ITBG20130026A1 - Posizionatore per tubi - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d’invenzione avente per titolo: “Posizionatore per tubiâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un posizionatore per tubi, ed in particolare ad un posizionatore a rulli per tubi.

Nell’ambito della carpenteria e delle caldarerie à ̈ consolidata la presenza di macchine atte a disporre il pezzo in lavorazione nella posizione più idonea all’esecuzione su di esso di operazioni di saldatura ed affini (molatura, taglio ecc.). Da cui tali macchine vengono appellate “Posizionatori per saldatura" da dividersi in due macro famiglie.

I posizionatori a tavola, caratterizzati da una tavola portapezzo, inclinabile, rotante ed eventualmente regolabile nella sua altezza da terra, sulla cui superficie viene staffato il pezzo in lavorazione.

I posizionatori a rulli che sono macchine adibite a supportare corpi cilindrici (tubi) per mezzo di elementi costituiti ognuno da una traversa e da due rulli di appoggio del pezzo. In tal caso l’unico movimento del pezzo à ̈ una rotazione rispetto al suo asse longitudinale.

Parallelamente, la pratica d’officina, particolarmente nell’ambito dei tubisti, ovvero di quelle aziende e/o reparti specializzati nella realizzazione di tubazioni, raccordi flangiati, collettori con derivazioni ecc. ha stimolato lo sviluppo di un’altra famiglia di posizionatori che si colloca, per tipologia d’impiego e conformazione, a cavallo dei due macro gruppi sopra introdotti.

Tale soluzione prevede due rulli di supporto inferiori ed un rullo “antagonista†superiore che andandosi a serrare sul pezzo ne garantisce l’afferraggio. L’afferraggio à ̈ realizzato tramite una colonna fissa di supporto del rullo antagonista ed una vite di accostamento del rullo al pezzo. La soluzione à ̈ efficace ma la presenza “in posizione inamovibile†del contro rullo rende disagevole le operazioni di carico e scarico del pezzo oltre a porre dei limiti piuttosto stretti sui diametri dei pezzi caricabili.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere ad un posizionatore per tubi dotato di elemento antagonista di afferraggio che ovvi agli inconvenienti dell’arte nota.

Altro scopo à ̈ quello di provvedere ad un elemento antagonista atto a permettere il caricamento del pezzo dall’alto senza interferenza di elementi strutturali.

Ulteriore scopo à ̈ quello di provvedere ad un posizionatore per tubi avente ridotti ingombri trasversali atti a permettere il carico di pezzi dotati di curve e/o derivazioni ravvicinate.

Altro scopo à ̈ quello di provvedere ad un posizionatore per tubi avente capacità di basculamento onde permettere di inclinare il pezzo in lavorazione.

In accordo con la presente invenzione, tali scopi ed altri ancora vengono raggiunti da un posizionatore a rulli per tubi comprendente: una struttura di base; due rulli di supporto inferiori ruotanti attorno a relativi assi posizionati su detta struttura di base; ed un rullo superiore antagonista a detti due rulli di supporto inferiori; caratterizzato dal fatto di comprendere un quadrilatero deformabile per la movimentazione di detto rullo superiore in grado di movimentare detto rullo superiore lungo un asse rettilineo per una distanza prefissata e quindi allontanarlo da detto asse rettilineo.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

I vantaggi di questa soluzione rispetto alle soluzioni dell’arte nota sono diversi.

La realizzazione di un contro rullo antagonista con relativo braccio di supporto “amovibile†ha portato alla realizzazione di una geometria a quadrilatero deformabile.

