ITMI20081338A1 - Metodo ed accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o di un bullone - Google Patents

Description

METODO ED ACCESSORIO ELETTRONICO PER IL SERRAGGIO

ANGOLARE DI UN DADO O DI UN BULLONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o di un bullone indipendentemente dalla forma. Come è ormai oggi noto, nonché usuale nella tecnica attuale, per procedere ad un corretto serraggio di un dado o di un bullone non è prassi comune solamente serrare/avvitare il relativo dado o bullone fino a raggiungere un alto livello di carico di chiusura, procedura che potrebbe infatti danneggiare il filetto e non garantire l'omogeneità del carico del componente meccanico tenuto in sede da tale dado o bullone, ma si preferisce serrare/avvitare il relativo dado o bullone fino al raggiungimento di un pre-determinato livello di carico di chiusura e successivamente imporre una particolare rotazione al dado o bullone stesso.

In particolare il valore di tale ultima rotazione è generalmente in funzione del suddetto carico di chiusura pre-determinato.

In altre parole la procedura attualmente usata per il corretto serraggio di un dado o bullone è funzione di una coppia di valori che rispettivamente sono una forza/coppia, espressa in Newton o Newton*metro, ed un angolo, espresso in gradi, e consiste di due fasi distinte in cui la prima ha come scopo serrare il dado o bullone fino ad un determinato carico di serraggio, che equivale al raggiungimento della forza/coppia richiesta per far ruotare ulteriormente il dado o bullone, ed una seconda fase, successiva alla precedente, ha come scopo di imporre una ulteriore particolare rotazione al dado. ;In tal modo secondo la tecnica attuale si ottiene un corretto serraggio che non danneggia il filetto del relativo bullone o dado e garantisce l'omogeneità del carico sul componente meccanico tenuto in sede da tale dado o bullone. ;Da quanto detto in precedenza si evince che la prima fase viene effettuata “in controllo di forza/coppia” mentre la seconda “in controllo di rotazione”. ;Al giorno d’oggi per procedere al suddetto corretto serraggio come descritto sopra sono reperibili sul mercato alcuni diversi dispositivi. ;Una prima tipologia di dispositivi molto diffusi, utilizzati per assolvere la prima fase di serraggio cioè quella effettuata in controllo di forza/coppia, è nota sotto il nome di chiavi “dinamometriche” le quali non sono altro che chiavi di manovra a serraggio controllato che contengono un meccanismo in grado di segnalare il raggiungimento di un determinato valore di forza/coppia impostabile all’inizio dell’operazione di serraggio. ;Solitamente tale segnalazione del raggiungimento del valore di forza/coppia impostato può avvenire in modo meccanico, ad esempio grazie a uno scatto oppure tramite una lancetta che indica il valore istantaneo di serraggio su una scala graduata solitamente in kilogrammetri o Newton*metro nel sistema metrico, oppure in modo elettronico prevedendo delle celle di carico opportunamente distribuite e connesse ad un display di segnalazione/lettura.

Una volta raggiunto tale carico richiesto l’utente, per quanto descritto in precedenza, deve svincolare la chiave dinamometrica ed utilizzare un altro dispositivo per procedere ad imporre la ulteriore rotazione controllata al dado o bullone.

I dispositivi oggi noti atti ad assolvere tale compito sono in generale di tipo meccanico e composti da un goniometro a scala angolare graduata, una base sagomata per far presa sul dado da serrare, un‘estremità di accoppiamento con la chiave, con la quale ruotare il dado, ed un elemento ad asta connesso al goniometro, detto “riferimento”.

Tale ultimo elemento di riferimento ad asta in particolare è mobile in rotazione ad assumere una posizione fissa rispetto all’elemento che si intende fermare con il dado o bullone e funge da origine, o “angolo zero”, per la rotazione ulteriore da effettuare.

