IT9020788A1 - Macchina utensile per la foratura di travi metalliche - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Macchina utensile per la foratura di travi metalliche"

Riassunto del trovato

Macchina utensile per la lavorazione di travi metalliche comprendente un carro a croce di supporto dell'utensile, orientabile attorno ad un punto di orientamento trovantesi all'esterno del profilo della trave da lavorare.

Descrizione del trovato

Il presente trovato si riferisce ad una macchina utensile per la foratura di travi metalliche secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Le macchine del genere in questione servono per eseguire lavorazioni di foratura e di bulinatura sulle ali e sull'anima di travi metalliche, le quali presentano ad esempio una sezione trasversale a I, H, U, L.

È nota una macchina utensile del genere in questione con un mandrino montato su un carro a croce orientabile. Il carro a croce presenta un supporto anulare montato girevole a guisa di cuscinetto a sfere o ralla nell'intelaiatura della macchina. La trave è condotta su un piano a rulli attraverso il supporto anulare. Il mandrino portautensile è orientabile concentricamente attorno al centro del supporto anulare, cioè attorno alla zona centrale della trave. Ne consegue che il mandrino portautensili deve eseguire corse di avvicinanento molto grandi per lavorare l'anima delle travi e sono necessarie guide corrispondentemente lunghe per lo slittone portamandrino. Queste macchine presentano una costruzione pesante e costosa e la dimensione massima della trave è limitata dall'apertura del supporto anulare. Queste macchine richiedono un grande spazio di installazione ed un motoriduttore di grande potenza per orientare il carro a croce. L'esecuzione del supporto anulare per il carro a croce orientabile è estremamente dispendiosa. Questi svantaggi aumentano con l'aumentare dell'apertura del supporto anulare. Queste macchine non sono adatte a lavorare travi con sovrastrutture o di grande larghezza.

Compito del trovato è di creare una macchina del tipo in questione, con un mandrino portautensile che esegue corse brevi di avvicinamento alla trave, in presenza di una costruzione rigida, semplificata e consentente una elevata precisione di lavorazione nonché l'esecuzione di lavorazioni supplementari, come lamatura e svasatura.

Il compito viene risolto con una macchina utensile secondo il preambolo della rivendiczione 1, la quale si cratterizza per il fatto che il punto di orientamento del carro a croce è costituito da un perno di oscillazione che si trova all'esterno della sagoma della trave da lavorare.

Si è constatato che molto spesso le lavorazioni sulle travi vengono eseguite solo su due piani ortogonali, cioè su un'ala e sull' anima della trave. E' possibile creare una macchina di limitate dimensioni per una rapida lavorazione di due lati di travi anche relativamente grandi, ed eventualmente munite di sovrastrutture, per il fatto che il punto di orientamento del carro a croce è previsto lateralmente al profilo della trave.

Si consegue automaticamente un posizionamento simmetrico del carro a croce orientabile rispetto al centro della trave per il fatto che il punto di orientamento del carro a croce si trova in corrispondenza della mezzeria della traversa di un portale a U rovesciata dell'incastellatura della macchina, il quale portale è disposto sopra il piano di alimentazione della trave. Poiché le travi presentano in generale un profilo inscrivibile in un rettangolo, si consegue uno sfruttamento ottimale della zona di alimentazione delle travi per il fatto che l'incastellatura a portale della macchina definisce una luce rettangolare. Con una macchina secondo il trovato di limitato ingombro è possibile vantaggiosamente lavorare anche travi di rilevante larghezza per il fatto che l'incastellatura della macchina comprende un portale a U rovesciata disposta sopra il piano di alimentazione della trave, che il punto di orientamento del carro a croce è disposto in una slitta mobile in modo comandato lungo guide longitudinali della traversa del portale e che nella traversa del portale è prevista un'apertura passante attraverso la quale si estende un gruppo motoriduttore montato sulla slitta.

Per l'esecuzione del movimento di traslazione della slitta di supporto del carro a croce secondo il trovato si prevedono vantaggiosamente dispositivi di funzionamento semplice ed affidabile, economici e di facile comando, consistenti in una unità a cilindro/pistone oppure in un gruppo a cremagliera. Prevedendo una unità a cilindro/pistone, vantaggiosamente a corse multiple, la parte di cilindro viene collegata all'intelaiatura della macchina e l'asta di pistone alla slitta. Prevedendo un gruppo a cremagliera la cremagliera viene montata su un lato orizzontale della slitta ed il motoriduttore con il pignone di azionamento viene montato sull'intelaiatura della macchina.

