ITBO990675A1 - Apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzimeccanici a simmetria di rotazione . - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

«Apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzi meccanici a simmetria di rotazione»,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un’apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzi meccanici a simmetria di rotazione, che definiscono un asse di simmetria, comprendente una struttura di supporto, mezzi di supporto e riferimento per un pezzo da controllare, che definiscono un asse di riferimento e superfici di riferimento per riferire il pezzo da controllare in modo tale che l’asse di simmetria e l’asse di riferimento risultino sostanzialmente sovrapposti, un sistema di trascinamento, comprendente un corpo centrale, connesso alla struttura di supporto e atto a compiere movimenti di rotazione intorno ad un asse di rotazione, mezzi di azionamento connessi alla struttura di supporto e atti ad imprimere detti movimenti di rotazione, almeno un elemento meccanico di trascinamento, connesso al corpo centrale ed eccentrico rispetto all’asse di rotazione, atto a cooperare con una zona superficiale del pezzo eccentrica rispetto all’asse di simmetria, per trasmettere al pezzo movimenti di rotazione, il sistema di trascinamento essendo disposto in modo tale che l’asse di riferimento e l’asse di rotazione risultano sostanzialmente sovrapposti, e teste comparatrici con tastatori atti ad entrare in contatto con il pezzo da controllare.

Sono note apparecchiature per il controllo geometrico e/o dimensionale di pezzi meccanici a simmetria di rotazione quali, ad esempio, dischi freno, flange, tamburi ecc... Controlli su questi pezzi possono venire eseguiti mentre gli stessi ruotano attorno al proprio asse di simmetria. A tale scopo, apparecchiature note, come quella mostrata in figura 2, possono comprendere una base B, mezzi A per sostenere e riferire il pezzo da controllare, connessi alla base, teste comparatrici C per effettuare i controlli sul pezzo e un sistema di trascinamento D per imprimere un movimento di rotazione al pezzo durante il controllo. Il sistema di trascinamento D comprende un braccio di supporto E, connesso alla base mediante dispositivi a fulcro, che gli consentono di ruotare intorno sia ad un asse parallelo all’asse di simmetria del pezzo (G) che ad un asse ad esso perpendicolare (H). Il braccio di supporto reca un dispositivo di trascinamento F ed un relativo motore, non visibile in figura con un braccetto rotante avente ad un’estremità un elemento di aggancio per far ruotare il pezzo. Il braccio di supporto può essere portato nella posizione in cui il dispositivo di trascinamento coopera con il pezzo, manualmente o in modo automatico, ad esempio mediante un sistema pneumatico. In tale posizione il braccetto ruota intorno ad un asse coincidente con quello del pezzo e l’elemento di aggancio, inserito in un foro eccentrico del pezzo, provoca la rotazione di quest’ultimo.

La presenza del braccio di supporto e la relativa connessione alla base, rende queste apparecchiature costose ed ingombranti. Infatti, il costo di tali bracci e dei relativi mezzi per consentirne i movimenti è molto elevato, spesso paragonabile o addirittura superiore a quello delle restanti parti dell’apparecchiatura. Inoltre, la presenza dei bracci rende inevitabilmente ingombranti le apparecchiature che li comprendono. Infine, per evitare che l’operatore possa subire infortuni dovuti al fortuito contatto con il braccio di supporto mentre è in movimento o con il pezzo in rotazione è necessario predisporre l’apparecchiatura con protezioni, provocando un ulteriore aumento dei costi e delle dimensioni dell’apparecchiatura.

Scopo della presente invenzione è di ottenere un’apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzi a simmetria di rotazione che garantisca elevata precisione ed affidabilità, che sia particolarmente compatta ed economica e che possa essere rapidamente adattata al controllo di pezzi aventi dimensioni nominali diverse fra loro.

Raggiunge questo ad altri scopi un’apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzi meccanici a simmetria di rotazione secondo la riv. 1.

