico di precarlca assialmente disposto tra due parti, dello stesso ingranaggio lineare,tra loro assialmente scorrevoli e da un secondo mezzo elastico interposto tra l'ingranaggio lineare e la parte fissa della torretta detto primo mezzo elastico potendo assorbire la spinta di innesto qualora le parti di innesto fossero contrapposte e detto secondo mezzo elastico attuando il ritorno in posizione di disinnesto del cursore Maggiori dettagli potranno essere meglio compresi dalla seguente descrizione di un esmpio di realizzazione di un dispositivo di innesto secondo il presente trovato effettuata con riferimento alle allegate tavole di disegni in cui si mostra:

in fig. 1 : una torretta secondo il presente trovato in sezione assiale ;

in fig. 2a: la-torretta bloccata in sezione secondo il plano di traccia II - II di fig. 1 ; in fig. 2b: la torretta in sezione secondo il piano di traccia 11—11 di fig. 1, ma in condizioni di sblocco per il cambio di utensile ;

in fig. 3a: il dettaglio del meccanismo d'innesto in sezione secondo il piano di traccia

I IIA-IIIA di Fig. 2a,

in fig. 3b: il dettaglio del meccanismo di spinta in sezione secondo il piano di traccia IIIB-IIIB di fig. 2b ;

in fig. 4 : una vista frontale schematica della torretta ;

in fig. 5 : una sezione parziale della torretta secondo il piano di traccia V-V di fig.4; in fig. 6a: il dettaglio ingrandito in sezione parziale della posizione di lavoro con torretta chiusa e utensile impegnato in rotazione ;

in fig. 6b: il dettaglio di fig. 6a, ma con torretta aperta per il cambio di utensile,

Con riferimento alla Fig. 1 la torretta secondo il trovato è costituita da un corpo esterno di supporto 1, comprendente un anello fisso 2, dotato della dentatura frontale fissa 3.

All'interno del corpo 1 è girevole un disco 4, cui è collegabile la piastra portautensili della torretta, non illustrata; il disco 4 possiede la dentatura frontale 5, concentrica e adiacente alla dentatura 3. Al disco 4 si collega, mediante viti o simili 6a, l'estremità anteriore 9 di un albero 6 girevole all’interno del corpo 1.

Intorno all'albero 6 è presente un anello di blocco 7, dentato frontalmente, con dentatura 8 affacciata alle dentature 3, 5, ed atta ad impegnarsi con esse, vincolandole tra loro; tra l’estremità anteriore allargata 9 dell’albero 6 e l’anello 7 è presente una molla 10, con relativo cuscinetto reggispinta 11, agente nel senso di mantenere la dentatura 8 fuori impegno dalle dentature 3, 5.

Entro il corpo esterno 1 è vincolato un motore di trascinamento 12, il quale porta un pignone 13 in impegno con una corona dentata 14, la quale è solidale, mediante spine o simili 15a, ad un corpo portasatelliti 15, supportante più ingranaggi satellite 16 disposti lungo una circonferenza, uno solo dei quali è mostrato in figura 1.

Il corpo portasatelliti 15 è supportato girevolmente, con cuscinetti 17, intorno alla porzione cilindrica di un ingranaggio 18, solidale in rotazione, tramite la chiavetta 6b, con l’albero 6 ed impegnato con la sua dentatura 18a con gli ingranaggi satellite 16.

Gli ingranaggi satellite 16 sono inoltre impegnati con la dentatura 19 di un corpo anulare 20, coassiale all’albero 6 e girevole rispetto ad esso.

Gli ingranaggi satellite 16, portati dal corpo portasatelliti 15, formano in unione con la dentatura 18a dell’ingranaggio 18 e la dentatura 19 del corpo anulare 20 un gruppo differenziale di tipo epicicloidale, nel quale il moto di rotazione impartito al portasat eliit1 15 può essere trasmesso al1'una o all’altra delle dentature 18a, 19 quando una di esse è mantenuta bloccata in rotazione.