II contro rullo antagonista, per poter “afferrare†correttamente il pezzo deve potersi mantenere lungo l’asse verticale che ne attraversa il centro o, quantomeno, discostarsi in misura ridotta da tale traiettoria

Il contro rullo si mantiene, lungo la sua corsa verticale, in prossimità della verticale passante per il centro di rotazione del pezzo caricato. Raggiunta la quota corrispondente al diametro massimo afferrabile, la cinematica fa divergere il moto del contro rullo portandolo ad allontanarsi sempre più dalla traiettoria verticale per seguire una parabola che lo porta fuori dalla zona di lavoro.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali:

la figura 1 mostra schematicamente un posizionatore per tubi, in accordo alla presente invenzione;

la figura 2 mostra schematicamente parte dei cinematismi di un posizionatore per tubi, in accordo alla presente invenzione;

le figure 3a, 3b, 3c e 3d mostrano schematicamente i movimenti di un quadrilatero deformabile di un posizionatore per tubi, in accordo alla presente invenzione;

la figura 4 mostra schematicamente la regolazione fine del contro rullo di un posizionatore per tubi, in accordo alla presente invenzione.

Riferendosi alle figure allegate, un posizionatore per tubi, in accordo alla presente invenzione, comprende una struttura di sostegno 10 del posizionatore. La struttura à ̈ composta da una base 11 e da due ali verticali 12.

Alle due ali 12 à ̈ imperniato in modo mobile un contenitore 13 basculante. Il contenitore 13 può quindi essere inclinato e fissato in tale posizione da mezzi 14 di regolazione e fissaggio.

Il contenitore 13 Ã ̈ composto da due pareti laterali, a forma sostanzialmente di L, chiuse da due pareti rettangolari.

All’interno del contenitore 13 si trovano i cinematismi del posizionatore.

Due rulli di supporto 20 sono ruotabili su perni orizzontali posizionati sulla porzione orizzontale della forma a L del contenitore 13. I rulli 20 sono azionabili in modo noto mediante motori e comandi non mostrati.

Al disopra dei rulli di supporto 20 si posiziona il tubo 21 in lavorazione.

Come noto, contrapposto ai rulli di supporto 20 à ̈ necessario un rullo “antagonista†superiore o contro rullo 22 che andandosi a serrare sul tubo 20, in associazione ai rulli 20, ne garantisce l’afferraggio.

I cinematismi 23 di movimentazione del contro rullo 22, che sono realizzati mediante un quadrilatero deformabile, sono disposti principalmente nella porzione verticale della forma a L del contenitore 13.

I cinematismi 23 comprendono una biella inferiore 25, che per motivi di bloccaggio dei cinematismi 23 stessi, ha una forma sostanzialmente di un settore circolare.

La biella inferiore 25 ha un perno 26 posto nel centro del settore circolare che forma la biella inferiore 25, ed una pluralità di fori 27 lungo l’arco del settore circolare.

La biella inferiore 25 può quindi ruotare attore al perno 26 rispetto alla porzione verticale della forma a L del contenitore 13.

Ha inoltre un perno 28 posto all’estremo superiore dell’arco del settore circolare che forma la biella inferiore 25.

II perno 28 à ̈ passante anche in un foro posto in un angolo inferiore (sinistro) di un braccio oscillante 29, di forma sostanzialmente rettangolare, con il lato inferiore (rispetto alla figura 2) incavato verso l’interno per lasciare spazio agli altri cinematismi.

Nell’angolo superiore (sinistro rispetto alla figura 2) del braccio oscillante 29, in prossimità del perno 28, si trova un altro perno 30 connesso ad una biella superiore 31 avente all’altro estremo, un perno 32 collegato alla parte superiore verticale della forma a L del contenitore 13.

I perni 32 e 26 sono fissati sul contenitore 13 e quindi sono fissi.

Il perno 28 Ã ̈ fissato tra la biella inferiore 25 ed il braccio oscillante 29. Il perno 30 Ã ̈ fissato tra il braccio oscillante 29 e la biella superiore 31. Quindi questi due perni 28 e 30 hanno un movimento libero e non sono collegati a strutture fisse.

Sull’angolo inferiore (destro) del braccio oscillante 29 comprende un perno 40 attorno al quale può ruotare un braccio 41 alla cui estremità si trova il contro rullo 22.

