ITMI20002486A1 - Dispositivo di bloccaggio con leva a ginocchiera - Google Patents

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE

Avente titolo

DISPOSITIVO DI BLOCCAGGIO CON LEVA A GINOCCHIERA.

SFONDO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di bloccaggio con leva a ginocchiera, particolarmente adatto per bloccare pezzi in lavorazione, ad esempio·parti della struttura o della carrozzeria di un autoveicolo; più in generale l'invenzione è diretta ad un dispositivo di bloccaggio con leva a ginocchiera normalmente installato a bordo di attrezzature il cui uso è principalmente indirizzato ad operazioni di assemblaggio, di posizionamento di parti in lavorazioni meccaniche, e per tutte quelle applicazioni in cui viene richiesto un bloccaggio saldo'e preciso di pezzi da lavorare .

Per gli scopi della presente invenzione, qui di seguito si farà specifico riferimento ad un dispositivo di bloccaggio azionato pneumaticamente, riferito anche come chiusura pneumatica", senza che ciò debba essere inteso in senso limitativo in quanto l'attuatore oltre che pneumatico può anche essere di qualsiasi altro tipo, ad esempio idraulico o elettromeccanico, senza con ciò allontanarsi dalla presente invenzione.

STATO DELLA TECNICA

Le chiusure del tipo sopra specificato, normalmente sono composte da un attuatore lineare, ad esempio da un cilindro pneumatico o idraulico e da un biellismo che trasforma il movimento rettilineo di un organo mobile dell'attuatore ad esempio dello stelo del pistone nella rotazione angolare di una leva per il bloccaggio di un pezzo da lavorare ad esempio per la saldatura di un pannello al telaio di un autoveicolo; chiusure di questo tipo sono descrìtte ad esempio in EP-A-0 .406.530, DE-A-0 .3.936.396, EP-A-0.636.449, EP-A-0.778.107 ed EP-A-0.803.331.

Con i dispositivi di bloccaggio del tipo a ginocchiera attualmente in uso o descritti nei documenti precedentemente citati, la coppia di serraggio del pezzo da bloccare si ottiene con il semplice allineamento dei tre punti del biellismo corrispondenti ai due assi di articolazione di una biella intermedia di collegamento, con il punto morto di contatto di un rullo o di rulli scorrevoli lungo una superficie di contrasto interna alla custodia di alloggiamento del biellismo; il punto morto, al termine della corsa dell'attuatore di comando, viene leggermente superato in modo da rendere irreversibile il sistema ovvero per far sì che la chiusura resti bloccata anche con attuatore disattivato, ad esempio quando nel cilindro di comando, per cause accidentali viene a mancare il fluido in pressione.

I dispositivi di bloccaggio del genere sopracitati, possono essere corredati con un organo di comando ausiliare, ad esempio una leva manuale che aziona la chiusura in mancanza di pressione nel cilindro di comando, ovvero possono essere predisposti con opportuni dispositivi idonei a consentirne lo sbloccaggio a fine lavorazione, prevedendo ad esempio un organo dì spinta, sul quale si agisce con un forte colpo dall'esterno, ad esempio come mostrato in EP-A-0.803.331 per sbloccare il biellismo facendogli superare il punto morto, difficilmente ottenibile con la sola forza esercitata dall'attuatore di comando.

I dispositivi di bloccaggio di questo tipo sono largamente impiegati nell'industria meccanica, sono di medio costo e commercializzati da poche aziende specializzate; essi presentano tuttavia notevoli criticità conseguenti alla natura e conformazione del biellismo di collegamento dell'attuatore di comando alla leva di bloccaggio del pezzo da lavorare.

La maggior criticità in questi dispositivi di bloccaggio, riguarda la difficoltà di sganciamento del biellismo tramite la sola forza esercitata dall'attuatore di comando durante la corsa di ritorno.

Nella maggior parte dei casi per ovviare a questi inconvenienti vengono impiegati sistemi di ripresa delle lavorazioni meccaniche, sia della leva di bloccaggio che dei tasselli di accoppiamento al pezzo da bloccare.

