ITMI20011294A1 - Guida lineare per la traslazione di slitte montate su organi volventi - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione che ha per titolo:

“Guida lineare per la traslazione di slitte montate su organi volventi."

La presente invenzione riguarda una guida lineare per la traslazione di slitte montate su organi volventi, quali rulli o sfere, del tipo comprendente almeno un elemento di supporto rettilineo, normalmente concavo, che definisce una o più piste assiali di scorrimento per le slitte. È tecnica nota, per la realizzazione di guide lineari impegnantisi con slitte ad organi volventi, quali ad esempio quelle utilizzate per permettere lo scorrimento relativo di un elemento mobile rispetto ad una struttura portante, impiegare degli elementi di supporto rettilinei metallici (profilati) conformati a "C" che definiscono almeno una pista assiale entro cui possono alloggiare e ruotare tali organi volventi al fine di consentire la traslazione delle slitte rispetto alla guida.

In particolare, il profilato metallico presenta solitamente una porzione d'anima centrale e, alle sue estremità, due ali variamente sagomate che definiscono la concavità del profilato e le cui superfici interne costituiscono delle piste su cui i rulli di perni volventi o i cuscinetti a sfere delle slitte appoggiano e ruotano quando la slitta viene indotta a traslare rispetto alla guida.

In altre realizzazioni, peraltro molto comuni, i rulli o i cuscinetti a sfera appoggiano e ruotano all'esterno del profilato, mentre la slitta scorre internamente.

La porzione d’anima del profilato è inoltre solitamente forata per permettere l'ancoraggio della guida alla struttura portante mediante mezzi di fissaggio filettati, quali viti o bulloni, e le piste di scorrimento delle ali vengono opportunamente lubrificate per impedire che un eccessivo attrito tra perni e superfici di appoggio possa ostacolare lo scorrimento delle slitte nella guida.

Dato l'ampio campo di applicazioni a cui tali guide possono essere destinate, variabili ad esempio dal montaggio di porte scorrevoli all'impiego in congegni di traslazione di organi in macchine utensili, le guide sopra descritte devono poter soddisfare specifiche tecniche estremamente variabili in termini di capacità di carico, rigidità o elasticità, tolleranze e soprattutto dimensioni.

Relativamente alla capacità di carico e alle altre caratteristiche meccaniche delle guide, oltre alla variazione delle caratteristiche geometriche della sezione del profilato, è tecnica comune impiegare materiali metallici diversi, quali acciai o leghe di alluminio, in funzione delle esigenze che il profilato deve soddisfare.

L'uso di materiali metallici comporta una semplice progettazione del profilato, ma anche una certa difficoltà nella realizzazione di forme complesse e nell'ottenimento di tolleranze particolarmente strette.

Circa invece le dimensioni del profilato, e in particolare circa la sua lunghezza, allo scopo di evitare realizzazioni ad hoc dei profilati per ogni singola applicazione, la produzione e posa in opere di tali guide solitamente prevede la fabbricazione, normalmente per estrusione, di lunghi profilati metallici e il loro successivo taglio per l'adattamento alle specifiche dimensionali richieste.

Questa tecnica, pur efficiente dal punto di vista della produzione, richiede un sensibile dispendio di tempo per la posa in opera delle guide e comporta un certo spreco di materiale a causa degli sfridi che necessariamente si hanno a seguito dell' operazione di taglio.

Secondo un'altra tecnica nota, allo scopo di rendere più rapide le procedure di posa in opera e minimizzare gli sfridi, ogni tipo di profilato viene prodotto in molteplici tagli con lunghezze differenti. Scegliendo quindi il profilato avente lunghezza più adatta alle specifiche dimensionali richieste, pur non potendo eliminare la ulteriore fase di taglio del profilato, è possibile ridurre i tempi necessari alla posa in opera e la quantità di sfridi prodotta.

Anche questa tecnica, tuttavia, presenta diversi svantaggi. Infatti, essa richiede l'immobilizzazione di un grande numero di profilati in magazzino, non elimina il problema degli sfridi e comporta un notevole assorbimento di risorse per la gestione della molteplicità di articoli prodotti.

