ITBO20080240A1 - Dispositivo rotante di centraggio per il trasferimento guidato di barre da un caricatore ad un tornio - Google Patents

Description

Titolo: DISPOSITIVO ROTANTE DI CENTRAGGIO PER IL TRASFERIMENTO GUIDATO DI BARRE DA UN CARICATORE AD UN TORNIO

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di centraggio di una barra all'uscita di un caricatore per l'alimentazione di un tornio, in particolare di un tornio automatico.

Com'è noto la barra sottoposta a lavorazione in un tornio automatico, una volta che è stata introdotta nel canale di guida di un caricatore, viene fatta avanzare per mezzo di uno spingibarra verso il tornio dove viene presa dal mandrino e trascinata in rotazione per l'esecuzione delle lavorazioni meccaniche. Lo spingibarra è provvisto all'estremità anteriore di un attrezzo consistente in una pinza di serraggio composta da una pluralità di ganasce disposte a corona che consente di afferrare l'estremità posteriore della barra, spingerla verso il tornio per l'esecuzione delle lavorazioni e quindi di recuperare e espellere la porzione terminale non lavorata rimasta nella pinza quando lo spingibarra viene retratto nel caricatore.

Poiché la pinza di serraggio ha un diametro maggiore della barra, essa non può attraversare i dispositivi previsti per tenere in guida la barra all'uscita del caricatore e lungo il tratto che dall'uscita del caricatore conduce al mandrino del tornio e necessari per annullare o quanto meno ridurre gli effetti derivanti dalle imperfezioni geometriche (eccentricità) ed alle sezioni poligonali delle barre, per cui subentrano nocive vibrazioni che investono il caricatore ed il tornio. Per ridurre tali vibrazioni è già stato proposto di disporre, all'uscita del canale del caricatore in cui la barra è guidata, un dispositivo di centraggio composto da una corona di settori che si apre per consentire il passaggio della pinza di serraggio dello spingibarra e si richiude quando la pinza è passata. Ad esempio, un dispositivo di questo tipo costituisce oggetto della Pubblicazione Europea n. 1.669.145 della stessa richiedente.

I dispositivi di centraggio noti si sono tuttavia rivelati di costruzione complessa. Inoltre gli elementi che hanno il compito di tenere centrata la barra non sono rotanti e pertanto offrono solo un appoggio alla barra in lavorazione che invece ruota in essi perché trascinata in rotazione dal tornio cosicché si verificano fenomeni di usura delle ganasce e l'insorgere di vibrazioni.

Il compito tecnico della presente invenzione è ora quello di escogitare un dispositivo che consenta di tenere centrate le barre all'uscita dal caricatore, così da evitare gli inconvenienti sopra lamentati.

Nell'ambito di tale compito costituisce uno scopo della presente invenzione la realizzazione di un dispositivo che consenta di tenere centrata la barra non solo all'uscita dal caricatore, ma anche lungo il canale di guida dello stesso.

Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste in un dispositivo di semplice ed economica costruzione e di elevata affidabilità di funzionamento.

Tale compito e tali scopi vengono raggiunti con un dispositivo rotante di centraggio le cui caratteristiche sono definite nelle rivendicazioni.

Ulteriori particolarità dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione che segue sulla base degli uniti disegni in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di un dispositivo;

la figura 2 è una vista in sezione assiale del dispositivo di figura 1; la figura 3 è una vista prospettica in sezione assiale secondo due piani ortogonali;

la figura 4 è una vista frontale;

la figura 5 è una vista prospettica della porzione frontale di un caricatore con struttura a tamburo su cui è montato il dispositivo delle figure precedenti;

la figura 6 è una vista in sezione assiale della struttura di figura 5. Facendo riferimento alle figure 1-4, con 1 è indicato complessivamente un dispositivo rotante di centraggio montato a sbalzo all'uscita di un caricatore e coassialmente secondo l'asse A con il canale di guida della barra. Più precisamente il dispositivo 1 è supportato in una sede circolare 2 che è ricavata in una flangia 3 associata all'estremità del caricatore ed è allineata con l'ingresso del tornio. Per poter guidare la barra dall'uscita del caricatore fino al mandrino del tornio è previsto un tubo 4 supportato in un manicotto 5 centrato nella sede 2 e fissato alla flangia 3 per mezzo di viti 6.