Il corpo anulare 20 è dotato di più rulli 21, supportati su relativi alberini 22, ad asse radiale rispetto all’albero 6, 1 quali poggiano contro il profilo a camme frontali 23 dell’anello di blocco 7.

L’anello di blocco 7 & mantenuto con il suo profilo a camme frontali 23 serrato contro i rulli 21 della spinta esercitata dalla molla 10.

Il corpo anulare 20 poggia in senso assiale sull’ingranaggio 18, con l'interposizione di un cuscinetto reggispinta 24, ed a sua volta l’ingranaggio 18 poggia contro l'anello di arresto 25, solidale all’albero 6 mediante una filettatura 25a, con l’interposizione di un pacco di molle a tazza 26.

Come illustrato in Fig. 2a il corpo anulare 20 possiede più rulli frontali equidistanti 21; esso inoltre è dotato di una tacca circonferenziale 34 sulla sua superficie esterna di estensione angolare limitata entro cui si inserisce un perno fisso 35 di arresto.

Affacciato alla superficie del corpo 20 è inoltre presente un sensore magnetico di prossimità 36 o un simile organo di rilevamento atto a rilevare un rilievo 36a posto in corrispondenza della posizione di arresto desiderata del corpo 20.

Sul corpo anulare 20 sono inoltre realizzate una coppia di camme 20a atte ad impegnarsi, per effetto della rotazione del corpo 20 con un meccanismo di spinta costituito da una spina 41 dotata di rullino 41a nella sua estremità di contatto con la camma 20a. All’estremità opposta 41b la spina agisce su un braccio di potenza 42a di una leva 42 fulcrata al centro e il cui braccio di resistenza 42b agisce su una cremagliera 43 tramite una molla di precarica 44 inserita in una sede a "U" rovesciata 45 i cui bracci 45b contengono parzialmente la detta cremagliera e appoggiano su una ulteriore molla di ritorno 46.

La cremagliera.45 agisce a sua volta su un ingranaggio circolare di spinta 47 Inserito in una sede circolare fissa 47a sulla quale sono ricavate tre feritoie inclinate 47b, in ciascuna delle quali & inserito un perno 48, solidale all’ingranaggio 47, che, scivolando sul piano inclinato della feritoia, è atto a trasformare il moto circolare dell’ingranaggio 47 in un’azione di spinta lineare su di un elemento di innesto della trasmissione del moto all’utensile. Come illustrato in Fig. 1, 4 e 5 la torretta secondo il trovato porta un disco portautensili 49, reso solidale alla corona mobile 4 mediante mezzi di fissaggio a vite 49a, che ruota attorno all'asse dell’albero 6, mentre il moto dell'utensile è generato da un motore esterno 50, reso solidale alla corona fissa 2, il cui albero 50a & impegnato in un pignone 51 che aziona in sequenza un galoppino di rinvio 51a, una corona 52 ingranata su un secondo galoppino di rinvio 53 che aziona un pignone 54 di presa di moto per l’utensi1e.Detto pignone 54 presenta al suo interno una cavità assiale con scanalature radiali, atte ad impegnarsi con una corrispondente dentatura realizzata su un un cursore di innesto 55 inserito all'interno di detta cava e in essa assialmente scorrevole. Il detto cursore 55 presenta inoltre una corona frontale a denti assiali 56 disposta sulla sua estremità anteriore per la trasmissione del moto al mandrino porta-utensile 57. La presa di moto dell’utensile essendo a sua volta costituita da un mandrino 57 dotato nella sua estremità posteriore di una corona frontale a denti assiali 58 atta ad ingranarsi con la corrispondente corona 56 del cursore. Il funzionamento della torretta è il seguente: in condizioni di lavoro (Fig. 2a - 3a - 6a) il corpo anulare 20 è disposto con: la camma 20a che spinge la spina 41, la cremagliera 43 abbassata, i perni di spinta 48 avanzati, il cursore di innesto 55 avanzato e le corone frontali 56 e 58 del cursore 55 e del mandrino 57 impegnate; in tal modo l'utensile in quel momento posizionato in corrispondenza della posizione di lavoro prende moto dal motore esterno 50 e viene posto in rotazione. Al momento di cambiare l’utensile (Fig. 2b - 3b - 6b) il corpo anulare 20 viene fatto ruotare fino a che il perno fisso di arresto 35 non va in battuta contro il fondo della tacca 34, in questa posizione, contemporaneamente allo scorrimento assiale dell'anello di blocco 7 che libera la corona mobile 4, si verifica che la camma 20a si disimpegna dalla spina 41 la quale, scorrendo verso il basso, libera la leva 42 che ruotando verso l'alto consente alila cremagliera 43 di riportarsi in posizione alzata sotto l'effetto della spinta esercitata dalla molla di ritorno 46. La traslazione della cremagliera 43 fa ruotare l'ingranaggio circolare 47 il quale, ruotando, obbliga i perni di spinta 48 a scivolare sul piano inclinato delle feritoie 47b portandosi nella posizione più lontana, trascinando con eh il cursore di innesto 55 della trasmissione di moto al mandrino 57 porta utensile. In questa disposizione sia la corona mobile 4 sia il piatto portautensili 49 ad essa collegato sono liberi di ruotare sotto l’azione dell’albero principale 6 per effettuare il posizionamento di un diverso utensile in corrispondenza della posizione di lavoro.