Un’apparecchiatura secondo l invenzione può essere costruita secondo la forma di realizzazione preferita descritta di seguito con riferimento agli annessi disegni, dati a puro titolo esemplificativo e non limitativo in cui:

Figura 1 è una sezione longitudinale, con alcune parti in vista, di un’apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzi meccanici a simmetria di rotazione secondo l’invenzione;

Figura 2 è una vista laterale con alcune parti in sezione, di un’apparecchiatura nota.

L’apparecchiatura di controllo mostrata in figura 1 comprende una struttura di supporto 1 che definisce un alloggiamento 5 delimitato in alto da una piastra di base 2 avente un foro 3.

Mezzi di supporto e riferimento per un pezzo 49 da controllare, che definisce un asse di simmetria, ad esempio un disco freno, comprendono un elemento di supporto 9, avente forma a simmetria di rotazione, con tre porzioni 11, 13, 15 sostanzialmente cilindriche e aventi dimensioni diametrali esterne diverse: una prima porzione 11 o flangia, avente le dimensioni diametrali maggiori, una seconda porzione 13 con dimensioni diametrali intermedie e una terza porzione 15, avente dimensioni diametrali inferiori alle altre due. L’elemento di supporto 9, che è fissato alla piastra di base 2 in corrispondenza del foro 3 mediante viti, solo una delle quali è visibile nella figura, ha un foro assiale passante che definisce due cavità interne cilindriche 17, 19, coassiali, comunicanti e allineate al foro 3. L’elemento di supporto 9 comprende inoltre tre sedi 18, sostanzialmente cilindriche e angolarmente spaziate di 120° Luna rispetto all’altra, solamente una delle quali è visibile in figura. In ognuna di tali sedi 18 è alloggiata una molla a compressione 20, disposta all’interno di un elemento tubolare 22 chiuso ad un’estremità in modo tale che la molla 20 eserciti una forza fra il fondo della sede 18 e l’estremità chiusa dell’elemento tubolare 22. Un’asola 24 dell’elemento tubolare 22 alloggia il gambo di una vite 26, avvitata in un foro filettato dell’elemento di supporto 9.

Mezzi di supporto e riferimento per il pezzo meccanico 49 comprendono inoltre un piattello 21 e un’ogiva di centraggio 27. Il piattello 21 comprende un foro centrale e ha un bordo rialzato 23, sostanzialmente anulare, con una superficie piana 25 a forma di corona circolare sulla quale è riportato uno strato di materiale duro e resistente all’usura, ad esempio “Widia”. La superficie 25 definisce una superficie di riferimento per il pezzo 49 da controllare. Il piattello 21 è avvitato all’elemento di supporto 9 mediante quattro viti, solo una delle quali è visibili in figura, in corrispondenza della seconda porzione 13.

L’ogiva di centraggio 27 è connessa all’elemento di supporto 9, in corrispondenza della seconda porzione 13, mediante una vite a gambo rettificato, alloggiata in un foro passante dell’ogiva 27 stessa, che consente all’ogiva 27 limitati movimenti assiali di traslazione. L’ogiva 27, che comprende una superficie sostanzialmente tronco-conica di centraggio e riferimento per il pezzo 49, appoggia sui tre elementi tubolari 22, i quali, per la presenza dell’asola 24 e del gambo della vite 26, sotto l’azione delle molle 20, possono consentire movimenti assiali all’ogiva 27 di ampiezza definita dalle dimensioni assiali dell’asola 24.

I mezzi 9, 21, 27 di supporto e riferimento per il pezzo 49, definiscono un asse di riferimento. In sostanza, quando il pezzo 49 si trova nella posizione di controllo appoggiato e centrato sulle superfici di riferimento del piattello 21 e dell’ogiva 27, l’asse di simmetria del pezzo 49 e tale asse di riferimento sono sovrapposti.