La sede 2 presenta uno spallamento 7 fra il quale e l'estremità del manicotto 5 è serrato il collare esterno 8 di un anello 9. Quest'ultimo è dotato di un collare interno 10 il quale, con il bordo frontale 11 del manicotto 5, definisce un alloggiamento in cui è bloccato l'anello esterno 12 di un cuscinetto volvente 13.

Il cuscinetto 13 supporta rotatoriamente una boccola 14 realizzata in materiale plastico avente caratteristiche di elasticità e resistenza alle sollecitazioni meccaniche e all'usura. La boccola 14 opera come un organo di presa avente la funzione di ritenere sull'asse A una barra B condotta attraverso di esso, prevenendo le eventuali vibrazioni. Nella boccola 14 si distingue, dal lato volto verso il canale di guida del caricatore, una porzione tubolare 15 e, dal lato volto verso il tornio, una porzione 16 suddivisa da intagli 17, giacenti in piani radiali angolarmente equidistanti, in una pluralità di settori 18.

Le porzioni 15 e 16 sono collegate fra di loro da una porzione intermedia 19 di minor spessore nella quale sono ricavate asole di indebolimento 19a che consentono ai settori 18 di flettersi in fuori oppure di piegarsi leggermente verso l'interno per quanto consentito dagli intagli 17. In particolare la facoltà dei settori 18 di piegarsi verso l'interno è predisposta per consentire il restringimento della porzione 16 ed il suo l'inserimento attraverso il cuscinetto 13 in fase di montaggio della boccola 14.

La boccola 14 presenta una superficie esterna perfettamente cilindrica ed è delimitata alle estremità opposte da due collari 20,21 dei quali il collare 21 risulta sezionato dagli intagli 17. Il diametro esterno della boccola 14 è leggermente inferiore rispetto al diametro interno del cuscinetto 13. In tal modo la boccola 14, quando viene sollecitata assialmente, può scorrere con gioco minimo entro il cuscinetto 13 e compiere escursioni assiali da una posizione di riscontro contro il collare 21 fino ad una posizione in cui i settori 18 vengono a trovarsi in corrispondenza di una svasatura anulare interna 22 del manicotto 5, prossima al cuscinetto 13.

I settori 18 hanno uno spessore in senso radiale maggiore di quello della porzione 15 e si protendono all'interno della boccola 14 verso l'asse A in modo che, quando il collare 21 da esse formato si trova a riscontro del cuscinetto 13, racchiudono un passaggio circolare 23 avente un diametro inferiore al diametro interno della porzione 15. Tuttavia, quando la boccola 14 viene sottoposta ad una spinta assiale nella direzione C (vedi figura 2) e subisce uno spostamento di avvicinamento al tubo 4, i settori 18 possono flettersi verso la svasatura 22 e determinare un ampliamento dell'apertura 23.

In pratica il diametro dell'apertura 23 è dimensionato in modo che i settori 18 risultino a contatto con la barra B condotta attraverso di essi, così da evitare giochi radiali e l'insorgere di vibrazioni della barra durante il suo avanzamento verso il tornio.

Sulla superficie esterna della boccola 14, nel tratto compreso fra i collari 20,21, sono disposti due anelli 24,25 nei quali sono previsti fori ciechi 26,27 aperti l'uno contro l'altro ed allineati frontalmente. Nei fori 26,27 sono inserite le estremità opposte di molle cilindriche 28 e di spinotti 29 disposti fra le mollette adiacenti. Gli spinotti 29 hanno un diametro ed una lunghezza tali da poter scorrere nei fori ciechi mantenendo tuttavia rotatoriamente accoppiati fra di loro gli anelli 24,25. Le mollette 28 sono predisposte per poter sviluppare una forza di espansione assiale tale da ritenere gli anelli 24,25 a riscontro del collare 20 e rispettivamente dell'anello interno del cuscinetto 13 ed una componente di forza radiale che mantiene i settori 18 serrati sulla barra.

