ITMI20030222U1 - Elemento reggispinta per una molla sollecitata a compressione inserita in un foro cilindrico - Google Patents

Description

Descrizione del trovato che ha per titolo:

“Elemento reggispinta per una molla sollecitata a compressione inserita in un foro cilindrico"

Il presente trovato riguarda un elemento reggispinta per una molla sollecitata a compressione inserita in un foro cilindrico, che, opportunamente ancorato alle pareti del foro stesso, svolge la funzione di supporto per una estremità della molla, così da contrastare la forza esercitata dalla molla stessa quando questa è soggetta ad un dato carico, ed altresì eventualmente regolare il pre-carico che si desidera conferire alla molla.

L'impiego di molle sollecitate a compressione, soprattutto molle di torsione ad elica cilindrica, in stampi e matrici per lavorazioni plastiche o di fonderia di materiali metallici o sintetici, opportunamente inserite in fori ricavati negli stessi stampi o matrici, costituisce tecnica assai comune quando lo stampo o la matrice deve possedere parti mobili, come ad esempio degli espulsori, o parti cedevoli.

Le molle sollecitate a compressione, inserite nei fori dello stampo, presentano solitamente una estremità operativamente collegata alla porzione dello stampo che trasmette il carico di lavoro alla molla, mentre l'altra estremità viene trattenuta da un opportuno elemento reggispinta che, ancorato solitamente grazie a mezzi di fissaggio del tipo a vite e madrevite alle pareti del foro, deve contrastare la compressione a cui la molla può essere soggetta.

Tali elementi reggispinta sono solitamente costituiti da una vite senza testa, o grano, avvitabile in una filettatura opportunamente ricavata sulle pareti del foro di alloggiamento della molla, in corrispondenza della sezione di ingresso dello stesso foro. La vite senza testa ha diametro esterno di dimensioni sufficienti a trattenere la molla sollecitata a compressione in corrispondenza di una sua estremità, e la filettatura realizzata entro il foro è solitamente estesa solo per un tratto sufficiente a garantire il corretto accoppiamento con la vite, senza però interferire con la molla sollecitata a compressione.

Inoltre, l’angolo di avvitamento della vite senza testa (grano) entro la filettatura del foro, ovvero la distanza che l'estremità a contatto con la molla raggiunge rispetto alla sezione di ingresso del foro, determina l'eventuale pre-carico a cui la molla sollecitata a compressione può essere assoggettata prima del suo utilizzo. Avvitando o svitando il grano entro il foro, eventualmente anche internamente al foro, grazie all'assenza nell'elemento reggispinta di una testa, si può infatti variare la compressione iniziale della molla sollecitata, e quindi variare le condizioni operative di impiego della molla stessa.

L'utilizzo di viti senza testa entro appositi fori ricavati in uno stampo, pur consentendo una certa libertà nella progettazione di quest’ultimo grazie alle ridotte dimensioni di tali viti e pur permettendo una semplice regolazione del precarico delle molle, si rivela però poco affidabile e di scarsa precisione durante l'impiego lavorativo.

Infatti, durante l'uso, le sollecitazioni torsionali, ma anche a flessione, a cui la molla è sottoposta, comportano la trasmissione di una coppia, normalmente variabile nel tempo, al gambo filettato del grano, coppia che tende a provocare lo svitamento del grano stesso dalla filettatura del foro. Ciò può determinare, quando lo svitamento è completo, la perdita dell'accoppiamento grano-foro, con conseguente venir meno della operatività della molla ed eventuali gravi danni allo stampo, o meno gravemente, quando lo svitamento non è completo, la diminuzione del precarico desiderato sulla molla, con conseguente degrado delle prestazioni della molla stessa.

Inoltre, sebbene la regolazione della profondità di avvitamento del grano sia semplificata dall'assenza della testa, la mancanza di un riscontro di fine avvitamento implica che sia difficile ottenere l’esatto pre-carico della molla stabilito in fase di progetto, con conseguenti possibili diminuzioni della durata della molla. Pre-carichi eccessivi, infatti, possono rendere interiore la durata della molla a causa della maggior fatica a cui quest' ultima risulta sottoposta.

Per risolvere gli inconvenienti legati al progressivo svitamento del grano, si ricorre generalmente all’impiego di collanti (definiti "frena filetti") o di nastri in teflon interposti tra vite e madrevite che contribuiscono, almeno in parte, ad impedire tale svitamento dovuto all’azione della molla, ma rendono estremamente difficili, ed a volte impediscono, eventuali ulteriori regolazioni del pre-carico, nonché lo svitamento del grano per la manutenzione dello stampo.