Un sistema di trascinamento comprende un albero 7, parzialmente alloggiato nel foro assiale dell’elemento di supporto 9 e una bussola 29 con una flangia 35 fissata alla piastra di base 2 in corrispondenza del foro 3, tramite viti, solo una delle quali è visibile nella figura 1, dal lato opposto della piastra di base 2 rispetto a quello al quale è fissato l’elemento di supporto 9. La bussola 29 comprende un foro passante e due sedi 32 e 34 nelle quali sono alloggiati due cuscinetti 31, 33. Un distanziale 36 è interposto fra i due cuscinetti 31 e 33. Nel foro passante della bussola 29 è alloggiato l’albero 7 che, guidato dai cuscinetti 31, 33, può ruotare attorno al proprio asse longitudinale, che definisce un asse di rotazione del sistema di trascinamento, sostanzialmente coincidente con l’asse di riferimento dell’apparecchiatura. L’albero 7 definisce un risalto anulare 38 che viene posto a battuta contro il cuscinetto 33. L’altro cuscinetto 31 è bloccato mediante una flangia 40 connessa alla bussola 29 mediante viti, solo una delle quali è visibile in figura 1.

L’albero 7 definisce, ad una delle due estremità, un foro trasversale 37 e, all’altra estremità, un foro filettato assiale.

Il sistema di trascinamento comprende inoltre un corpo centrale 41, di forma sostanzialmente semi-cilindrica, che comprende un elemento filettato, sostanzialmente allineato all’asse di rotazione e atto a cooperare con il foro filettato assiale dell’albero, per connettere il corpo centrale 41 all’albero 7, e definisce un alloggiamento nel quale è alloggiato un braccio 43.

Il braccio 43 è connesso al corpo centrale 41 tramite mezzi a fulcro comprendenti una spina trasversale 45, che gli consente di ruotare attorno ad un asse perpendicolare all’asse di rotazione.

Un pressore a molla 47, di tipo noto e solo parzialmente visibile in figura 1, è connesso trasversalmente al corpo centrale 41, parallelamente alla spina 45, e reca un elemento sferico, spinto da una molla e atto a cooperare con il braccio 43, per definire due posizioni del braccio 43, una di riposo, tratteggiata in figura, in cui il braccio 43 è mantenuto in posizione sostanzialmente assiale (in particolare, verticale) nell’alloggiamento del corpo 41 contro una battuta 46, ed una operativa in cui il braccio 43 è sostanzialmente disposto lungo una direzione trasversale (orizzontale) e viene mantenuto spinto verso il pezzo 49 da controllare. Il passaggio da una posizione all’ altra viene effettuato manualmente: un incavo 48 è ricavato nel braccio 43 per agevolare tale operazione manuale. L’estremità del braccio 43, opposta a quella in corrispondenza della quale è connesso al corpo centrale 41, definisce una sede 50 nella quale alloggia un elemento meccanico di trascinamento comprendente un perno 54 ed una molla a compressione 52 che spinge il perno 54 verso l’esterno della sede 50.

Il pezzo 49 da controllare, costituito ad esempio da un disco freno per autoveicolo, ha una base o flangia di supporto 51 con facce 53, 55 sostanzialmente piane, una parte 57 con forma sostanzialmente di anello circolare e con superfici 59, 61 piane e parallele alle facce 53, 55 e con fori di riferimento 63, solo uno dei quali è visibile in figura, e una porzione di raccordo 65 della parte 57 alla flangia 51 con forma sostanzialmente di tubo cilindrico con generatrici perpendicolari alle facce 53, 55 e alle superfici 59, 61.

Il perno 54 è atto a cooperare con uno dei fori di riferimento 63, per trasmettere al pezzo 49 un movimento di rotazione, come verrà descritto in seguito.