Il funzionamento descritto, per quanto di per sé intuitivo dai disegni, è il seguente. Si supponga una posizione operativa in cui la barra B sia stata trasferita dal magazzino delle barre nel canale di guida del caricatore e che la pinza di serraggio dello spingibarra ne abbia afferrata l'estremità posteriore. Si supponga altresì che il dispositivo 1 sia assettato come risulta dalla figura 1. Con tale assetto la forza esercitata dalle mollette 28 sull'anello 24, sollecita per reazione il collare 21 dei settori 18 a riscontro del cuscinetto 13 cosicché la boccola 14 rimane bloccata in una posizione in cui i settori 18 definiscono l'apertura circolare 23 uguale al diametro esterno della barra. Poiché il diametro della barra B da alimentare al tornio, come detto in precedenza, è inferiore al diametro interno della porzione 15 della boccola 14, ma uguale a quello dell'apertura 23, la barra, una volta spinta dallo spingibarra nella direzione A ed aver attraversato la porzione 15, risulta pertanto guidata e sostenuta dai settori 18 della boccola 14 e perfettamente allineata con l'asse del tornio.

Quando la pinza di serraggio dello spingibarra giunge in corrispondenza dei settori 18, avendo essa diametro maggiore dell'apertura 23, l'ulteriore avanzamento dello spingibarra determina il riscontro della pinza contro i settori a cui fa seguito l’avanzamento della boccola 14 e quindi l’ingrandimento dell'apertura 23 definita dai settori fino al raggiungimento di un diametro che permette il passaggio della pinza di serraggio. In questo modo l'organo di serraggio può proseguire la sua corsa di avanzamento, mentre la barra rimane perfettamente guidata durante le esecuzioni delle successive fasi lavorative.

Poichè i settori 18 rimangono a contatto sulla pinza di serraggio dello spingibarra per effetto della forza elastica esercitata dalle mollette 28, è possibile richiamare lo spingibarra nella posizione di partenza e riportare l'ultimo spezzone di barra non lavorato fino al punto di raccolta e il collare 21 a contatto con il cuscinetto 13, avendo il passaggio 23 riacquistato dimensioni uguali al diametro esterno della barra caricata).

Un sostanziale vantaggio dell'invenzione descritta. oltre quelli sopra specificati, è rappresentato dal fatto che la boccola 14 permette un movimento di apertura e chiusura dei settori 18 senza dover far ricorso ad attuatori. Inoltre la struttura della boccola 14 permette di utilizzare materiali plastici di costo economico, elevata resistenza meccanica e all'usura ed in grado di assorbire in modo significativo i rumori di lavorazione. Ulteriori significativi vantaggi del dispositivo sono costituito dal suo ridotto ingombro e dalla facoltà di poter sagomare i settori 18 in modo complementare al profilo cilindrico o poligonale delle barre.

Si fa osservare che il dispositivo consente di operare anche quando il diametro della barra è superiore a quello dell'apertura 23. Infatti, in questo caso, la barra, dopo aver attraversato la porzione 15 ed essere pervenuta a riscontro dei settori 18, determina lo spostamento della boccola 14 la quale, dopo aver vinto la forza di repulsione delle mollette 28, scorre entro il cuscinetto 13 allontanando da quest'ultimo il collare 21. Allorquando il collare si è distanziato dal cuscinetto di un tratto sufficiente affinché il punto di flessione dei settori 18 nella porzione 19 risulti aver superato il cuscinetto 13, la spinta della barra contro i settori 18 ne determina l'apertura verso la svasatura 22, consentendo alla estremità anteriore della barra di proseguire verso il tornio. A tale apertura dei settori 18 segue l'ulteriore apertura ad opera della pinza di serraggio dello spingibarra

Il dispositivo è suscettibile di numerose modifiche e varianti in funzione della struttura del caricatore e delle caratteristiche del tornio.

Le figure 5,6 mostrano una soluzione che prevede l'impiego di una pluralità di dispositivi di centraggio 1 identici a quelli illustrati nelle figure 1-4 in un caricatore del tipo cosiddetto a tamburo per l'alimentazione di un tornio del tipo plurimandrino. Di tale caricatore nelle figure 5,6 è mostrata solo la parte anteriore del tamburo contrassegnata complessivamente con 30. Il tamburo 30 è girevole attorno ad un asse D e comprende una pluralità di canali di guida per le barre B, disposti coassialmente attorno all'asse D. I canali di guida (non visibili nelle figure) sono allineati con rispettive sedi 31 costituite da aperture circolari ricavate in un disco 32 associato frontalmente alla parte anteriore 30 del caricatore.