Per risolvere invece il problema della difficoltà di precisa impostazione del pre-carico sulla molla, è stato proposto di impiegare un grano avente diametro superiore al diametro della molla, e quindi superiore al diametro del foro di alloggiamento di quest'ultima, e di realizzare la filettatura nel foro per la molla solo per un tratto sufficiente ad ottenere, quando il grano è avvitato del tutto, il pre-carico desiderato.

Tale soluzione, tuttavia, comporta una certa difficoltà di realizzazione e di montaggio e prevede un preciso dimensionamento dei fori per impedire il verificarsi di eventuali disallineamenti tra molla e grano, disallineamenti che possono aumentare l’inconveniente dello svitamento del grano stesso.

In alternativa a quest'ultima soluzione è altresì tecnica nota impiegare, come elemento reggispinta per le molle di uno stampo, una piastra opportunamente sagomata che, vincolata allo stampo stesso, si impegna con una o più molle disposte entro i rispettivi fori, al fine di conferire loro il pre-carico desiderato. Questa soluzione, pur efficace, comporta però una notevole complessità di realizzazione, e quindi un costo non trascurabile, ed una certa difficoltà di montaggio e smontaggio, a causa del fatto che la piastra sagomata è vincolata allo stampo e solitamente interessa più fori con relative molle pre-caricate.

È uno scopo del presente trovato, realizzare un elemento reggispinta per una molla sollecitata a compressione posta entro un foro cilindrico che risolva gli inconvenienti sopra menzionati della tecnica nota.

Un altro scopo del presente trovato è quello di fornire un elemento reggispinta che sia compatto, semplice da produrre e che nel contempo risulti estremamente affidabile e di semplice regolazione.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di ottenere un elemento reggispinta del tipo dotato di filettatura, utilizzabile con diverse tipologie di molla sollecitate a compressione, che consenta di ottenere e mantenere nel tempo il pre-carico desiderato su tali molle.

Questi ed altri scopi sono raggiunti dall’elemento reggispinta secondo la prima rivendicazione indipendente e le successive rivendicazioni dipendenti.

Secondo il presente trovato, l'elemento reggispinta per una molla sollecitata a compressione inserita in un foro di guida, in cui il foro di guida presenta almeno una porzione filettata cilindrica, comprende un gambo filettato avvitabile nella porzione filettata del foro di guida ed una testa solidale ad una estremità del gambo filettato. La testa filettata presenta in pianta almeno una dimensione, o un diametro, superiore al diametro esterno del gambo filettato.

La presenza di una testa avente dimensioni anche solo leggermente superiori (preferibilmente nell'ordine del 5%-15%) al diametro esterno del gambo, ovvero al diametro massimo della filettatura, comporta l'ottenimento di una superficie di battuta della testa sullo stampo o sulla matrice che, grazie all’attrito, impedisce, o riduce, lo svitamento dello stesso elemento reggispinta.

Inoltre, quando la testa dell'elemento reggispinta, secondo un aspetto preferito del presente trovato, è svasata con rastremazione rivolta verso il gambo filettato, la realizzazione del foro di alloggiamento per la molla e per l’elemento reggispinta, come si vedrà, è particolarmente semplice e l'accoppiamento ottenuto tra foro filettato ed elemento reggispinta si è rivelato particolarmente stabile.

Secondo un altro aspetto preferito del presente trovato, l'elemento reggispinta comprende, assialmente, una cavità che si apre in corrispondenza della estremità del gambo filettato non impegnata dalla suddetta testa.

Tale cavità, che presenta dimensioni, o diametro, superiori al diametro esterno della molla sollecitata a compressione, ha la funzione di alloggiare l’estremità della molla stessa, nel caso in cui sia opportuno utilizzare molle di lunghezza elevata che solitamente presentano, a parità di carico e di compressione della molla, una vita utile sostanzialmente superiore a molle di lunghezza ridotta.

Secondo un aspetto preferito del presente trovato, infine, la testa dell’elemento reggispinta per la molla presenta un alloggiamento prismatico a sezione poligonale, ad esempio a stella o ad esagono, per l’avvitamento dello stesso elemento reggispinta, che risulta comunicante con la suddetta cavità di parziale inserimento per la molla.

La presenza di tale alloggiamento prismatico comunicante con la cavità per la molla, ricavata nel gambo filettato dell’elemento reggispinta, e quindi comunicante con il foro entro cui è posta la stessa molla, consente il passaggio di residui di lavorazione, quali polveri, oli, ecc., dal foro per la molla verso l’esterno dello stampo, in modo che questi residui non ostacolino il funzionamento della molla stessa.

