ITBG970007A1 - Dado autobloccante a struttura differenziata in pezzo unico a due componenti con carico di bloccaggio variabile a mezzo di bussola - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"Dado autobloccante a struttura differenziata in pezzo unico a due componenti con carico di bloccaggio variabile, a mezzo di bussola conica elastica filettata. ?

Premessa

Il dado normale per fissaggi ad avvitamento (nella normale produzione industriale su grande scala) non ha subito nel tempo significative evoluzioni.

Tranne le varianti concernenti la filettatura, il proporzionamento e la qualit? dei materiali impiegati, esso ? rimasto strutturalmente monolitico. L?evoluzione di nuove tecnologie e l?impiego di nuovi materiali richiede uno strumento maggiormente flessibile e adattabile a seconda delle conseguenti particolari esigenze d?uso.

I dadi normalmente in uso con finizioni analoghe a quelle del dado in titolo sono definiti ?autofrenanti?. Vengono realizzati in forme diverse e utilizzano vari sistemi frenanti (anelli in poliammide, anelli a molla o particolari forme di sagomatura e intagli ad una estremit? del dado). La caratteristica comune ? la struttura monolitica ed il momento frenante opera fin dall?imbocco della parte frenante del dado con il filetto della vite. Il momento frenante ? costante per tutta la fase di avvitamento e rimane invariato per tutta la corsa di avvicinamento al piano di appoggio; infatti non dipende dalla coppia di serraggio ed anche in fase di serrato a fondo il valore di bloccaggio del dado alla vite (riferito al momento frenante) ? pari al valore iniziale.

La zona di contatto per la frenatura interessa solo una frazione della superficie dei filetti in presa vite/dado, e quindi la pressione sui filetti ? concentrata su di una zona limitata sia sulla vite che all?interno del dado, la maggior parte della filettatura per tutta l?altezza del dado si comporta come un dado normale (senza alcun effetto bloccante).

Tale situazione presenta una serie di inconvenienti, quali difficolt? dell?operazione stessa di avvitamento per lunghi tratti, necessit? di applicare all?avvitamento (in casi particolari) carichi non compatibili alla resistenza del piano d?appoggio (che potrebbe subire lesioni), impossibilit? di graduare il valore del momento frenante, vincoli nella scelta dei materiali di costruzione dei dadi medesimi, limitazione della possibilit? di impiego in condizioni di particolari esigenze a resistenza fisica, chimica e meccanica.

Nella seguente descrizione faremo uso dei termini ?bloccaggio? e ?serraggio? secondo il seguente specifico significato :

- bloccaggio: azione esercitata dalla bussola sul filetto della vite;

- serraggio: azione esercitata sul dado nell? operazione di avvitamento a fine corsa.

Caratteristiche Generali

Il dado autobloccante in titolo, nella sua forma e struttura descritte di seguito alla voce disegni, permette di risolvere i problemi sopra evidenziati.

Il dado (fig. 1) ? composto da due differenti elementi: un elemento esterno (anello di manovra - fig.3) e un elemento intemo (bussola - fig.2). Tali elementi sono particolarmente configurati nella sagomatura interna di incasso dell? anello di manovra complementare alla bussola di forma tronco-conica. La bussola ? inoltre caratterizzata dalla presenza di un taglio assiale longitudinale per consentire il sistema elastico di bloccaggio.

Tale configurazione permette quindi ai filetti della bussola di aderire in modo graduale e progressivo attorno alla filettatura della vite, garantendo quindi l?effetto autobl occante del dado.

Strutturalmente poi ? possibile configurare le superfici di contatto anello di manovra/ bussola in modo tale da garantire effetti meccanici differenti.