Se si tiene conto che dispositivi di bloccaggio di questo genere vengono normalmente impiegati, in numero rilevante, su linee di lavorazione automatiche, risulta evidente che la necessità di effettuare ogni volta lavorazioni meccaniche aggiuntive per ogni singolo dispositivo, comporta tempi e costi non indifferenti.

Un ulteriore causa di criticità deriva dalle caratteristiche strutturali del biellismo di collegamento dell·'attuatore alla leva di bloccaggio, e dalla stessa irreversibilità del sistema necessaria per mantenere il dispositivo normalmente bloccato in condizioni di lavoro.

Al fine di porre rimedio ad un simile inconveniente, sono state proposte varie soluzioni tra le quali l'impiego di un perno di sbloccaggio secondo il brevetto EP-0 .803.331, ovvero di elementi di contrasto elasticamente cedevoli, come descritto in IT-A-227.674, o regolabili, come descritto in IT-A-210.716.

Un ulteriore problema che si presenta nei dispositivi di bloccaggio di tipo noto, riguarda la natura della superficie di scorrimento dei rulli di guida del biellismo in corrispondenza del punto morto, nonché l'esatta definizione del punto di arresto in fase di bloccaggio, che non deve essere superato per non rendere il sistema nuovamente reversibile, con il conseguente rischio di sbloccaggio del dispositivo durante la lavorazione meccanica dei pezzi o dei particolari bloccati. SCOPI DELL'INVENZIONE

Scopo generale della presente invenzione è di fornire un dispositivo di bloccaggio a leva, del tipo a ginocchiera, atto ad ovviare agli inconvenienti sopra riferiti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo di bloccaggio, come sopra riferito, in cui la superficie di scorrimento e di riscontro dei rulli di guida del biellismo sia tale da resistere alle ripetute sollecitazioni a cui viene soggetta durante il bloccaggio e lo sbloccaggio dei pezzi, in corrispondenza del punto morto, consentendo nello stesso tempo un riferimento preciso del punto di arresto del biellismo.

Un ulteriore scopo ancora dell'invenzione è di fornire un dispositivo di bloccaggio del genere citato, che sia costruttivamente semplice, estremamente economico e dotato di un elevato grado di affidabilità.

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Quanto sopra è conseguibile mediante un dispositivo di bloccaggio a leva del tipo a ginocchiera, secondo la rivendicazione 1.

In particolare, secondo l'invenzione si è fornito un dispositivo di bloccaggio del tipo a leva, particolarmente adatto per il bloccaggio di pezzi da lavorare, in cui una leva di bloccaggio è collegata, mediante un biellismo articolato, ad un organo mobile di un attuatore lineare;

in cui il biellismo di collegamento comprende una biella articolata, alla leva di bloccaggio e all'organo mobile dell'attuatore secondo assi di imperniamento paralleli;

e in cui l'asse di imperniamento della biella all'organo mobile dell'attuatore è guidato lungo una superficie di contrasto, fino a superare un punto morto del biellismo, caratterizzato dal fatto che il biellismo di collegamento della leva di bloccaggio all'organo mobile dell'attuatore, comprende un elemento elasticamente cedevole.

Ciò consente indubbi vantaggi, non ultimo quello di poter compensare mediante il cedimento elastico dello stesso biellismo, eventuali differenze nelle tolleranze dimensionali dei pezzi da bloccare.

Secondo una forma di realizzazione preferenziale, l'elemento elasticamente cedevole del biellismo è costituito da una biella di collegamento tra la leva di bloccaggio e lo stelo scorrevole di un attuatore pneumatico o idraulico.

La biella elasticamente cedevole può essere variamente conformata; in generale comprende due parti estreme di imperniamento alla leva di comando ed allo stelo dell'attuatore, ed una parte intermedia resa elasticamente cedevole.