Il perno 40 si trova sostanzialmente al centro del braccio 41 .

Il braccio 41 , alla estremità opposta del contro rullo 22 à ̈ imperniato con il perno 39 con l’estremità di una barra 42 filettata. Sul braccio oscillante 29, nel suo angolo 43 superiore (destro), à ̈ imperniata una bussola 44 filettata internamente, in cui à ̈ passante la barra 42. Superiormente alla bussola 44, la barra 42 comprende un volantino 45.

Manovrando il volantino 45, il braccio 41 viene fatto ruotare attorno al perno 40 ed il contro rullo 22 può compiere un arco di cerchio verso l’alto o verso il basso.

La movimentazione del cinematismo à ̈ assistita da una molla a gas 38 collegata tra il contenitore 13 e la biella inferiore 25.

Il funzionamento del trovato appare evidente per il tecnico del ramo da quanto à ̈ stato descritto e in particolare à ̈ il seguente.

In figura 3a à ̈ mostrata la posizione di lavoro, ossia di quando il contro rullo 22 à ̈ posto al di sopra del tubo 21 , e i perni 26 e 28, della biella inferiore 25, si trovano sostanzialmente orizzontali, così anche il braccio oscillante 29 e il braccio 41. La biella superiore 31 si trova inclinata verso il basso a partire dal perno 32 di circa 45°.

In particolare si noti la posizione del perno 40 che giace lungo un asse verticale 46.

Il perno 40 supporta il braccio 41 , fissato in posizione dal volantino 45, che si muoverà di conseguenza, e quindi il contro rullo 22 si muoverà con un movimento analogo a quello del perno 40.

Spingendo verso l’alto il perno 40, si solleva il braccio osoillante 29, che ruota attorno ad un centro di istantanea rotazione (C.I.R.) che si trova sul congiungimento di due rette. La prima retta 50 à ̈ passante per i perni 30 e 32 della biella superiore 31. La seconda retta 51 à ̈ passante per i perni 26 e 28 della biella inferiore 25.

Il braccio oscillante 29 continua a ruotare attorno al centro di istantanea rotazione, fino al raggiungimento della posizione mostrata in figura 3c, mantenendo il perno 40 (e di conseguenza il contro rullo 22) sempre su una traiettoria lungo l’asse 46 verticale.

Da cui il movimento del perno 40 Ã ̈ assimilabile ad un moto di traslazione.

Come si può vedere dalla figura 3c il centro di istantanea rotazione si trova pressoché in posizione del perno 30, ed avanzando nel moto, ne consegue una inversione del verso di rotazione della biella 31 , e quindi da questo punto in poi il movimento procede con movimento di rotazione orario e concorde delle due bielle 25 e 31 del quadrilatero articolato, allontanando il perno 40 dall’asse 46.

Il braccio 29 assume un moto rotatorio inizialmente attorno al perno 30 che lo porta a scostarsi repentinamente dalla zona di lavoro.

L’inversione del verso di rotazione della biella 31 porta ad una distorsione del quadrilatero articolato, il centro di istantanea rotazione trasla gradualmente verso il perno 32 ed il braccio 29 va a finecorsa con la biella 31 che va a contatto col settore circolare della biella inferiore 25.

Durante la movimentazione del cinematismo, ed in particolare durante la movimentazione del perno 40 lungo l’asse 46, à ̈ possibile bloccarlo nella posizione voluta inserendo un perno 55 in uno dei fori 27, il quale troverà sul contenitore 13 un corrispondente foro di bloccaggio.

Per Γ utilizzo del posizionatore a rulli per tubi, in accordo alla presente invenzione si solleva completamente il cinematismo portando il contro rullo 22 lateralmente e lontano daM’asse intermedio ai rulli di supporto 20.

Per sicurezza si inserisce il perno 55 in uno dei fori 27 per bloccare la struttura.

Si lascia in questo modo ampio spazio per il posizionamento del tubo 21.