Come appare chiaro anche dalla breve descrizione appena fornita, la suddetta ultima fase di rotazione controllata risulta con tali dispositivi molto laboriosa richiedendo molte regolazioni manuali quali il fissaggio corretto dell’asta di “riferimento” e il mantenimento in posizione fissa del goniometro durante la rotazione.

Naturalmente a causa di tali operazioni manuali, nonché per effetto dalla lettura della rotazione richiesta che avviene “a vista” della scala del goniometro la quale necessariamente non può essere ridotta oltre un certo limite di lettura, il corretto serraggio angolare del dado con tali dispositivi meccanici noti non è al giorno d’oggi sempre garantito e rapido.

Per ovviare a tali problemi di corretto serraggio angolare sono oggi sono disponibili sul mercato chiavi elettroniche dinamometriche le quali incorporano al loro interno dei sensori, quali giroscopi, in grado di fornire un indicazione molto precisa della rotazione che si sta imprimendo al dado in modo da svolgere con un unico attrezzo le due fasi delle serraggio da effettuare.

In altre parole tali chiavi elettroniche dinamometriche sono in gado di effettuare sia un controllo della forza/coppia generata che della rotazione che si sta imponendo al dado o bullone.

Tuttavia anche tali dispositivi, che raggiungono un’alta precisione di serraggio, presentano alcuni inconvenienti quali un difficile e non intuitivo utilizzo.

Infatti tali chiavi elettroniche dinamometriche, oltre ad essere assai costose, necessitano di molte impostazioni iniziali da immettere nella chiave stessa che, se impostate in modo scorretto, portano necessariamente ad un serraggio diverso da quello richiesto.

Altro svantaggio, legato a quello precedente, è che tali chiavi risultano difficilmente utilizzabili quando i serraggi devono essere effettuati rapidamente richiedendo tali chiavi necessariamente un tempo non indifferente di settaggio da effettuare prima delle operazioni di serraggio.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo è quello di realizzare un metodo ed un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone che non danneggi il filetto del relativo bullone o dado e che garantisca l'omogeneità del carico del componente meccanico tenuto in sede da tale dado o bullone.

Ancora un altro scopo è quello di poter avere un metodo ed un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone che consenta di ruotare il dado in modo molto preciso.

Altro scopo è quello di realizzare un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone che sia facile e di rapido utilizzo.

Ancora un altro scopo è quello di poter avere un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone che sia utilizzabile dalle comuni chiavi dinamometriche oggi note e qualsiasi altro strumento di manovra (chiavi, cricchetti, accessori ecc).

Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un metodo ed un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone come esposto rispettivamente nelle rivendicazioni 9 e 1.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni successive.

Le caratteristiche ed i vantaggi di un metodo e di un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

la figura 1 è una vista prospettica di un esempio realizzativo di un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado e o un bullone secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista dall’alto dell’accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado e o un bullone di figura 1; e

la figura 3 mostra le fasi funzionamento dell’accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado e o un bullone secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure 1 e 2, viene mostrato con 10 un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone secondo la presente invenzione. Tale accessorio elettronico 10 comprende una porzione inferiore 12, di accoppiamento con il dado o bullone che si intende serrare, ed una porzione superiore 11 di accoppiamento con la chiave che si intende utilizzare per ruotare il suddetto dado o bullone.

Per garantire un saldo accoppiamento sia con il dado o bullone da serrare che con la chiave che si intende usare per il serraggio, le suddette porzioni inferiori e superiori 12, 11 possono comprendere porzioni sagomate in modo complementare all’elemento al quale sono destinate a collegarsi.

Ad esempio, secondo quanto sopra, tali porzioni inferiori e superiori 12, 11 posso prevedere delle cavità, accoppiamento di tipo “femmina”, o delle sporgenze, accoppiamento di tipo “maschio”, opportunamente sagomate.