Il sistema di trascinamento comprende inoltre mezzi di azionamento con un motore 71, connesso alla piastra di base 2, atto a trasmettere un movimento di rotazione all’albero 7, attorno all’asse di rotazione, mediante una cinghia dentata 73 ed una puleggia 69. La puleggia 69 è coassialmente connessa all’albero 7 tramite un accoppiamento frizionato realizzato mediante due dischi 67 che esercitano sulla puleggia 69 stessa una forza di compressione assiale. Tale accoppiamento frizionato ha lo scopo di far cessare la trasmissione del movimento di rotazione all’albero 7, nel caso in cui sull’albero 7 stesso agisca una coppia di verso opposto a quella trasmessa all’albero 7 dal motore 71. Tale coppia di verso opposto potrebbe essere generata, ad esempio, da un contatto fortuito fra la mano di un operatore e il pezzo 49, che si opponga a rotazioni del braccio 43 e del corpo centrale 41.

Teste comparatrici 75 di tipo noto, indicate in modo estremamente schematico in figura 1, sono fissate alla piastra di base 2, ad esempio mediante slitte, come schematicamente indicato in figura 1, che ne consentono traslazioni trasversali per agevolare l inserimento del pezzo 49, e per portarle sul pezzo 49, una volta che lo stesso si trovi nella posizione di controllo. Le teste 75 recano un tastatore 77, per entrare in contatto con la superficie da controllare del pezzo 49, e mezzi trasduttori, di tipo noto e non mostrati, atti ad emettere segnali indicativi degli spostamenti del tastatore 77 rispetto ad una posizione di zero, definita in una precedente fase di azzeramento. L’elaborazione di tali segnali consente di determinare dimensioni (ad esempio la distanza fra le facce 53 e 55) e/o caratteristiche geometriche (ad esempio la planarità della superficie della faccia 55) del pezzo 49, rispetto a quelle di un pezzo campione avente le dimensioni nominali del pezzo 49 da controllare.

La figura 1 mostra, in modo estremamente schematico una di una coppia di teste 30, che possono essere connesse al piattello 21 per effettuare in modo noto controlli relativi a dimensioni diametrali interne del pezzo 49.

Il montaggio dell’apparecchiatura avviene in modo semplice e rapido.

Innanzitutto si accoppiano alla bussola 29 i cuscinetti 31 e 33 e il distanziale 36 e si blocca il cuscinetto 31 mediante la flangia 40. Si inserisce poi nella bussola 29 l’albero 7 fino a portare il risalto anulare 38 a battuta con il cuscinetto 33 e si infila nell’albero 7 un distanziale 79 e di seguito il gruppo comprendente la puleggia 69 e i due dischi 67 . Si inserisce poi il gruppo così ottenuto attraverso il foro 3 e si blocca la bussola 29 alla piastra di base 2 con quattro viti. Si connette poi alla piastra di base 2 l’elemento di supporto 9, si fissa il piattello 21 all’elemento di supporto 9, si connettono, se presenti, le teste 30 al piattello 21, l’ogiva 27 all’elemento di supporto 9 e infine il corpo centrale 41 all’albero 7.

Anche il riattrezzamento dell’apparecchiatura, avviene in modo semplice e rapido. Infatti, quando le dimensioni nominali del pezzo 49 da controllare cambiano, è sufficiente svitare il corpo centrale 41 dall’albero 7, dopo avere riportato il braccio 43 nella posizione di riposo in cui si trova parallelo all’asse dell’albero 7, svitare la vite a gambo rettificato che consente di connettere l’ogiva 27 all’elemento di supporto 9, e sfilarla, svitare le viti che bloccano il piattello 21, e sfilarlo. E’ quindi sufficiente sostituire il piattello 21, l’ogiva 27 ed eventualmente il corpo centrale 41 con altri adatti alle dimensioni del nuovo pezzo 49 da controllare.