Inoltre, nel caso in cui risulti necessario eseguire la giunzione delle estremità di due profilati diversi, ad esempio per la posa in opera di guide aventi lunghezza eccezionale, occorre fare uso di opportuni strumenti di allineamento dei profilati al fine di garantire la continuità delle piste di scorrimento per gli organi volventi delle slitte, ciò comportando un aggravio dei tempi e dei costi richiesti per la posa in opera.

È uno scopo della presente invenzione realizzare una guida lineare per lo scorrimento di slitte su organi volventi che per la sua produzione e posa in opera non presenti gli inconvenienti della tecnica nota.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una guida lineare che, pur avendo le caratteristiche meccaniche richieste, comporti una semplice ed economica posa in opera, per cui gli stridi risultino minimizzati e non occorra prevedere una molteplicità di articoli stoccati a magazzino.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire una guida lineare per slitte su organi volventi in cui l'elemento di supporto rettilineo per gli organi volventi sia di facile realizzazione, anche nel caso di forme complesse.

Questi ed altri scopi sono raggiunti dalla guida lineare per la traslazione di slitte su organi volventi rivendicata nella prima rivendicazione indipendente e nelle successive rivendicazioni dipendenti.

La guida lineare per la traslazione di slitte su organi volventi secondo la presente invenzione comprende uno o più elementi di supporto rettilinei concavi, ciascuno dei quali definisce almeno una pista di scorrimento assiale per le slitte. Ogni elemento di supporto, inoltre, è dotato di mezzi di accoppiamento con un ulteriore elemento di supporto per il prolungamento della pista assiale di scorrimento.

Secondo un aspetto preferenziale della presente invenzione, tali mezzi di accoppiamento per il prolungamento della pista di scorrimento comprendono, ad una sezione di estremità dell'elemento di supporto, una o più sedi assiali e all’altra sezione di estremità dell'elemento di supporto delle spine impegnabili in tali sedi.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, gli elementi di supporto sono realizzati, per termoformatura o stampaggio ad iniezione, impiegando almeno un materiale termoplastico, quale ad esempio poliammidi, policarbonati, ABS o poliuretani termoplastici.

In forme di realizzazioni preferite, inoltre, il profilo degli elementi di supporto comprende un tratto d'anima centrale e due ali a "V" disposte alle estremità del tratto d'anima, in cui l'angolo tra i lati di ciascuna ala a "V" è sostanzialmente pari a 90°.

Di seguito alcune forme di realizzazione della presente invenzione verranno descritte a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure allegate, in cui:

le figure 1 , 2, 3 sono rispettivamente una vista frontale, in pianta e laterale di un elemento di supporto rettilineo per lo scorrimento di slitte montate su organi volventi, secondo un aspetto preferenziale della presente invenzione;

la figura 4 illustra, in una vista laterale, una fase della posa in opera di una guida lineare comprendente due elementi di supporto del tipo illustrato nelle figure da 1 a 3;

la figura 5 mostra una vista frontale di un elemento di supporto, in una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, in cui trova alloggiamento un rullo volvente di una slitta traslante; e

la figura 6 è una vista schematica in prospettiva di un elemento di supporto, secondo un altro aspetto della presente invenzione.

Le figure da 1 a 3, secondo un aspetto preferenziale della presente invenzione, mostrano un elemento di supporto concavo 1 , a sviluppo rettilineo, di una guida lineare per la traslazione di slitte o cursori montati su organi volventi, quali ad esempio perni a rulli (volventi) o cuscinetti a sfere.

L'elemento di supporto 1 , che nelle figure è del tipo a sezione sottile con profilo a "C", comprende una porzione d’anima 2 alle cui estremità si estendono due ali a "V" simmetriche 3a, 3b che definiscono, con l'anima 2, la concavità dello stesso elemento 1. Le superfici interne di ciascuna delle ali a “V" 3a e 3b, ovvero quelle superfici rivolte verso la concavità dell'elemento di supporto 1 , costituiscono una pista di scorrimento, rispettivamente la pista 6a per l'ala 3a e la pista 6b per l'ala 3b, entro cui possono essere alloggiati e traslare uno o più organi volventi, del tipo ad esempio a rulli, ad aghi o a sfere, secondo tecnica nota. Le piste di scorrimento 6a, 6b si estendono assialmente per l'intera lunghezza dell'elemento di supporto 1 e i due bracci dell’ala a "V", da cui sono costituiti, sottendono un angolo a che, come sarà chiarito in seguito, è vantaggiosamente maggiore di 60° e preferenzialmente pari a 90°.