Naturalmente si prevedono varie dimensioni di tali porzioni inferiori e superiori 12, 11 e/o comunque viene consentito l’utilizzo di elementi adattatori da accoppiarsi alle suddette porzioni inferiori e superiori 12, 11 in modo da rendere l’accessorio 10 di tipo universale adatto ad ogni tipo di dado o bullone nonché ad ogni chiave oggi esistente.

Come visibile in figura 1 secondo la presente invenzione le suddette porzioni inferiori e superiori 12, 11 sono porzioni a sviluppo longitudinale allineate lungo un asse A e, se non realizzate di pezzo, sono opportunamente connesse fra di loro in modo tale che agendo in rotazione sulla porzione superiore 11 si procede ad imporre una rotazione equivalente alla porzione inferiore 12 e quindi al dado o bullone che si intende serrare.

L’accessorio elettronico 10 inoltre comprende un sensore elettronico, quale un giroscopio o un accelerometro o altro, in grado di misurare la rotazione della porzione superiore 11 attorno al suddetto asse A che viene impressa dall’utente per mezzo della chiave.

Come detto tale rotazione corrisponde anche alla rotazione che la porzione inferiore 12 impone al relativo dado o bullone.

In tal modo l’accessorio elettronico 10 realizza un monitoraggio continuo del suo spostamento rotatorio e del relativo dado o bullone.

Secondo l’invenzione si prevede la presenza di mezzi elettronici per l’impostazione, e o eventualmente anche la sua memorizzazione, di un angolo “obbiettivo” il quale rappresenta la rotazione che si intende imprimere al relativo dado o bullone durante l’operazione di serraggio angolare che si vuole intraprendere.

Inoltre sono previsti mezzi elettronici segnalatori, di tipo visivo e/o sonoro e/o tattile, quali dispositivi di emissione di un segnale luminoso/visivo 21, 21’, come i led mostrati nelle figure 1 e 2, e/o dispositivi vibranti e/o di emissione di un segnale sonoro.

In generale tali mezzi elettronici segnalatori provvedono a segnalare durante il serraggio angolare il raggiungimento del suddetto angolo di rotazione “obbiettivo” preimpostato.

In particolare secondo una realizzazione preferenziale si prevede che tali mezzi elettronici segnalatori possano iniziare ad emettere un segnale anche prima del raggiungimento dell’angolo obiettivo, ovvero durante il suo avvicinamento.

Ad esempio si può prevedere che con un angolo obiettivo di 100° tali mezzi inizino ad emettere un segnale, ad esempio del tipo crescente, al superamento di 80° gradi di rotazione.

In tal caso il segnale avrà una modularità differente, generalmente crescente e diversa dal segnale di raggiungimento dell'obiettivo, in modo tale da indicare in modo chiaro l’avvicinamento e il raggiungimento all'obiettivo.

Le sopra citate segnalazioni avvengono grazie alla connessione presente fra il sensore elettronico di misura della rotazione, i mezzi elettronici segnalatori ed un processore che procede a confrontare in continuo la misura rilevata dal sensore elettronico durante la rotazione dell’accessorio elettronico 10 attorno all’asse A e l’angolo “obbiettivo” preimpostato.

Secondo una realizzazione preferenziale il suddetto sensore elettronico comprende mezzi di misura della velocità di rotazione imposta alla porzione superiore attorno all’asse A, che come detto è la medesima impressa al dado o bullone che intende serrare, nonché mezzi di integrazione in funzione del tempo istante per istante della velocità misurata, quale il suddetto microprocessore, in modo tale da ottenere un controllo in continuo della rotazione dell’accessorio elettronico 10.

Come detto in precedenza quindi dell’accessorio elettronico 10 fornisce un indicazione all’utente, di tipo visivo e/o sonoro e/o tattile, di quando durante la rotazione del dado o bullone ci si approssima fino a raggiungere l’angolo “obbiettivo” preimpostato.