Preferibilmente, la parte intermedia elasticamente cedevole della biella, comprende dei bracci elasticamente cedevoli, ottenuti ad esempio conformando la biella con un'apertura centrale o con una o più anse laterali che si aprono verso i bordi longitudinali della stessa biella di collegamento.

Secondo un'ulteriore caratteristica del dispositivo di bloccaggio conforme alla presente invenzione, la superficie di contrasto per ì rulli di guida del biellismo, in corrispondenza del punto morto, è definita da un inserto metallico resistente all'usura ed alla deformazione, ad esempio un tassello in acciaio temperato, atto a definire anche un punto di arresto finale per il biellismo in condizioni di bloccaggio.

BREVE DESCRIZIONI DEI DISEGNI

Queste ed ulteriori caratteristiche del dispositivo di bloccaggio a leva secondo l'invenzione, risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue e dai disegni allegati, in cui:

Eig. 1 è una vista del dispositivo di bloccaggio in condizione operativa, fissato ad una struttura di supporto di un pezzo da lavorare;

Fig. 2 è una vista frontale del dispositivo di bloccaggio;

Fig. 3 è una vista dall'alto di fig. 2;

Fig. 4. è una vista ingrandita del dispositivo di bloccaggio nella condizione operativa di fig. 1, in cui metà della custodia di alloggiamento è stata rimossa per mostrare il biellismo interno;

Fig. 5 è una sezione longitudinale secondo la linea 5-5 di fig. 4;

Fig. 6 è una vista simile a quella di fig. 4 nella condizione di sbloccaggio del dispositivo;

Figg. da 7 a 12 mostrano varie forme possibili della biella elastica costituente parte del biellismo di collegamento tra la leva di bloccaggio e lo stelo dell' attuatore .

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

In Figura 1 è mostrata una vista generale di un dispositivo di bloccaggio, complessivamente indicato con 10; il dispositivo è fissato lateralmente ad una struttura 11 su cui deve essere bloccato un pezzo P da lavorare.

Il dispositivo di bloccaggio 10 comprende un montante scatolare 12, al quale è imperniato in 13 un braccio 14 in cui è fissata una staffa di bloccaggio 15, opportunamente sagomata per adattarsi al pezzo P da bloccare alla struttura di supporto 11.

Come più avanti descritto e mostrato nella vista ingrandita di figura 4, il braccio 14 di bloccaggio del pezzo P è collegato, mediante un biellismo, ad un attuatore lineare 16, ad esempio costituito da un cilindro pneumatico o idraulico a doppio effetto, con pistone ovale, ovvero da un attuatore lineare di qualsiasi altro tipo .

Come mostrato nelle viste di figure 2 e 3, il montante scatolare 12 è costituito da due semigusci 12A e 12B per consentire un facile accesso al biellismo interno, ed è realizzato in una lega d'alluminio anticorodal, che rispetto ai montanti in ghisa sferoidale attualmente usati nei dispositivi di bloccaggio di tipo noto, consente una sostanziale riduzione della massa, pari a circa il 63%.

Ritornando all'esempio di figura 4, si nota che il braccio 14 è collegato meccanicamente ad una forcella 17 costituente un prolungamento dello stelo 18 solidale al pistone 19 del cilindro 16; tale collegamento è ottenuto mediante un biellismo articolato comprendente un elemento elasticamente cedevole.

Più precisamente, come risulta dall'esempio di figura 4, il biellismo comprende una biella sagomata 20 imperniata in 21 alla forcella 17 del cilindro di comando 16, ed in 22 all'estremità di una manovella 23 solidale in rotazione alla leva 14.

Il movimento lineare del perno 21 di articolazione tra la forcella 17 e la biella 20, nel passare dalla posizione di apertura di figura 6 alla posizione di chiusura di figura 4, e viceversa, viene guidato mediante una coppia di rulli 24 scorrevoli lungo superfici di guida 25, figure 5 e 6, che si estendono su ciascun fianco di una cava longitudinale 26 in ciascun semiguscio 12A, 12B come mostrato nelle figg. 5 e 6 dei disegni allegati.