Un posizionamento preciso del carro a croce orientabile nelle posizioni di lavoro previste è conseguibile per il fatto che sul carro a croce è montata una unità a cilindro/pistone con una spina conica di accoppiamento inseribile in sedi coniche di posizionamento previste nell' intelaiatura della macchina, o nella slitta mobile sull' intelaiatura della macchina e disposte su una circonferenza con centro nell' asse di orientamento del carro a croce.

In macchine con carro a croce orientabile per 90° i mezzi di orientamento possono presentare un'esecuzione semplice, economica e richiedente un limitato ingombro per il fatto che si impiega una unità a cilindro/pistone incerniata con un' estremità nell' intelaiatura della macchina e, con l'altra estremità, nel braccio del carro a croce.

Un incernieramento di semplice esecuzione del carro a croce orientabile sull'intelaiatura della macchina, o sulla slitta mobile sull' intelaiatura della macchina, è ottenibile mediante un perno passante, attraversante il carro a croce e l'intelaiatura della macchina, o la slitta mobile sull' intelaiatura della macchina, con interposizione di cuscinetti.

I vantaggi ottenuti con l' invenzione consistono in una costruzione molto semplice ed in un carro a croce portamandrino poco sollecitato, costruibile anche in lega leggera, esente da vibrazioni e consentente anche lavorazioni supplementari, come lamatura e svasatura sulla stessa macchina. Si possono abbreviare sensibilmente i tempi di lavorazione di travi prevedenti anche queste lavorazioni. Nelle macchine con incernieramento laterale del carro a croce orientabile è possibile vantaggiosamente alimentare le travi a scelta in senso longitudinale o trasversale. L'inserimento trasversale richiede un minore fabbisogno di spazio per la manipolazione della trave, per cui la macchina può essere installata anche su piccole superfici. In queste macchine si possono lavorare anche travi presentanti sovrastrutture in quanto la zona di alimentazione della trave non presenta ostacoli nè superiormente nè dal lato opposto all'incernieramento del carro a croce. Si possono anche lavorare travi sui tre lati, previa rotazione della trave di 180°. In tal modo con una macchina di dimensioni contenute si possono lavorare senz' altro anche travi di grande larghezza. In macchine con carro a croce orientabile per 180’, i mezzi di rotazione consistono in un tradizionale motoriduttore reversibile di limitata potenza sia in macchine con punto di orientamento localmente fisso nell' incastellatura sia in macchine con punto di orientamento mobile su slitta.

Ulteriori caratteristiche, vantaggi e dettagli della macchina secondo il trovato sono rilevabili ulteriormente dalla descrizione seguente con riferimento ai disegni allegati, nei quali vengono mostrate schematicamente tre forme di esecuzione preferite.

La figura 1 mostra una vista frontale di una macchina con carro a croce orientabile per 90' in posizione orizzontale; la figura 2 mostra una vista frontale analoga alla figura 1, con carro a croce orientabile in posizione verticale; la figura 3 mostra una vista laterale della macchina delle figure 1 e 2;

la figura 4 mostra una vista frontale di una prima variante con carro a croce orientabile per 180°,

la figura 5 mostra una vista laterale della figura 4 con alcune parti in sezione,

la figura 6 mostra una vista laterale, parzialmente in sezione, di una ulteriore variante con supporto del carro a croce su una slitta, e

la figura 7 mostra una vista frontale della macchina di figura 6, in scala ridotta.

La macchina utensile 1 illustrata comprende un'intelaiatura 2 alla quale è associato un piano a rulli 3 di alimentazione e supporto della trave 4. La trave 4 viene bloccata mediante ganasce 5 e 6 di costruzione nota. La ganascia 6 è comandabile mediante un' unità a cilindro/pistone 7 collegata all'incastellatura 2. Con il riferimento 16 si è indicato nel suo insieme un carro a croce orientabile, presentante un braccio di incernieramento 31.