Si distinguono quindi due diverse conformazioni:

a) struttura per bloccaggio a bassa coppia di serraggio - per soddisfare l?esigenza di non dover imprimere particolari carichi di pressione sul piano d?appoggio, la superficie interna dell?anello di manovra (fig. 2) e la superficie esterna della bussola complementare (fig. 3), perfettamente adiacenti, sono caratterizzate da ungrado di rugosit? prestabilito che consente all?anello in rotazione il trascinamento della bussola per aderenza fino all? autoinnesto dell? "effetto frizione? determinato dal coefficiente di attrito e conicit? delle superfici in contatto.

b) struttura per bloccaggio ad alta coppia di serraggio - per soddisfare, invece, l?esigenza di dover imprimere particolari carichi di pressione sul piano d?appoggio, si ? predisposta la presenza di un dente di trascinamento nella superficie interna dell?anello di manovra (fig.6) e della complementare presenza di una cava per il suddetto dente nella bussola (fig.5).

La previsione di un alto grado di rugosit? o in alternativa micro scarnature sulle superfici a contatto interno dei due elementi (anello/bussola) determina:

nel caso a) un limitato scorrimento tra le superfici a contatto con conseguente aumento della coppia di serraggio (per ritardato ?effetto frizione?);

nel caso b) un alleggerimento delle sollecitazioni sull?anello di manovra e sul dente di trascinamento.

Tale soluzione consente nelle giunzioni o fissaggi a vite il bloccaggio del dado in senso assiale e radiale, con carico di bloccaggio variabile, derivato dal valore pressione sul piano appoggio dado, al serraggio. La possibilit? di bloccaggio anche a bassi valori di coppia di avvitamento, rende il sistema particolarmente adatto alTunione di strutture composte da materiali con caratteristiche di qualit? e tipo dissimile, di materiali a bassa durezza, resine termoplastiche e termoindurenti ed in tutti i collegamenti di strutture con materiali a bassa pressione specifica di contatto.

Non se ne esclude ? utilizzo, in serraggi a media ed alta precarica, in giunzione strutture composte da materiali di durezza maggiore.

A serraggio effettuato sono possibili successivi sbloccaggi e ribloccaggi programmati.

La conformazione del dado, in due parti, ne permette l?assiemaggio con i due pezzi componenti di materiale diverso come tipo e caratteristiche a resistenza, fisica, chimica, meccanica. Le combinazioni dei possibili assemblaggi (dado), in materiali ^?ferrosi e non ferrosi consentono un largo campo di impiego nelle pi? varie condizioni di esercizio.

Nella esecuzione in forma di dado esagonale, per forma e dimensioni, sono intercambiabili con altri dadi di uso comune a chiave normale e larga.

Il massimo carico di bloccaggio assiale e radiale agente sul filetto vite, a mezzo dado, ? determinato dal valore di pretensionamento vite a fine serraggio ed agisce dal primo contatto dado con il piano di appoggio.

Le sollecitazioni applicate al dado autobloccante sono inferiori ai limiti di resistenza a snervamento dei materiali componenti. Esse permettono al sistema di interagire in campo elastico, stabilizzando ? effetto autobloccante senza deformazioni permamenti.

Il particolare effetto autobloccante migliora l?aderenza tra le superfici della fascia di contatto del filetto del dado con la vite, nei casi in cui la particolare lavorazione o il tipo di materiale usato sia a basso coefficiente di attrito.

disegn

il dado autobloccante, esecuzione in forma esagonale, nelle due versioni costruttive con stesso principio di funzionamento ? rappresentato a disegni allegati :

Tavola numero 1 Dado per bloccaggio a bassa coppia serraggio,

figura 1

Tavola numero 2 Dado per bloccaggio ad alta coppia serraggio,

figura 4

Ed ? formato da due pezzi assiemati in corpo unico pronto per l?uso con comuni attrezzi di manovra.

Pezzo A) - Bussola conica elastica con funzione di madrevite.

Pezzo B) - Anello di manovra con sede per bussola.

Pezzo A) - Bussola conica

Fig.2 senza cava di riscontro per dado a Fig. I.

Fig.5 con cava di riscontro per dado a Fig.4.

Bussola conica con foro filettato e taglio longitudinale assiale per sistema elastico richiamo giuoco accoppiamento filetti.