Per consentire la variazione di volta in volta il valore del suddetto angolo “obbiettivo” preimpostato, che infatti può variare da dado a dado nonché in funzione del carico di serraggio raggiunto nella fase precedente di serraggio a carico controllato, si prevedono mezzi elettronici di azzeramento dell’angolo “obbiettivo” per permettere una nuova rapida impostazione dello stesso.

Come visibile nelle figure 1 e 2 l’accessorio elettronico 10 comprende una struttura di contenimento 20, generalmente in plastica e di minimo ingombro disposta radialmente ad anello fra le porzioni inferiore e superiore 11, 12, in cui nella struttura di contenimento 20 vengono alloggiati il sensore di misura, il microprocessore nonché una batteria, eventualmente ricaricabile, per l’alimentazione di tutti i dispositivi elettronici presenti nell’invenzione.

Come visibile in figura 2 la sopra citata struttura di contenimento 20 è superiormente provvista di un display 17 il quale può fornire un’indicazione sia dell’angolo di rotazione “obiettivo” preimpostato che dell’angolo di rotazione misurato in continuo dal sensore durante la rotazione impressa alla porzione superiore 11 attorno all’asse A.

Secondo una realizzazione preferenziale il suddetto display, oltre all’angolo “obiettivo” preimpostato e all’angolo di rotazione misurato in continuo, può fornire anche un’indicazione del massimo angolo di rotazione raggiunto durante il serraggio.

Tale aspetto risulta importate nel caso in cui si superi l’angolo obbiettivo e si proceda successivamente ad una rotazione contraria.

Ad esempio, dopo avere impostato l’angolo obbiettivo a 100°, nel caso in cui si ecceda nella rotazione fino a 110° dopo aver recuperato la rotazione eccessiva tornando indietro il display indicherà l’angolo obiettivo 100°, la posizione attuale inferiore di 100° e l’angolo massimo raggiunto, ovvero 110°.

In generale si prevede di utilizzare un sensore ed un display tali da consentire di misurare e visualizzare angoli di rotazione maggiori di 360°, senza nessun limite al momento prestabilito.

Sempre nella realizzazione mostrata in figura 2, quali mezzi di regolazione e di azzeramento dell’angolo “obbiettivo” si prevedono rispettivamente due pulsanti di regolazione 14, 15, di cui uno per incrementare e l’altro per diminuire l’angolo “obbiettivo”, ed un pulsante 13, preferibilmente raffigurante il simbolo “0” per l’azzeramento dell’angolo misurato.

Naturalmente, per garantire un risparmio energetico, si prevede anche la presenza di un pulsante di accensione/spegnimento 16 connesso alla batteria e ai dispositivi elettronici dell’accessorio elettronico 10. Risulta del tutto agevole comprendere quale sia il funzionamento del dispositivo oggetto dell’invenzione. Infatti il metodo per il serraggio angolare di un dado e o un bullone tramite l’utilizzo di un accessorio elettronico 10 come sopra descritto comprende le semplici seguenti fasi:

- impostare un angolo di rotazione “obiettivo” tramite i relativi mezzi elettronici di impostazione quali i pulsanti di regolazione 14, 15;

- azzerare lo strumento tramite pulsante 13

- ruotare tramite la chiave la porzione superiore 11 e quindi imporre una rotazione anche al dado o bullone che si intende serrare;

- interrompere la rotazione in corrispondenza del segnale emesso dai mezzi elettronici segnalatori di tipo visivo e/o sonoro e/o tattile, i quali infatti vengono attivati quando la rotazione misurata istante per istante dal sensore elettronico si approssima all’angolo di rotazione “obbiettivo” preimpostato indicando, con l’incremento della frequenza degli impulsi (ottici e acustici) l’avvicinamento all’angolo precedentemente impostato.

Alternativamente è anche possibile procedere a misurare l’angolo di serraggio senza preimpostare un valore angolo “obiettivo”.