Il funzionamento dell’apparecchiatura è il seguente: dopo una fase di azzeramento dell’apparecchiatura su un pezzo campione, si inserisce il pezzo 49 e lo si appoggia sulle superfici del piattello 21 e dell’ogiva 27 che ne consentono il riferimento e il centraggio in modo tale che l’asse di simmetria del pezzo venga a coincidere con l’asse di riferimento, e quindi con l’asse di rotazione del sistema di trascinamento. Si fa ruotare il braccio 43 fino a portare il perno 54 a contatto con la superficie 61 del pezzo da controllare 49. Si portano poi le teste 75 con i tastatori 77 a contatto con le superfici del pezzo 49 da controllare e si aziona il motore 71, il quale, attraverso la cinghia dentata 73 trasmette all’albero 7 un movimento di rotazione. Quando l’albero 7 comincia a ruotare, trascina con sé anche il corpo centrale 41 e il braccio 43. Il perno 54, connesso al braccio 43 pertanto, comincia a strisciare sulla superficie 61 del pezzo 49 fino a raggiungere il primo foro 63, vi entra (grazie alla spinta della molla 52) e trascina con sé in rotazione anche il pezzo 49. Le dimensioni del braccio 43 e del perno 54, in particolare la distanza di quest’ultimo in posizione operativa dall’asse di rotazione, sono naturalmente scelte in modo opportuno e relativo al pezzo 49 da controllare, in modo tale che il perno 54 possa cooperare con il foro 63 o, più in generale, con una zona eccentrica rispetto all’asse di simmetria del pezzo 49 stesso. A questo punto le teste 75 (e, se presenti, le teste 30) effettuano i controlli dimensionali, ad esempio di distanza fra superfici del pezzo 49 (e/o di diametri interni), o geometrici, ad esempio di planarità, ecc.... Se durante il controllo un ostacolo quale, ad esempio, la mano di un’operatore tocca il braccio 43 in movimento, o lo stesso pezzo 49, l’accoppiamento frizionato consente di disaccoppiare l’albero 7 dal motore 71, bloccando la rotazione dell’albero 7 stesso e del braccio 43. Una volta terminati i controlli, il motore 71 viene fermato, il braccio 43 viene portato manualmente nella posizione di riposo, il pezzo 49 viene estratto e sostituito con un altro pezzo da controllare e le operazioni descritte vengono ripetute.

Un’apparecchiatura quale quella illustrata presenta particolari caratteristiche di affidabilità, semplicità ed economia.

L’apparecchiatura secondo l’invenzione, come è stato spiegato sopra, è di semplice assemblaggio, consentendo un notevole risparmio nei tempi e costi di montaggio. Inoltre, con semplici sostituzioni di componenti, l’apparecchiatura può essere adattata rapidamente al controllo di pezzi aventi dimensioni nominali diverse fra loro, riducendo i costi e i tempi di attesa fra il controllo di diversi gruppi di pezzi.

Inoltre, sono evidenti i vantaggi in economia, compattezza ed affidabilità dell’apparecchiatura secondo l’invenzione rispetto alle apparecchiature note che (come ad esempio quella mostrata in figura 2), per provocare la rotazione del pezzo, richiedono una ingombrante struttura esterna ai mezzi di supporto e riferimento del pezzo stesso.

Un ulteriore vantaggio dell’apparecchiatura secondo l’invenzione è quello di risultare particolarmente sicura per l’operatore. Infatti, come spiegato in precedenza, la presenza dell’accoppiamento frizionato fra albero 7 e puleggia 69 consente di interrompere il movimento di rotazione dell’albero 7 e quindi del braccio 43 e del pezzo 49, nel caso in cui un ostacolo, come ad esempio la mano di un operatore si opponga al movimento del braccio 43. Pertanto, non vi è necessità di equipaggiare l’apparecchiatura con protezioni tali da impedire all’ operatore contatti accidentali con parti in movimento e che risulterebbero incidere sul costo dell’apparecchiatura.

Un’apparecchiatura secondo l’invenzione può presentare varianti rispetto a quanto descritto e illustrato, solo alcune delle quali sono citate nel seguito.

L’incavo 48 può ad esempio essere sostituito da un pomello che consente di spostare manualmente il braccio 43 dalla posizione di riposo a quella operativa e viceversa. La forma del corpo centrale 41 può essere diversa da quella mostrata: può ad esempio essere cilindrica, con una cavità aperta per alloggiare il braccio 43 in posizione di riposo.