Il mandrino 8 è montato su uno slittone 10 mobile nella slitta 11, la quale presenta manicotti di guida 12, 13 scorrevoli su guide 14, 15 longitudinali montante su una traversa 38. Lo spostamento della slitta 11 ha luogo mediante un motore 17 azionante una vite 18 a sfera che coopera con una chiocciola 19 solidale alla slitta 11. E' previsto un comando centralizzato, ad esempio a controllo numerico. La misura della posizione ed il collegamento della slitta 11 con il controllo numerico ha luogo mediante un codificatore 20 trascinato dalla vite a sfera 18. Lo slittone 10 è mobile perpendicolarmente alla slitta 11 lungo le guide 21 della slitta 11. Il movimento dello slittone è comandato da un motore 22 (figura 5), una trasmissione a cinghie 23, una vite a sfera 24 ed una chiocciola 25 solidale allo slittone 10. Alla vite a sfera 24 è associato un rilevatore 26 collegato al controllo numerico e consentente di controllare le diverse funzioni di spostamento del mandrino 8. Nello slittone 10 è prevista la testa di azionamento 27 collegata al motore 28 di azionamento del mandrino B. Con i riferimenti numerici 9 e 29 si sono indicati l'utensile ed il portautensile. Nell' esecuzione delle figure da 1 a 3 il punto di orientamento 30 del carro a croce 16 nell'incastellatura 2 della macchina è previsto lateralmente al profilo della trave 4 da lavorare. L'incernieramento ha luogo con un perno passante 30, con l'interposizione di cuscinetti. L'orientamento del carro a croce 16 ha luogo, nell'esempio delle figure 1, 2 e 3, mediante un'unità a cilindro/pistone 32 incernierata in una estremità in 33 sull'incastellatura 2 e, nell'altra estremità, in 34, sul braccio 31 del carro a croce 16. Il posizionamento del carro a croce 16 nelle posizioni di lavoro previste, ad esempio orizzontale, verticale ed intermedia a 45", ha luogo mediante un accoppiamento tra una spina conica 35, comandata da un'unità a cilindro/pistone 36 montata sul braccio 31 del carro a croce 16, e fori di posizionamento conici 37 ricavati nell'intelaiatura della macchina e disposti su una circonferenza avente come centro il perno 30.

Nella variante delle figure 4 e 5, consentente una rotazione del carro a croce di 180’ e quindi la lavorazione della trave su tre piani, l'incastellatura 2 della macchina comprende un portale 40 a U rovesciata, definente una zona rettangolare di alimentazione della trave. Il perno di orientamento 30 è supportato in corrispondenza della mezzeria della trasversa 41 del portale 40. In questa esecuzione sul perno 30 è calettato un ingranaggio 42 con il quale ingrana 1'ingranaggio di azionamento 43 di un motoriduttore 44 reversibile. Le posizioni di lavoro del carro a croce 16 vengono stabilite ad esempio mediante barriere elettroniche flottanti non illustrate e vengono definite ad esempio con accoppiamenti con fori 37 e spina conica 35, come nell'esempio delle figure da 1 a 3.

Per variare l'orientamento del carro a croce 16 delle macchine illustrate nelle figure da 1 a 5 si aziona l'unità a cilindro/pistone 36 per estrarre la spina 35 dalla sede 37 in cui si trova, si realizza l'orientamento del carro a croce 16 mediante l'unità a cilindro/pistone 32, o il motoriduttore 44, e successivamente si aziona l'unità a cilindro/pistone 36 con conseguente inserimento della spina 35 nella sede 37 prescelta. La conformazione conica della spina 35 e delle sedi 37 facilita l'accoppiamento e stabilisce una posizione esattamente definita del carro a croce 16.

Nelle figure 6 e 7 è illustrata una macchina con portale 40, nella quale il punto di rotazione 30 del carro a croce 16 è supportato in una slitta 45 mobile lungo la traversa 41 del portale 40. Nell'esempio illustrato la slitta 45 è munita di due sedi di guida 46 impegnantesi in due listelli di guida 47 longitudinali solidali alla traversa 41.

Come nella macchina a portale delle figure 4 e 5, l' orientamento del carro a croce 16 per la lavorazione dell'anima e delle ali della trave 4 ha luogo mediante un motoriduttore 44, montato direttamente sulla slitta 45. Nella traversa 41 è prevista un'apertura 48 per consentire la traslazione della slitta 45 con associato motoriduttore 44.