La bussola, con o senza cava di riscontro per dente di trascinamento, ? alloggiata e bloccata in modo stabile nella sede conica dell?anello di manovra.

Tipo, forma e dimensioni filetto secondo norme in uso a sistema metrico ed altri.

Pezzo B) - Anello di manovra

Fig.3 senza dente di trascinamento per dado a Fig. I.

Fig.6 con dente di trascinamento per dado a Fig.4.

Anello con sede conica, per alloggiamento bussola, con o senza dente di Trascinamento.

Le dimensioni e la forma esterna (e quindi Tingrombro) dell?anello sono conformi ai sistemi unificati per un impiego standard con comuni attrezzi di serraggio.

L?anello di manovra pu? essere di forma diversa dall?esagonale, rendendo il sistema autobloccante adattabile a qualunque mezzo di serraggio con sistema a filetto.

Nel caso in cui il fissaggio avvenga, all?opposto, con vite mordente, l?anello di manovra pu? anche mancare. In tal caso si richiede la conformazione di un alveo troncoconico della sede nel pezzo da collegare, onde permettere l?alloggiamento della complementare bussola filettata (in questo caso si potrebbe parlare di vite autobloccante).

Funzionamento

In fase di avvitamento il dado scorre libero sul filetto vite, fino al contatto con il piano di appoggio, lo spostamento angolare di serraggio aggiuntivo fa scorrere la bussola in senso assiale con corsa ?Q? nella sede conica dell?anello di manovra.

Il valore della corsa ?Q? ( vedi disegno Tav.l Fig.l e disegno Tav.2 Fig.4 ) risulta dalla differente dimensione (altezza) bussola/anello.

Il sistema (Elica filetto - Spostamento angolare dado - Corsa bussola -Accoppiamento conico bussola/anello) determina il richiamo del normale giuoco tolleranze lavorazione filetti dado/vite ed ? Effetto morsa autobloccante ? su filetto vite conseguente al carico radiale risultante accoppiamento conico bussola/anello di manovra.

Il bloccaggio interviene in modo progressivo, fin dal primo contatto del dado con il piano di appoggio, con sicuro accoppiamento profilo geometrico filetti madrevite (bussola)/ vi te, senza eccessivo carico di pretensionamento assiale nei casi di serraggio con dado accostato o bloccato leggero.

Duplice struttura (alternativa) del sistema autobloccante con stesso principio funzionamento:

1 - A bassa coppia avvitamento - Vedi Tavola 1.

Dado senza dente di trascinamento = Carico bloccaggio sul filetto secondo coppia avvitamento con valore massimo definito da effetto frizione attrito superfici coniche a contatto, anello di manovra - bussola madrevite.

2 - Ad alta coppia avvitamento - Vedi Tavola 2.