Inoltre, in particolare nel caso in cui si desideri controllare pezzi 49 diversi dai dischi freno e privi dei fori di riferimento 63, il perno 54 potrebbe trasmettere il movimento di rotazione al pezzo 49 per attrito con una zona superficiale eccentrica del pezzo 49 stesso. In questo caso, per assicurare l’efficacia della trasmissione del movimento, l’estremità del perno 54 che tocca la superficie del pezzo 49 potrebbe presentare un particolare rivestimento con alto coefficiente d’attrito, e/o potrebbero essere previsti almeno due bracci 43 con relativi perni 54 atti a cooperare con il pezzo 49 in due zone diametralmente opposte.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzi meccanici a simmetria di rotazione, che definiscono un asse di simmetria, comprendente: • una struttura di supporto (1,2); • mezzi (9, 21, 27) di supporto e riferimento per un pezzo (49) da controllare, che definiscono un asse di riferimento e superfici di riferimento (25, 27) per riferire il pezzo (49) da controllare in modo tale che l’asse di simmetria e l’asse di riferimento risultino sostanzialmente sovrapposti; • un sistema di trascinamento, comprendente: • un corpo centrale (41), connesso alla struttura di supporto (1, 2) e atto a compiere movimenti di rotazione intorno ad un asse di rotazione; • mezzi di azionamento (71, 73, 69, 67) connessi alla struttura di supporto (1, 2) e atti ad imprimere detti movimenti di rotazione; • almeno un elemento meccanico di trascinamento (54), connesso al corpo centrale (41) ed eccentrico rispetto a detto asse di rotazione, atto a cooperare con una zona superficiale (63) del pezzo (49) eccentrica rispetto all’asse di simmetria, per trasmettere al pezzo movimenti di rotazione; il sistema di trascinamento essendo disposto in modo tale che l’asse di riferimento e l’asse di rotazione risultano sostanzialmente sovrapposti; e • teste comparatrici (30, 75) con tastatori (77) atti ad entrare in contatto con il pezzo da controllare; caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto e riferimento (9, 21, 27) comprendono un foro assiale e detto sistema di trascinamento comprende un alberino (7), parzialmente alloggiato in detto foro assiale e connesso a detti mezzi di azionamento (71, 73, 67, 69) e a detto corpo centrale (41), e un braccio (43) connesso a detto corpo centrale (41) mediante mezzi a fulcro (35) e recante ad un estremità libera detto almeno un elemento meccanico di trascinamento (54), detto braccio (43) essendo atto ad assumere una posizione ritratta e una posizione operativa nella quale detto almeno un elemento meccanico di trascinamento (54) è a contatto con detta zona superficiale (63) del pezzo (49).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui detto corpo centrale (41) definisce un alloggiamento, detto braccio (43) essendo atto ad essere compreso in detto alloggiamento quando si trova nella posizione ritratta.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2 per il controllo di un pezzo (49) comprendente un foro centrale, il corpo centrale (41) essendo atto ad essere introdotto nel foro del pezzo (49) per consentire di riferire il pezzo (49) sulle superfìci di riferimento (25, 27).
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 per il controllo di un pezzo (49) comprendente almeno un foro (63) di riferimento in corrispondenza di detta zona superficiale eccentrica, detto almeno un elemento di riferimento comprendendo un perno (54) connesso al braccio (43) e atto a cooperare con detto almeno un foro (63).
5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4 in cui detti mezzi di azionamento comprendono un motore (71), connesso alla struttura di supporto (1, 2), una cinghia dentata (73) e una puleggia (69) connessa all’albero (7) mediante un accoppiamento frizionato (67).
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5 comprendente un pressore a molla (47), connesso trasversalmente al corpo centrale (41), comprendente una superficie sostanzialmente sferica atta a cooperare con il braccio (43) per definire detta posizione ritratta e detta posizione operativa del braccio (43).