Il disco 32 costituisce l'elemento meccanico equivalente alla flangia 3 dell'esempio precedentemente descritto per il supporto nelle sedi 31 di dispositivi di centraggio 1.

Fra il disco 32 ed il tornio plurimandrino è disposto un corpo rotante complessivamente indicato con 33 e comprendente una coppia di dischi 34,35 calettati sull'albero 36 del tornio coassiale all'asse D che provvede al trascinamento del corpo rotante 33.

Il tornio plurimandrino si suppone di costruzione tradizionale e di esso sono supportati nelle figure 5,6 soltanto, oltre all'albero 36, uno dei tubi 37 che provvedono a guidare le barre alimentate dal caricatore ai rispettivi gruppi che eseguono le lavorazioni meccaniche.

Nel disco 34 adiacente al disco 32 sono ricavate aperture circolari 38 in cui sono impegnati i manicotti 5 dei vari dispositivi di centraggio che, nelle figure 5,6 , per distinguerli da quelli dell'esempio precedentemente descritto, sono contrassegnati con 1a. Nei manicotti 5 è inserita l'estremità di rispettivi cilindri tubolari 39, aventi l'estremità opposta centrata, per mezzo di un anello distanziale 40, in canotti 41.

Ogni canotto 41 è inserito in una rispettiva sede 42 del disco 36 fino al riscontro di un collare 43 ed è bloccato contro tale collare per mezzo di una ghiera 44 avvitata sul cannotto 41. Il cannotto 41 si prolunga, con un tratto terminale 45, oltre l'estremità del tubo 39 e in tale tratto terminale è alloggiato un ulteriore dispositivo di centraggio contrassegnato con 1b. Il diametro interno del tratto 45 è leggermente superiore a quello degli anelli 24,25 del dispositivo 1b cosicché gli anelli 24,25 sono liberi di scorrere nel cannotto. Per assicurare il dispositivo 1b all'interno del cannotto 41 il cuscinetto 13 di quest'ultimo è centrato con il suo anello esterno in una sede ricavata all'interno del tratto terminale 45 e bloccato in tale sede per mezzo di una ghiera 46.

Da quanto esposto risulta del tutto evidente che le barre, durante il loro trasferimento dai rispettivi canali di guida del caricatore 30 al tornio, rimangono comunque centrate lungo il tratto compreso fra l'uscita dal caricatore ed i mandrini del tornio per mezzo dei dispositivi di centraggio 1a,1b montati sull'elemento rotante 34.

In particolare si fa osservare che, data la disposizione distanziata fra il dispositivo di centraggio 1a all'ingresso del cannotto 39 e quello 1b all'uscita del medesimo, è possibile ottenere due diversi diametri delle aperture 23 formati dai settori 18 delle boccole 14 dei dispositivi 1a,1b così da permettere contemporaneamente il centraggio sia della barra ad opera del dispositivo 1b, che dello spingibarra ad opera del dispositivo 1a.

Il dispositivo descritto raggiunge pertanto gli scopi preposti. Nella sua pratica attuazione gli elementi e parti costitutive possono essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti e quindi rientranti nello stesso concetto inventivo. Così ad esempio al posto delle mollette 28 è possibile prevedere un'unica molla cilindrica che circoscrive la boccola 14 ed agisce per espansione fra gli anelli 24,25. In una ulteriore variante è possibile dotare le zone dei settori 18 destinate a venire a contatto con la superficie della barra da lavorare, di tasselli di materiale diverso da quello della boccola ed atto ad offrire un più sicuro aggrappamento rotatorio sulla barra .