Verrà di seguito illustrata una forma di realizzazione preferita del presente trovato, a titolo solamente esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle figure allegate, in cui:

la figura 1 è una vista laterale di un elemento reggispinta secondo una particolare forma di realizzazione del presente trovato;

la figura 2 è una vista in sezione laterale dell'elemento reggispinta di figura 1;

la figura 3 è una vista dall'alto dell'elemento reggispinta delle figure 1 e 2; e

la figura 4 rappresenta due viste in sezione affiancate, l’una con la molla, l'altra senza, di un esempio di utilizzazione dell’elemento reggispinta secondo il trovato delle figure precedenti.

Con riferimento alle figure allegate, l’elemento reggispinta 1 per una molla 2 sollecitata a compressione ed inserita in un foro 3 di guida comprende, in modo generale secondo il presente trovato, un gambo 7 avente una filettatura 11, atta ad impegnarsi in una porzione filettata cilindrica 5 del foro 3, ed una estremità 12 che può essere accoppiata all'estremità libera della stessa molla 2.

In corrispondenza dell'estremità del gambo 7 opposta alla molla 2, che può essere ad esempio una molla di torsione ad elica cilindrica o una molla polimerica a barra, l’elemento reggispinta 1 comprende vantaggiosamente una testa 8 avente diametro D, o almeno una sua dimensione nel caso in cui la testa 8 non abbia sezione circolare, superiore al diametro esterno d del gambo 7, ovvero superiore al diametro della filettatura 11.

L'appoggio che si verifica tra la superficie inferiore della testa 8 e il bordo esterno del foro 3, realizzato nelle figure allegate in uno stampo o matrice 4 per lavorazioni plastiche o di fonderia di materiali metallici o sintetici, contribuisce ad impedire o a limitare la rotazione dell'elemento reggispinta 1 indotta dalla molla 2, grazie all'attrito che si sviluppa tra testa 8 e stampo 4 quando lo stesso elemento reggispinta 1 è serrato entro il foro 3 fino a raggiungere il massimo avvitamento possibile.

Per agevolare tale serraggio, inoltre, il foro 3 per la molla 2 può essere sagomato mediante la realizzazione di una sede superiore atta ad alloggiare a scomparsa la testa 8. Ovvero, il foro 3 può, e preferibilmente deve, comprendere una porzione di estremità superiore avente diametro, nel caso in cui la testa 8 abbia sezione circolare, sufficiente a contenere a scomparsa tale testa 8.

Inoltre, la testa 8, andando in battuta sul bordo del foro 3, garantisce che l'inserimento dell'elemento reggispinta 1 entro lo stesso foro 3 sia determinato in modo preciso, permettendo così di ottenere costantemente sulla molla 2 l’eventuale pre-carico desiderato.

Vantaggiosamente, la Richiedente ha inoltre constatato che quando il diametro esterno D, o la dimensione maggiore, della testa 8 è superiore di una quantità compresa tra il 5% ed il 15% del diametro esterno d del gambo filettato 7, si ottiene un ottimo compromesso tra esigenze di resistenza alla rotazione dell'elemento 1 indotte dalla molla 2 e di contenimento delle dimensioni in pianta di tale elemento reggispinta 1, che agevolano la progettazione dello stampo 4.

Al contrario di quanto si potrebbe supporre, le dimensioni della testa 8, solo leggermente superiori alle dimensioni del gambo 7, e non riscontrabili nelle viti in commercio, sono sufficienti a contrastare le sollecitazioni indotte dalla molla 2 sul gambo 7.

Nella forma di realizzazione preferita del trovato mostrata nelle figure 1-3, in particolare, la testa 8 è altresì vantaggiosamente svasata con rastremazione diretta verso il gambo filettato 7 e con diametro [o dimensione) maggiore D, in pianta, superiore al diametro esterno d dello stesso gambo 7. La svasatura della testa 8 può opportunamente essere di tipo tronco-conico, e in questo caso il diametro D è superiore al diametro d del gambo 7.

La svasatura, pur comportando la realizzazione di una corrispondente sede rastremata 6 in corrispondenza della estremità superiore del foro 3, è particolarmente vantaggiosa perché impedisce in modo molto efficace la rotazione dell’elemento reggispinta 1 e nel contempo minimizza le dimensioni in pianta della stessa testa 8.

Inoltre, la realizzazione della sede rastremata 6, in questo caso troncoconica, all'imbocco del foro 3 è una operazione tecnologicamente semplice che viene effettuata comunemente, anche nel caso di un tradizionale utilizzo di grani quali elementi reggispinta, allo scopo di costituire un invito per tali grani.