Con tale situazione à ̈ possibile far calare dall’alto il tubo 21 e posizionarlo comodamente sui rulli di supporto 20, mediante un argano o altri mezzi di sollevamento.

Si sblocca il perno 55 e si fa calare il contro rullo 22 per posizionarlo al disopra del tubo 21.

Trovata la posizione si blocca sempre con il perno 55 inserendo nel foro più idoneo allo scopo.

Essendo questa regolazione di tipo discreto, dettata dal· posizionamento dei fori 27, potrebbe accadere che il ncontro rullo non sia correttamente posizionato sopra il tubo 21.

Quindi, si può effettuare un regolazione fine del posizionamento del contro rullo 22 mediante il volantino 45, che sollevando il perno 39 fa ruotare il braccio 41 attorno al perno 40 e spinge il contro rullo 22 contro il tubo 21.

La movimentazione del cinematismo sopra descritto à ̈ manuale ma l’uso di mezzi di movimentazione automatici sono possibili.

Possono essere utilizzati anche metodi alternativi di movimentazione e bloccaggio del cinematismo sopra descritto sia manuali che automatici.

Ad esempio à ̈ possibile predisporre una vite senza fine ad azionamento manuale o motorizzato agente sulla biella inferiore 25.

Oppure, Ã ̈ possibile utilizzare un settore dentato solidale con la biella inferiore 25 ed ingranante su di un pignone di riduttore a vite senza fine.

In alternativa, il contro rullo 22 potrebbe essere fissato direttamente al perno 40 del braccio oscillante 29, e si può prevedere una regolazione di fissaggio più fine di quella ottenuta con i fori 27 sulla biella inferiore 25, ottenendo gli stessi risultati della soluzione sopra esposta.

I materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze, delle dimensioni e del peso dei tubi in lavorazione, e dello stato della tecnica.

II posizionatore così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti neN’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Posizionatore a rulli per tubi comprendente: una struttura di base; due rulli di supporto inferiori ruotanti attorno a relativi assi posizionati su detta struttura di base; ed un rullo superiore antagonista a detti due rulli di supporto inferiori; caratterizzato dal fatto di comprendere un quadrilatero deformabile per la movimentazione di detto rullo superiore in grado di movimentare detto rullo superiore lungo un asse rettilineo per una distanza prefissata e quindi allontanarlo da detto asse rettilineo.
2. 2. Posizionatore in accordo alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto asse rettilineo à ̈ verticale. "'<â– >
3. 3. Posizionatore in accordo ad una delle rivend icazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto quadrilatero deformabile comprende un braccio alla cui estremità si trova detto rullo superiore.
4. 4. Posizionatore in accordo ad una delle rivend icazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto quadrilatero deformabile comprende mezzi discreti di bloccaggio nella posizione voluta.
5. 5. Posizionatore in accordo ad una delle rivend icazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto braccio comprende mezzi d i regolazione fini della posizione di detto rullo superiore.
6. 6. Posizionatore in accordo alla rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione fini della posizione di detto rullo superiore comprendono una vite senza fine che movimenta detto rullo superiore.
7. 7. Posizionatore in accordo ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto quadrilatero deformabile comprende una biella superiore avente un primo estremo imperniato con detta struttura di base ed un secondo estremo imperniato con un primo angolo di un braccio oscillante; comprende inoltre una biella inferiore avente un primo estremo imperniato con detta struttura di base ed un secondo estremo imperniato con un secondo angolo di detto braccio oscillante.
8. 8. Posizionatore in accordo alla rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detta biella inferiore ha una forma di settore circolare e comprende pluralità di fori lungo l’arco del settore circolare.
9. 9. Posizionatore in accordo alla rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che a detto braccio oscillante à ̈ fissato, in modo mobile, un braccio alla cui estremità à ̈ posto detto rullo superiore.
10. 10. Posizionatore in accordo ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta struttura di base à ̈ sostenuta da una struttura di sostegno; detta struttura di base à ̈ inclinabile rispetto a detta struttura di sostegno.