Come descritto in relazione alle macchine delle figure da 1 a 5, le posizioni di lavoro del carro a croce 16 vengono stabilite vantaggiosamente ad esempio mediante barriere elettroniche flottanti e vengono definite mediante accoppiamenti tra rispettivamente un foro 37 e la spina conica 35 comandata dall'unità a cilindro/pistone 36. La slitta 45 è spostabile con una unità a cilindro/pistone 49, figura 7, preferibilmente di tipo idraulico a più corse, disposta parallelamente alla traversa 41 e collegata con la parte di cilindro 50 al portale 40 e con l'asta di pistone 51 alla slitta 45.

Come illustrato in figura 6, lo spostamento della slitta 45 può essere realizzato in alternativa con una cremagliera 52 solidale al lato superiore della slitta 45 ed in impegno con il pignone 53 di azionamento del gruppo motoriduttore reversibile 54 montato sull'incastellatura 2 della macchina.

Durante il funzionamento con slitta 45 in posizione centrale, come indicato in figura 7 con linea intera, è possibile lavorare travi di larghezza massima 1. Spostando lateralmente la slitta 45 si possono lavorare travi di larghezza maggiore. Con slitta nelle posizioni laterali di fine corsa accennate con linea a tratti e punti è possibile lavorare travi di larghezza massima L. Con linee a tratti e punti si sono indicate anche le posizioni del carro a croce per la lavorazione delle ali della trave di larghezza L.

Mentre con l'unità a cilindro/pistone 49 si può prevedere un numero di corse della slitta 45 relativamente limitato, con un comando a cremagliera si può ottenere uno spostamento più fine.

Claims (9)

1. Rivendicazioni 1. Macchina utensile per la foratura di travi, comprendente un carro a croce alloggiente una testa di foratura supportata in modo orientabile caratterizzata dal fatto che il punto di orientamento (30) del carro a croce (16) è costituito da un perno di oscillazione che si trova all'esterno della sagoma della trave (4) da lavorare.
2. 2. Macchina utensile, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il punto di orientamento (30) del carro a croce (16) è previsto lateralmente al profilo della trave (4).
3. 3. Macchina utensile, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il punto di orientamento (30) del carro a croce (16) si trova in corrispondenza della mezzeria di una traversa (41) di un portale (40) a U rovesciata, il quale portale (40) è disposto sopra il piano di spostamento (3) della trave.
4. 4. Macchina utensile, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'incastellatura (2) della macchina comprende un portale (40) a U rovesciata disposto sopra il piano (3) di spostamento della trave (4), che il punto (30) di orientamento del carro a croce (16) è previsto su una slitta (45) mobile in modo comandato lungo guide (47) longitudinali della traversa (41) del portale (40) e che nella traversa (41) del portale (40) è prevista un' apertura (48) passante attraverso la quale si estende un gruppo motoriduttore (44) montato sulla slitta (45).
5. 5. Macchina utensile, secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che parallelamente alle guide (47) per la slitta (45) è prevista una unità a cilindro/pistone (49), la quale con la parte di cilindro (50) è montata sul portale (40) e con l'asta di pistone (51) è collegata alla slitta (45).
6. 6. Macchina utensile, secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che su un lato orizzontale della slitta (45) è montata una cremagliera (52) con la quale ingrana un pignone (53) di azionamento di un gruppo motoriduttore (54) supportato sul portale (40).
7. 7. Macchina utensile, secondo le rivendicazioni 1 e 4, caratterizzata dal fatto che sul carro a croce (16) è montata un'unità a cilindro/pistone (36) con una spina conica di accoppiamento (35) inseribile in sedi coniche (37) di posizionamento previste nell'intelaiatura (2) della macchina, o nella slitta (45) mobile sull'intelaiatura (2) della macchina, e disposte su una circonferenza con centro nell' asse di orientamento (30) del carro a croce (16).
8. 8. Macchina utensile, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di comprendere una unità a cilindro/pistone (32) incernierata con una estremità (33) sull'intelaiatura (2) della macchina e, con l'altra estremità, sul braccio (31) del carro a croce orientabile (16).
9. 9. Macchina utensile, secondo le rivendicazioni 1 e 4, caratterizzata dal fatto che il punto (30) di orientamento del carro a croce (16) sull'intelaiatura (2) della macchina, o sulla slitta (45) mobile sull'intelaiatura (2) della macchina, consiste in un perno (30) passante con interposizione di cuscinetti.