In una forma di realizzazione preferita di tale testa svasata 8, l’angolo sotteso dalle pareti laterali della svasatura è pari a 90°, angolo che consente una semplice realizzazione di tale testa 8.

Secondo un aspetto particolarmente vantaggioso del presente trovato, l'elemento reggispinta 1 comprende inoltre una cavità 9 ricavata nel gambo filettato 7 e destinata ad impegnarsi, qualora ciò sia necessario, con un tratto di estremità della molla 2, oppure a costituire un canale di passaggio per eventuali residui di lavorazione verso l’esterno, come si vedrà nel seguito, nel caso in cui la cavità 9 risulti essere una cavità passante entro lo stesso elemento reggispinta 1 .

La cavità 9 può inoltre essere opportunamente cilindrica ed avere asse coincidente o parallelo con l'asse del gambo filettato 7, come mostrato nelle figure 1 e 2, in modo tale da poter accogliere una molla sollecitata a compressione a sviluppo cilindrico, quale ad esempio la molla di torsione ad elica cilindrica 2 rappresentata nelle figure allegate. In quest'ultimo caso, inoltre, la sezione della cavità cilindrica 9 è opportunamente circolare.

La presenza della cavità 9 entro il gambo filettato 8 consente all'operatore di utilizzare molle 2 di lunghezza assiale maggiore entro il foro 3, che, come noto nel settore, dimostrano una maggior vita utile, a parità di condizioni operative, di corrispondenti molle con lunghezza inferiore.

La cavità 9, opportunamente dimensionata, può alternativamente permettere sia l'utilizzo di molle 2 di lunghezza inferiore e diametro esterno superiore a quello della stessa cavità 9, che si appoggiano sull’estremità 12 del gambo 7, sia l'utilizzo di molle 2 di lunghezza maggiore e diametro esterno inferiore a quello della cavità 9, che invece possono essere inserite in quest'ultima.

Nel caso di appoggio della molla 2 all'estremità 12 del gambo 7, e qualora la molla 2 sia una molla di torsione ad elica cilindrica, è inoltre opportuno, al fine di garantire un appoggio ottimale tra molla 2 ed estremità 12 del gambo filettato 7, che lo spessore delle pareti esterne della cavità 9 sia maggiore o uguale al diametro, nel caso di filo a sezione circolare, o alla dimensione massima, nel caso di filo a sezione rettangolare, della molla ad elica cilindrica 2.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, la testa 8 comprende un alloggiamento prismatico 10 a sezione poligonale, ad esempio a stella o esagonale, che consente all’operatore di serrare, mediante una corrispondente chiave, l’elemento reggispinta 1 entro il foro 3, avvitando la filettatura 11 del gambo 7 entro la madrevite 5 del foro 3.

In modo estremamente vantaggioso, nel caso in cui sia presente la summenzionata cavità 9 ricavata in corrispondenza dell’estremità 12 del gambo 7, l’alloggiamento prismatico 10 può essere comunicante con la stessa cavità 9, così da realizzare un unico foro passante. In questo modo, eventuali residui di lavorazione, quali polveri, oli lubrificanti, particelle metalliche o plastiche, sporcizia, ecc., che normalmente entrano nel foro 3, possono passare attraverso la cavità 9 e l’alloggiamento 10 e da qui fuoriuscire all’esterno, senza occludere il foro 3 o comunque interferire con il normale funzionamento della molla 2.

Nella realizzazione delle figure allegate, le dimensioni della sezione della cavità cilindrica 9, necessarie all’alloggiamento della molla ad elica cilindrica 2, sono sensibilmente diverse dalle dimensioni della sezione dell’alloggiamento prismatico 10, essendo le dimensioni di quest’ultimo ben inferiori a quelle della sezione, in questo caso circolare, della cavità 9.

L’alloggiamento prismatico 10, infine, può avere sezione esagonale per una miglior compatibilità con le chiavi di serraggio, o brugole, disponibili in commercio.

La figura 4 rappresenta una vantaggiosa modalità di utilizzo degli elementi reggispinta, nella loro particolare forma realizzativa sopra descritta, in cui due elementi 1, 1 ’, ciascuno dei quali è dotato di una cavità 9, 9’ e di un alloggiamento 10, 10’ collegati tra loro a definire un foro passante esteso assialmente lungo il gambo 7, 7’ e la testa 8, 8', vengono disposti ad entrambe le estremità di un foro 3 realizzato in uno stampo 4.