Una volta effettuato detto posizionamento una nuova rotazione del corpo anulare 20 riporta nuovamente i diversi elementi descritti alla posizione iniziale (Fig. 2a - 3a - 6a) corrispondente alle condizioni di lavoro. Qualora la posizione relativa del diversi elementi determinasse una posizione di attestatura dei denti assiali, il caricamento della molla di precarica 44 consentirebbe comunque di terminare il ciclo di cambio utensile e di blocco torretta, consentendo un graduale innesto nelle cavità che si presentano affacciate ai denti per effetto delle rotazioni relative dei singoli elementi ed evitando in tal modo bruschi accoppiamenti che potrebbero causare rotture e simili. Risulta pertanto evidente dalla descrizione effettuata come la torretta portautenslle per macchine automatiche secondo il presente trovato renda possibile il posizionamento in corrispondenza della posizione di lavoro di tutte le unità portautensili di cui è dotato il disco rotante e mantenga in rotazione la sola unità portautensili disposta in corrispondenza dell'unica posizione di lavoro, mantenendo ferme e diselnestate tutte le altre; consentendo inoltre di evitare qualunque operazione di fasatura tra unità portautensile rotante in posizione di lavoro e mezzi di azionamento di tale unità e riducendo anche i tempi morti relativi allo sblocco, posizionamento, nuovo blocco della torretta e azionamento dell'utensile nella posizione di lavoro.Holteplici varianti possono essere introdotte, senza per questo uscire dall'ambito del trovato nelle sue caratteristiche.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di innesto per la trasmissione del moto a unità portautensili girevoli montate su torrette automatiche caratterizzato da ciò che comprende mezzi di innesto, disposti in corrispondenza della sola posizione di lavoro dell’utensile, e atti a traslare assialmente, per 1'impegno con la unità portautensile girevole (57), sotto l’azione di mezzi di comando (47) della traslazione e di mezzi di controllo (20) del bloccaggio assiale della torretta, detti mezzi di innesto essendo inoltre atti a ruotare attorno al proprio asse sotto l’azione di mezzi di generazione (50) e rinvio (51,52,53) del moto, indipendenti da quelli di posizionamento della torretta, attuando in tal modo l’innesto della trasmissione del moto al solo utensile disposto in posizione di lavoro, con torretta bloccata e con assi di rotazione dell'unità portautensili e del mezzi di innesto coincidenti in posizione di allineamento.
2) Dispositivo di innesto per la trasmissione del moto a unità portautensili montate su torrette automatiche secondo rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detti mezzi di innesto sono costituiti da un cursore di innesto (55), assialmente disposto all’interno di un pignone (54)per la presa di moto da detti mezzi di generazione (50) e rinvio (51-53), il quale presenta una corona frontale a denti assiali (56) per l’impegno con una corrispondente corona (58) disposta sull’unità porta utensili girevole (57) e un profilo scanalato assiale (55a) sulla sua superficie esterna per l'impegno con un corrispondente profilo scanalato (54a) disposto sulla superficie interna di detto pignone (54).