Alla estremità superiore della cava 26 in apposita sede è alloggiato un tassello di contrasto 27 in acciaio temperato, atto a garantire la massima tenuta a compressione quando i tre punti A, B, C risultano tra loro allineati in cui A è il punto morto del béllismo, B coincide con l'asse del perno 21, mentre C coincide con lasse del perno 22.

Il tassello 27 presenta una zona arcuata di contatto con il rullo 24 sostanzialmente costituente il punto di fine corsa o di arresto per il biellismo in cui l'asse del perno 21, oltrepassa di qualche decimo di millimetro, ad esempio di 0,5 ÷ 0,6 mm, la condizione di allineamento dei tre punti A, B, C.

Poiché il cilindro 16 durante una fase di chiusura muove il biellismo 20, 23 dalla condizione di apertura di figura 6 alla condizione di chiusura di figura 4, causando una rotazione della leva 14 verso la fine della sua corsa, ciascun rullo 24 scorrendo lungo la superficie di guida 25 incontra il tassello di contrasto 27 causando un graduale allineamento dei tre punti A, B e C, dando in questo modo alla leva la massima coppia.

A fine corsa del cilindro 16, il punto B supererà di circa 0,5 ÷ 0,6 mm le condizioni di allineamento, rendendo in questo modo irreversibile il movimento della leva.

L'esatta posizione finale del biellismo che causa la massima forza esercitata sul pezzo da bloccare P, diversamente dalle soluzioni precedentemente note, in questo caso è determinato sempre dal tassello 27 che in questo modo garantisce la massima tenuta a compressione, e la corretta posizione di arresto per il biellismo.

Come è stato inizialmente riferito, una caratteristica della presente invenzione consiste nell'uso di un biellismo elasticamente cedevole per collegare la leva di bloccaggio 14 alla forcella 17 dello stelo dell'attuatore 16.

Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, il cedimento elastico del biellismo, sufficiente per superare il punto morto A, è ottenuto mediante una particolare sagoma o conformazione della biella 20. Come riferito, la forma e le caratteristiche della biella 20 devono essere tali da consentire un cedimento elastico dell'ordine di qualche decimo di millimetro, sufficiente a permettere il superamento del punto morto A, e comunque tale da mantenere condizioni di irreversibilità del sistema sotto le sollecitazioni esterne che possono agire sulla leva di bloccaggio 14.

Le figg. da 7 a 12 mostrano, a titolo d'esempio, alcune possibili forme di realizzazione della biella 20.

In generale la biella 20 è conformata per presentare le sue estremità di imperniamento 28 e 29 collegate da una zona intermedia 30 resa elasticamente cedevole mediante un'opportuna configurazione.

Nell'esempio di figura 7, la biella 20 comprende una zona intermedia 30 resa elasticamente cedevole dalla presenza di un'ansa arcuata 31 che si apre su un lato della biella stessa, e si raccorda alle parti di imperniamento 28 e 29.

La figura 8 mostra una soluzione sostanzialmente simile a quella di figura 7, in cui la zona elasticamente cedevole 30 è ottenuta mediante una cava 32 a forma di U i cui lati sono ortogonali all'asse della biella 20.

La fig. 9 mostra una terza soluzione simile-alle precedenti, in cui si fa uso di una cava 33 a forma di V avente un lato ortogonale all'asse della biella, mentre l'altro è inclinato di un angolo compreso tra 30° e 60°. La fig. 10 dei disegni mostra una quarta soluzione in cui la zona elasticamente cedevole 30 è definita da due cave a forma di V 34, 35 distanziate nella direzione dell'asse della biella 20, le quali si aprono sui lati opposti in modo da formare una sorta di braccio intermedio.

La figura 11 mostra una quinta soluzione in cui le estremità 28 e 29 di imperniamento della biella 20 sono unite da due bracci arcuati 36, 37, elasticamente cedevoli, che si estendono per un tratto sostanzialmente pari alla distanza esistente tra i centri dei due fori di imperniamento .