Il foro 3 è, in questo caso, interamente dotato di filettatura 5 per consentire l'avvitamento delle corrispondenti filettature 11, 1 Γ dei due elementi reggispinta 1, 1 ', ma tale foro 3 potrebbe in alternativa presentare due soli tratti filettati in corrispondenza delle sue due estremità.

La funzione esercitata dal primo elemento reggispinta 1 , come sopra indicato, è quella di contrastare la molla 2, fungendo da appoggio per una sua estremità quando tale molla 2 è sollecitata a compressione durante il funzionamento, e di regolarne eventualmente il pre-carico.

Il secondo elemento reggispinta 1 ' costituisce invece un elemento di guida ed un riscontro di fondo-corsa per uno stantuffo 13, collegato all'altra estremità della molla 2 tramite un perno 14, che trasmette il carico di lavoro, durante il funzionamento, alla molla 2 stessa.

L’impiego di un elemento reggispinta 1 ' anche in corrispondenza dell'estremità del foro 3 in cui si verifica l'accoppiamento della molla 2 con lo stantuffo 13, sostituisce la realizzazione di un foro passante di diametro pari allo stelo dello stesso stantuffo 13 e permette di poter accedere, ad esempio per compiere una manutenzione completa, anche a tale estremità del foro 3, semplicemente svitando l’elemento Γ.

Inoltre, la configurazione esagonale della sezione dell’alloggiamento 10', ovviamente di dimensioni sufficienti a consentire il passaggio e lo scorrimento dello stelo dello stantuffo 13, si è rivelata essere particolarmente utile per guidare lo stesso stelo lungo la corretta direzione rettilinea di scorrimento, durante la traslazione dello stantuffo 13.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento reggispinta (1) per una molla (2) sollecitata a compressione inserita in un foro di guida (3), detto foro di guida (3) avendo almeno una porzione filettata cilindrica (5), del tipo comprendente un gambo filettato (7) avvitabile in detta porzione filettata (5) del foro di guida, caratterizzato dal fatto di comprendere una testa (8) solidale ad una estremità di detto gambo filettato (7), detta testa (8) presentando in pianta almeno una dimensione, o un diametro, superiore al diametro esterno del gambo filettato (7).
2. 2. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una dimensione, o diametro, è superiore di una quantità compresa tra il 5% e il 15% del diametro esterno di detto gambo filettato (7).
3. 3. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta testa (8) è svasata con rastremazione diretta verso il gambo filettato (7).
4. 4. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto detta testa (8) è tronco-conica e che almeno il diametro maggiore (D) di detta testa (8) è superiore al diametro esterno (d) di detto gambo filettato (7).
5. 5. Elemento reggispinta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 o 4, caratterizzato dal fatto che l’angolo sotteso dalla svasatura di detta testa è pari sostanzialmente a 90°.
6. 6. Elemento reggispinta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gambo filettato (7) comprende una cavità (9) che si apre in corrispondenza della sua estremità non impegnata da detta testa (8).
7. 7. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 6, in cui detta cavità (9) è cilindrica e si sviluppa lungo l’asse di detto gambo filettato (7).
8. 8. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 7, in cui detta cavità cilindrica (9) è a sezione circolare.
9. 9. Elemento reggispinta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui detta molla sollecitata a compressione è una molla di torsione ad elica cilindrica (2), caratterizzato dal fatto che le dimensioni o il diametro interno di detta cavità (9) è minore del diametro esterno di detta molla (2).
10. 10. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che lo spessore delle pareti che definiscono detta cavità (9) è maggiore del diametro, o della dimensione maggiore, del filo che costituisce detta molla di torsione ad elica cilindrica (2).
11. 11. Elemento reggispinta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che le dimensioni, o il diametro, di detta cavità (9) sono superiori al diametro esterno di detta molla (2) sollecitata a compressione.
12. 12. Elemento reggispinta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta testa comprende un alloggiamento prismatico (10) a sezione poligonale.
13. 13. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 12 in combinazione con una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 11, caratterizzato dal fatto che detto alloggiamento prismatico (10) a sezione poligonale è comunicante con detta cavità (9).
14. 14. Elemento reggispinta secondo la rivendicazione 13, in cui il diametro del cerchio circoscrivibile alla sezione poligonale di detto alloggiamento prismatico (10) è differente rispetto ad almeno una dimensione, o diametro, che detta cavità (9) presenta in corrispondenza della regione di intersezione di detto alloggiamento prismatico (10) con detta cavità (9).
15. 15. Elemento reggispinta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui detta sezione poligonale (10) è esagonale.