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.) Dispositivo rotante di centraggio per il trasferimento di una barra dal canale di guida di un caricatore ad un tornio, caratterizzato dal fatto che comprende un elemento (3) di supporto associato all'uscita del caricatore e dotato di almeno una sede (2) nella quale è girevolmente e scorrevolmente supportato, secondo un asse (A) coassiale al detto canale di guida, un organo di presa di una barra (B), detto organo di presa essendo costituito da una boccola (14) di materiale plastico flessibile presentante una porzione tubolare (15) ed una pluralità di settori (18) collegati a detta porzione tubolare in modo da potersi flettere su piani radiali a detto asse (A), essendo previsti mezzi elastici (28) agenti su detta boccola (14) ed atti a controllarne lo spostamento assiale fra una prima posizione di arresto in cui detti settori definiscono un'apertura (23) di diametro uguale a quello della barra così da poter guidare senza gioco quest'ultima durante il suo trasferimento verso il tornio ed una seconda posizione in cui detti settori, dopo essere stati investiti dallo spingibarra, vengono trascinati fino a definire un'apertura per consentire il passaggio dello spingibarra e determinare il caricamento di detti mezzi elastici (28) ed il serraggio di detti settori (18) su detto spingibarra così da ritenerlo coassialmente a detto asse (A). 2.) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende un cuscinetto (13) alloggiato in detta sede (2) per il supporto girevole di detta boccola (14), detta boccola essendo scorrevole assialmente in detto cuscinetto. 3.) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1,2 caratterizzato dal fatto che detta boccola (14) comprende una porzione tubolare (15) avente diametro interno maggiore del diametro della barra ed una porzione (16) suddivisa in settori (18) che si estendono radialmente verso l'asse (A) così da definire in detta prima posizione un'apertura di diametro inferiore a quello della barra, detti settori essendo collegati a detta porzione tubolare da una porzione intermedia (19) provvista di zone (19a) di indebolimento tali da consentire ai settori (18) di flettersi verso l'asse (A). 4.) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 2,3 caratterizzato dal fatto che detta boccola (14) è dotata alle estremità opposte di due collari (20,21) sporgenti all'esterno da detta porzione tubolare (15) e da detti settori (18) e che nella zona di detta boccola (14) compresa fra detti collari (20,21) sono disposti detto cuscinetto (13) e mezzi elastici (28) agenti fra detto cuscinetto (13) ed il collare (20) sporgente da detti settori in modo da determinare il serraggio dei settori (18) sulla barra per effetto del riscontro del cuscinetto su settori. 5.) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 2,3,4 caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici sono costituiti da una coppia di anelli (24,25) disposti fra detto cuscinetto (13) ed il collare (20) disposto all'estremità di detta porzione tubolare (15) e da una pluralità di molle ad espansione (28) disposte fra detti anelli (24,25). 6.) Dispositivo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti anelli (24,25) sono provvisti di fori (26,27) contrapposti nei quali sono inseriti spinotti di guida (29). 7.) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 2-6 caratterizzato dal fatto che in detta sede (2) è disposto un anello (9) definente un alloggiamento per l'anello esterno di detto cuscinetto (13), detto anello (9) essendo bloccato in detta sede da un manicotto (5). 8.) Dispositivo rotante di centraggio per il trasferimento di una barra dal canale di guida di un caricatore a tamburo ad un tornio plurimandrino secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto elemento di supporto è costituito da un primo disco (32) provvisto di una pluralità di aperture (31) disposte concentricamente attorno all'asse (D) di rotazione di detto primo disco e definenti sedi per il supporto di dispositivi (1) secondo le rivendicazioni 1-7, dette sedi essendo allineate con rispettivi canali di guida del caricatore e con i mandrini del tornio. 9.) Dispositivo secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che fra detto primo disco (32) e detto tornio è operativamente associato un corpo rotante (33) composto da una coppia di dischi (34,35) distanziati fra di loro e provvisti di aperture (38,42), allineate con i mandrini di detto tornio e con le aperture (31) di detto primo disco (32), e da cannotti (39) estendentisi fra dette aperture allineate (38,42), dette aperture (38,42) definendo sedi in cui sono alloggiati dispositivi (1a,1b) secondo le rivendicazioni 1-7. 10 .) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 8-9 caratterizzato dal fatto che detti dischi (34,35) sono rotatoriamente solidali ad un albero motorizzato (36) di detto tornio. 11.) Dispositivo rotante di centraggio per il trasferimento di una barra dal canale di guida di un caricatore ad un tornio secondo quanto desumibile dalla descrizione che precede e dai disegni allegati.