Lungo l'anima 2 dell'elemento di supporto 1 , inoltre, sono ricavati dei fori 7 a, 7 b per consentire il fissaggio dello stesso elemento di supporto 1 , mediante ad esempio viti o bulloni, ad una struttura portante fissa, relativamente alla quale si intende spostare un elemento mobile (non mostrato] vincolato, a sua volta, alla o alle slitte accoppiate all'elemento di supporto 1 .

L'elemento di supporto 1 , secondo la presente invenzione, comprende altresì dei mezzi 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c di accoppiamento con un altro elemento di supporto per il prolungamento delle piste di scorrimento 6a, 6b. In particolare, i mezzi 4a, 4b, 4c e 5a, 5b, 5c consentono il collegamento meccanico tra la testa di un primo elemento di supporto 1 e la coda di un secondo elemento di supporto nella medesima direzione lungo cui si estendono le piste di scorrimento 6a, 6b.

Nella particolare forma di realizzazione delle figure 1-3, i mezzi di collegamento comprendono una o più sedi 4a, 4b, 4c ricavate in una sezione di estremità dell'elemento di supporto 1 ed una o più spine corrispondenti 5a, 5b, 5c realizzate in aggetto dall'altra sezione di estremità dell'elemento 1.

Le spine 5a, 5b, 5c, inoltre, sono conformate in modo da poter impegnarsi in sedi conformate identicamente alle sedi 4a, 4b, 4c, eventualmente con una leggera interferenza, e in modo tale da garantire la continuità delle piste di scorrimento 6a, 6b nel passaggio da un elemento di supporto al consecutivo. Nella conformazone dell'elemento di supporto 1 illustrata nelle figure 1-3, in cui l’elemento 1 è sostanzialmente una trave a sezione soffile con profilo a "C” a sviluppo rettilineo, le spine 5a, 5b, 5c in accoppiamento con sedi conformate come le sedi 4a, 4b, 4c devono quindi garantire la coassialità e il rispetto delle tolleranze geometriche nel collegamento di due elementi di supporto consecutivi.

Con riferimento ora alla figura 4, una guida lineare per la traslazione di slitte montate su organi volventi, secondo un aspetto particolare della presente invenzione, comprende due elementi di supporto 1, 101, del tipo a trave a sezione sottile con profilo a "C", ciascuno dei quali è dotato alle proprie estremità di mezzi di accoppiamento reciproco. Più in dettaglio, l'elemento di supporto 1 comprende, rispettivamente alle sue estremità, delle spine aggettanti 5a, 5c e delle corrispondenti sedi 4a, 4c, e analogamente l’elemento di supporto 101 comprende spine 105a, 105c e sedi 104a, 104c nelle sue estremità.

Gli elementi 1 , 101 , le spine 5a, 105a e 5c, 105c, nonché le sedi 4a, 104a e 4c, 104c sono sostanzialmente identici l'uno all’altro.

L'accoppiamento tra l’estremità di testa dotata di spine 105a, 105c dell'elemento di supporto 101 e l’estremità di coda dell'elemento 1 in cui sono presenti le sedi 4a e 4c, mediante l'innesto delle spine 105a, 105c entro le sedi 4a, 4c, permette il collegamento coassiale dei due elementi 1 , 101 e di conseguenza il proseguimento, senza soluzione di continuità, delle piste di scorrimento 6a, 106a e 6b, 106b. In questo modo, lo scorrimento entro le piste 6a, 6b, 106a, 106b, di un organo volvente, ad esempio del tipo a rulli, può avvenire senza alcuna interruzione.

Al fine di collegare i due elementi di supporto 1 , 101 consecutivi in modo permanente, dopo il loro accoppiamento meccanico tramite i mezzi 4a, 4c, 105a, 105c, è possibile, come verrà ulteriormente richiamato nel seguito, saldare le loro sezioni di estremità accoppiate.