Dado con dente di trascinamento = Carico di bloccaggio sul filetto secondo coppia avvitamento con valore massimo definito dalla resistenza a snervamento dei materiali componenti dado.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI "Dado autobloccante a struttura differenziata in pezzo unico a due componenti con carico di bloccaggio variabile, a mezzo di bussola conica elastica filettata. ? 1) Dado autobloccante caratterizzato dal fatto di essere composto, in corpo unico, da due componenti (uno esterno ed uno interno) e caratterizzato dal fatto di produrre ? effetto di bloccaggio a fine corsa di avvitamento, con possibilit? di regolare il carico di bloccaggio al serraggio (bassa o alta coppia di serraggio); 2) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che i due componenti sono accoppiati in maniera complementare secondo una forma tronco-conica, con ampiezza angolare della conicit? preferibilmente compresa tra 15? e 20?. In particolare il componente esterno (anello di manovra) di forma esterna esagonale o diversa, al suo interno ? atto a contenere il componente interno (bussola) a sua volta di forma tronco-conica, internamente filettata, caratterizzata dalla presenza di un taglio assiale longitudinale per consentire il sistema elastico di bloccaggio; 3) stesso dado della rivendicazione sub 1) e 2) caratterizzato dal fatto che ? ampiezza angolare della conicit? della bussola e della cavit? interna dell?anello di manovra (nel caso di dado in forma esagonale) permette forma e dimensioni esterne dell?anello perfettamente uguali a dadi comuni normalizzati ed un rapporto ottimale del carico bloccaggio/sollecitazioni radiali indotte sul diametro interno dell?anello; 4) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che i due componenti (in materiale ferroso o non ferroso) possono essere assiemati secondo combinazioni di materiali uguali o differenti come tipo e qualit? per utilizzarne le singole caratteristiche per particolari esigenze di resistenza fisica, chimica e meccanica; 5) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che i due componenti sono intercambiabili e quindi possono essere succesivamente sostituiti con altri per combinazioni diverse. 6) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto di poter esser realizzato in qualunque dimensione o forma esterna dell?anello di manovr (ghiere, dadi ad aletta, ad impronta, zigrinati, per scanalature a T, etc); 7) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che la bussol contenga una filettatura metrica o di altro tipo; 8) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che l superficie interna deH?anello di manovra e la superficie esterna della bussol complementare sono perfettamente adiacenti (con la sola presenza dell resistenza tipica del contatto tra i due materiali con superfici con grado d rugosit? prestabilito) e quindi scorrevoli secondo i valori di coefficienti di attrito (effetto frizione), al fine ottenere una bassa coppia di serraggio; 9) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dalla presenza di un dente di trascinamento nella superficie interna dell? anello di manovra e della complementare presenza di una cava per il suddetto dente nella bussola, al fine di ottenere un?alta coppia di serraggio; 10) stesso dado della rivendicazione sub 1) e 8) caratterizzato dal fatto che la presenza di maggiore rugosit? o di microscanalature sulle superfici a contatto dell?accoppiamento anello/ bussola determina un aumento della coppia di serraggio; 11) stesso dado della rivendicazione sub 1) e 9) caratterizzato dal fatto che la presenza di maggiore rugosit? o di micro scanalature sulla superficie interna della coppia anello/bussola determina un alleggerimento delle sollecitazioni sull?anello di manovra e sul carico del dente di trascinamento; 12) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che il bloccaggio avviene in modo assiale e radiale tra il filetto vite e filetto bussola, al momento del primo contatto con il piano di appoggio (fine corsa del dado); 13) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che il valore del carico di bloccaggio ? direttamente regolabile e determinabile a seconda del grado di pressione sul piano d?appoggio esercitato dallo stato di avanzamento dell?operazione di serraggio (determinata dalla rotazione di serraggio del dado giunto a fine corsa di avvicinamento); 14) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che il dado scorre liberamente (senza quindi che venga impresso alcun effetto di bloccaggio) sulla vite sino al contatto con il piano d?appoggio; 15) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto che il bloccaggio del dado sul filetto vite avviene (nel caso di basso valore di serraggio, ossia senza dente di trascinamento previsto dalla rivendicazione n?8) con dado accostato o bloccato leggero; 16) stesso dado della rivendicazione sub 1) e 10) caratterizzato dal fatto di essere particolarmente idoneo per collegamenti di particolari strutture composte da materiali con bassa pressione specifica di contatto, bassa densit?, bassa durezza e giunzioni con viti a limitato pretensionamento; 17) stesso dado della rivendicazione sub 1) caratterizzato dal fatto di essere privo dell?anello di manovra, dal fatto che la bussola ? alloggiata in un apposito alveo conico complementare localizzato nel pezzo da collegare con vite, e dal fatto che la giunzione/collegamento ? ottenuta con vite mordente; 18) stesso dado della rivendicazione sub 1) e 9) caratterizzato dal fatto che le sollecitazioni indotte, inferiori ai limiti di resistenza a snervamento dei materiali componenti, permettono al sistema di interagire in campo elastico stabilizzando l?effetto autobloccante senza deformazioni permanenti.