La figura 12 mostra infine una sesta soluzione in cui i bracci elastici 38, 39 hanno una lunghezza inferiore alia distanza tra i fori di imperniamento.

La scelta della forma della biella 20 e della conformazione della zona intermedia cedevole elasticamente, potrà variare da caso a caso in funzione dell'applicazione richiesta; in tutti i casi, la configurazione della biella 20 deve essere tale da presentare un comportamento sostanzialmente simile a quello di una molla di flessione, o di compressione atta a consentire un leggero avvicinamento controllato dei due assi di imperniamento, sufficiente per consentire il superamento del punto morto del biellismo, garantendo comunque condizioni di irreversibilità sotto le sollecitazioni esterne agenti sul meccanismo di bloccaggio.

Il leggero cedimento elastico della biella 20, o di altra parte idonea del biellismo, consente dunque di superare facilmente il punto morto A in fase di apertura del dispositivo di bloccaggio, mediante la sola forza esercitata dal cilindro 16 senza dover ricorrere ad accorgimenti particolari.

Un risultato sostanzialmente analogo potrebbe essere ottenuto anche configurando la manovella 23 in modo da consentire sempre un leggero cedimento elastico in corrispondenza del punto morto A.

Da quanto detto e mostrato nei disegni allegati, risulterà dunque evidente che si è fornito un dispositivo di bloccaggio del tipo a leva, in cui il biellismo di collegamento della leva di bloccaggio ad un organo mobile di un attuatore di comando, è configurato in modo tale da consentirne un leggero cedimento elastico al superamento del punto morto, mantenendo una conformazione semplice ed altamente affidabile dell'intero dispositivo di bloccaggio.

Si intende comunque che quanto è stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati, è stato dato a puro titolo esemplificativo e non limitativo delle caratteristiche innovative dell'invenzione.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di bloccaggio del tipo a leva articolata, per il bloccaggio di pezzi da lavorare, in cui una leva di bloccaggio è collegata ad un organo mobile di un attuatore lineare mediante un biellismo articolato, caratterizzato dal fatto che il biellismo di collegamento della leva di bloccaggio all'organo mobile dell'attuatore, comprende un elemento elasticamente cedevole .
2. 2. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto biellismo comprende una biella elasticamente cedevole imperniata all'organo mobile dell'attuatore ed alla leva di bloccaggio secondo assi di imperniamento di cui l'asse di imperniamento all'organo mobile dell'attuatore è mobile lungo superfici di guida interne ad un montante scatolare di alloggiamento del biellismo, che si estendono parallelamente all'asse dell'attuatore.
3. 3. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'attuatore lineare è un cilindro a doppio effetto.
4. 4. Dispositivo di bloccaggio secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il perno di articolazione della biella all'organo mobile dell'attuatore è provvisto di rulli scorrevoli lungo le superfici di guida interne al montante scatolare.
5. 5. Dispositivo di bloccaggio secondo le rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato dal fatto che le superfici di guida dei rulli si prolungano in un tassello metallico resistente all'usura, definente un punto morto del biellismo in una posizione allineata con gli assi di imperniamento della biella nella condizione di chiusura del dispositivo.
6. 6. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la biella di collegamento cedevole comprende parti estreme di articolazione ed una parte intermedia conformata per essere elasticamente cedevole per flessione e/o compressione.
7. 7. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la parte intermedia elasticamente cedevole della biella comprende una cava laterale aperta verso un bordo longitudinale della biella .
8. 8. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la parte intermedia elasticamente cedevole della biella comprende due cave laterali aperte verso i bordi longitudinali della biella.
9. 9. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le cave laterali sono distanziate tra loro nella direzione di un asse longitudinale della biella.
10. 10. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la parte intermedia elasticamente cedevole della biella è costituita da bracci elastici che si estendono nella direzione di un asse longitudinale della biella.
11. 11. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti bracci presentano una forma arcuata.