Per la posa in opera della guida lineare di figura 4, pertanto, dopo aver inserito le spine 105a, 105c del primo elemento 101 entro le corrispondenti sedi 4a, 4c del secondo elemento 1 , si possono saldare le due estremità accoppiate degli elementi di supporto 1 , 101 e successivamente, mediante ad esempio i fori 7a, 7 b presenti sull'anima 2 e bulloni o viti non illustrati, fissare la guida così ottenuta ad una struttura portante. Naturalmente, qualora la lunghezza della guida lineare richiesta non fosse raggiunta dai due soli elementi 1 e 101 è possibile aggiungere ulteriori elementi di supporto, accoppiandoli ai primi due come sopra descritto.

La modularità di questa realizzazione, e la conseguente tecnica di posa in opera, permette di produrre gli elementi strutturali 1,101 solo in pochi tagli, di dimensioni limitate, e quindi accoppiarli tra loro, come sopra descritto, per realizzare la guida lineare voluta. Ciò permette, con una produzione limitata di elementi strutturali con lunghezze diverse, di soddisfare sostanzialmente ogni esigenza dimensionale relativa alla lunghezza delle guide lineari nelle diverse applicazioni.

Di conseguenza, grazie appunto a questa modularità, non occorre produrre elementi strutturali particolarmente lunghi, con conseguenti problemi di stoccaggio e posa in opera, né occorre realizzare tali elementi in una molteplicità di diversi tagli, con aggravi dovuti alle immobilizzazioni, bensì è sufficiente realizzare elementi strutturali in pochi tagli per poter comunque soddisfare, grazie alle possibilità di accoppiamento reciproco dei moduli, le richieste più comuni circa la lunghezza delle guide lineari.

Inoltre, data la standardizzazione delle lunghezze richieste in molte applicazioni per le guide lineari, è possibile limitare gli stridi di lavorazione, che si presentano quando diviene comunque necessario tagliare un elemento strutturale, producendo tali elementi strutturali con lunghezze pari a sottomultipli delle lunghezze standard richieste.

Le guide lineari secondo la presente invenzione possono essere impiegate ad esempio quali guide per lo scorrimento di porte o di cassetti rispetto a strutture portanti o ancora per telai di un sedile di autoveicolo o in svariate altre applicazioni, e possono altresì comprendere un solo elemento di supporto del tipo sopra descritto.

La figura 5 mostra in una vista frontale un elemento strutturale 201 , secondo una ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione, costituito da una trave a sezione sottile con profilo concavo avente un'anima 202 e due ali di estremità a "V" 203a e 203b definenti delle piste di scorrimento 206a e 206b per dei rulli 210 collegati ad una slitta, o cursore, scorrevole (non illustrato). La trave concava 201 presenta, in corrispondenza delle sue due sezioni di estremità, delle spine e delle sedi 204a, 204b, 204c di accoppiamento con un'altra trave per il prolungamento delle piste di scorrimento 206a e 206b.

Come già evidenziato nella realizzazione di figura 1 , i bracci delle ali a "V" sottendono un angolo a che è superiore a 60° e, preferibilmente, è pari a 90°.

Tali valori dell'angolo a, intatti, consentono un accoppiamento ottimale, secondo sostanzialmente una linea continua di contatto, tra gli organi volventi delle slitte e le piste 206a, 206b e nel contempo permettono l'utilizzo di rulli o cuscinetti a sfere comunemente disponibili sul mercato, ciò riducendo i costi di realizzazione della slitta senza per questo diminuire l'efficienza della guida lineare.

Inoltre, la geometria ottenuta, soprattutto quando l’angolo a è pari a 90°, permette alla guida di sopportare carichi simmetrici secondo gli assi verticali ed orizzontali.

La figura 6, infine, mostra una vista in prospettiva di un altro elemento strutturale 301, modulare, costituito da un profilato concavo avente una porzione d'anima 302, due ali di estremità a "V" 303a e 303b definenti delle piste di scorrimento 306a e dotato di sedi di accoppiamento 304a, 304b, 304c, 304d.

Secondo un aspetto vantaggioso della presente invenzione, inoltre, ogni elemento modulare di supporto 1, 101, 201, 301 è realizzato impiegando almeno un materiale termoplastico, eventualmente rinforzato con fibre di vetro o carbonio, e in particolare scelto tra poliammidi (nylon), policarbonati, ABS e poliuretani termoplastici. La realizzazione delle guide in materiale termoplastico, che finora pregiudizialmente non sembra essere stata intrapresa dagli operatori del settore, comporta una notevole semplicità di realizzazione dell'elemento strutturale, anche se dotato di una sagoma non elementare, ad esempio per termoformatura o stampaggio ad iniezione, il soddisfacimento delle caratteristiche meccaniche richieste, e in particolare della capacità di carico, e il venir meno della necessità di lubrificare le piste di scorrimento, in quanto è possibile impiegare materiali autolubrificanti.