3) Dispositivo di innesto della trasmissione del moto a unità portautensili montate su torrette automatiche secondo rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detti mezzi di comando della traslazione assiale del cursore d'innesto (55) comprendono mezzi di trasformazione, in un moto rettilineo, di un moto rotatorio generato dal corpo anulare (20) di controllo di blocco e sblocco della torretta, detta trasformazione di moto avvenendo in modo elastico alla fine della corsa di blocco e all'inizio della corsa di sblocco della torretta .
4) Dispositivo di innesto della trasmissione secondo rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detto corpo anulare (20) presenta una camma (20a) ad azione nei due sensi, circonferenzialmente disposta, e atta ad impegnarsi, per effetto della rotazione del corpo anulare, con detti mezzi di trasformazione del moto da rotatorio a rettilineo, detto corpo (20) portando, inoltre, più rulli (21) ad asse radiale ed essendo dotato di mezzi di limitazione dell'escursione angolare comprendenti un perno (35) ed una cava circonferenziale (34) ad easo associata, la quale è angolarmemte estesa da parti opposte ad una posizione mediana in corrispondenza della quale è situato il perno (35), 5) Dispositivo di innesto della trasmissione secondo rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detti mezzi di trasformazione del moto da rotatorio a rettilineo preferibilmente, comprendono un elemento mobile in senso lineare (41) le cui estremità sono rispetti-vamente impegnate con la camma (20a) del corpo anulare (20) e con una leva (42) o simile agente, tramite mezzi elastici (43,44) su un ingranaggio lineare (43) atto a porre in rotazione un ingranaggio circolare (47), coassiale con il cursore d’innesto (55), sul quale sono relizzati una pluralità di piani inclinati interagenti con elementi di spinta, ad essi associati e su essi scorrevoli, a loro volta disposti in impegno con detto elemento di innesto (55) in modo da trasformare la rotazione dell’ingranaggio circolare (47) in una azione di spinta o richiamo del cursore d'innesto (55). 6) Dispositivo di innesto secondo rivendicazione 1 e 5 caratterizzato da ciò che detti piani inclinati e mezzi di spinta sono preferibilmente costituiti da feritoie inclinate (47b) e perni (48) disposti al loro interno e agenti linearmente sul cursore di innesto (55) il quale sotto l'azione di spinta o di trazione di detti perni si impegna o si disimpegna dall’ingranaggio di presa di moto di una unità portautensili girevole (57). 7) Dispositivo di innesto secondo rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detti mezzi di generazione e rinvio del moto sono preferibilmente costituiti da un motore (50) che aziona un pignone (54) per mezzo di un rinvio costituito da due galoppini (51a,53) e da una corona (52). 8) Dispositivo di innesto secondo rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detti mezzi elastici dell’ingranaggio lineare (43) sono costituiti da un primo mezzo elastico (44) di precarica assialmente disposto tra due parti, dello stesso ingranaggio lineare,tra loro assialmente scorrevoli e da un secondo mezzo elastico (46) interposto tra l’ingranaggio lineare e la parte fissa della torretta detto primo mezzo elastico potendo assorbire la spinta di innesto qualora le parti di innesto fossero contrapposte e detto secondo mezzo elastico attuando il ritorno in posizione di disinnesto del cursore