L'impiego, secondo un altro aspetto preferito della presente invenzione, di materiali compositi, quali ad esempio fibre di carbonio o boro, costampate con uno strato esterno di materiale termoplastico, consente di abbinare ad una notevole rigidezza strutturale, data dalle fibre composite, le caratteristiche autolubrificanti dei materiali termoplastici di rivestimento.

Inoltre, l'uso di materiali termoplastici consente l'utilizzo di tecniche particolarmente semplici ed industrialmente efficienti per il fissaggio dei moduli come la saldatura ad ultrasuoni o l'incollaggio, dopo l'accoppiamento meccanico delle sezioni di estremità collegate di due elementi strutturali consecutivi.

È altresì prevedibile l'impiego di due o più materiali termoplastici per la realizzazione, ad esempio mediante costampaggio (o coiniezione), degli elementi di supporto, così come è possibile prevedere la realizzazione di elementi di supporto aventi un'anima metallica e superfici di rivestimento in materiale termoplastico.

Alternativamente, è possibile produrre in materiale metallico, ad esempio acciaio, tali elementi modulari di supporto 1, 101, 201, 301 mediante stampaggio o forgiatura, senza impiegare tecniche quali la trafilatura o l'estrusione normalmente impiegate nella realizzazione di tali elementi.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Guida lineare per la traslazione di slitte su organi volventi, del tipo comprendente uno o più elementi di supporto concavi, l'elemento di supporto o ciascun elemento di supporto definendo almeno una pista di scorrimento per dette slitte, caratterizzata dal fatto che detto elemento di supporto o ciascuno di detti elementi di supporto comprende mezzi di accoppiamento con un altro di detti elementi di supporto per prolungare detta almeno una pista di scorrimento.
2. 2. Guida lineare secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detti mezzi per l'accoppiamento comprendono, ad una sezione di estremità dell’elemento di supporto, una o più sedi assiali e all’altra sezione di estremità dell'elemento di supporto delle spine impegnabili in dette una o più sedi.
3. 3. Guida lineare secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti elementi di supporto concavi sono travi a sezione sottile con profilo a "C" a sviluppo rettilineo e dette piste di scorrimento si estendono assialmente per la lunghezza di dette travi a sezione sottile.
4. 4. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta guida lineare comprende almeno due di detti elementi di supporto reciprocamente accoppiati per prolungare la pista di scorrimento, fissati mediante saldatura o incollaggio o interferenza meccanica di parti.
5. 5. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che il profilo di detti uno o più elementi di supporto comprende un tratto d'anima centrale e due ali a “V" disposte alle estremità del tratto d'anima, l’angolo tra i lati di ciascuna ala a “V” essendo superiore a 60°.
6. 6. Guida lineare secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto angolo tra i lati di ciascuna ala a "V" è sostanzialmente pari a 90°.
7. 7. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento di supporto rettilineo è realizzato impiegando almeno un materiale termoplastico.
8. 8. Guida lineare secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto materiale termoplastico è un polimero scelto tra poliammidi, policarbonati, ABS e poliuretani termoplastici.
9. 9. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7 o 8, caratterizzata dal fatto che detto elemento di supporto è realizzato per costampaggio impiegando due o più materiali termoplastici.
10. 10. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7, 8 o 9, in cui detto elemento di supporto rettilineo è realizzato per termoformatura o stampaggio ad iniezione.
11. 11. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto elemento di supporto è realizzato impiegando almeno un materiale composito.
12. 12. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento di supporto è realizzato impiegando un materiale composito interno e uno o più materiali termoplastici esterni.
13. 13. Guida lineare secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detto elemento di supporto è realizzato per costampaggio.
14. 14. Guida lineare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che detto elemento di supporto rettilineo è realizzato in materiale metallico.
15. 15. Guida lineare secondo la rivendicazione 14, in cui detto elemento di supporto rettilineo è realizzato per stampaggio o forgiatura.