In tal caso il metodo comprende le seguenti fasi di: - impostare tramite i relativi mezzi elettronici di impostazione quali i pulsanti di regolazione 14, 15 il valore “zero” dell’angolo “obiettivo”

- azzerare lo strumento tramite pulsante 13

- ruotare tramite la chiave la porzione superiore 11 e quindi imporre una rotazione anche al dado o bullone che si intende serrare leggendo il valore di misurazione d’angolo rilevato.

Naturalmente tale metodo per il serraggio angolare di un dado e o un bullone tramite l’accessorio elettronico 10 comprende anche una fase preliminare, oltre all’accensione dell’accessorio elettronico 10 stesso, di accoppiare la chiave alla porzione superiore 11 e la porzione inferiore 12 al dado o al bullone; una fase intermedia di lettura sul display dell’andamento della rotazione impressa tramite la chiave; e una fase finale, oltre allo spegnimento dell’accessorio elettronico 10 stesso, di liberare la chiave dalla porzione superiore 11 e la porzione inferiore 12 dal dado o dal bullone.

Ultimate tale fasi si può procedere a serrare un nuovo dado o bullone ripetendo la sequenza delle fasi sopra riportate eventualmente azzerando ed impostando un nuovo angolo “obbiettivo”.

Si è così visto che un metodo ed un accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati.

Infatti l’accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o di un bullone secondo la presente invenzione risulta di facile, intuitivo e rapido utilizzo, consente di ruotare il dado in modo molto preciso ed è utilizzabile dalle comuni chiavi dinamometriche, e non solo, oggi note senza richiedere quindi grossi investimenti economici.

L’accessorio elettronico per il serraggio angolare di un dado o bullone per serraggi angolari della presente invenzione così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le loro dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1) Accessorio elettronico (10) per il serraggio angolare di un dado e o un bullone tramite una chiave comprendente una porzione inferiore (12) di accoppiamento con detto dado o bullone, una porzione superiore (11) di accoppiamento con detta chiave, dette porzioni inferiore e superiore essendo allineate lungo un asse (A), essendo inoltre previsto un sensore elettronico di misura della rotazione di dette porzioni inferiore e superiore attorno a detto asse (A), mezzi elettronici di impostazione di un angolo di rotazione preimpostato e mezzi elettronici segnalatori di tipo visivo e/o sonoro e/o tattile del raggiungimento di detto angolo di rotazione preimpostato durante la rotazione di dette porzioni inferiore e superiore (11, 12) attorno a detto asse (A).
2. 2) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto sensore elettronico comprende mezzi di misura della velocità di rotazione di dette porzioni inferiore e superiore attorno a detto asse (A) mezzi di integrazione in funzione del tempo istante per istante di detta velocità misurata.
3. 3) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di integrazione in funzione del tempo istante per istante di detta velocità misurata sono un microprocessore.
4. 4) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di azzeramento di detto angolo di rotazione preimpostato.
5. 5) Accessorio elettronico (10) secondo una qualunque rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura di contenimento (20) fra dette porzioni inferiore e superiore, in detta struttura di contenimento essendo alloggiato il sensore di misura nonché di una batteria per l’alimentazione di tutti i dispositivi elettronici presenti in detto accessorio elettronico (10).
6. 6) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detta struttura di contenimento è superiormente provvista di un display (17) di lettura di detto angolo di rotazione preimpostato e di detto angolo di rotazione misurato da detto sensore durante la rotazione di dette porzioni inferiore e superiore (11, 12) attorno a detto asse (A).
7. 7) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detta struttura di contenimento è superiormente provvista di un pulsante di azzeramento (13) dell’angolo di lettura, di due pulsanti di regolazione (14, 15) di detto angolo di rotazione preimpostato, ed un pulsante di accensione/spegnimento (16) di detto accessorio elettronico (10).
8. 8) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti mezzi elettronici segnalatori di tipo visivo e/o sonoro e/o tattile del raggiungimento di detto angolo di rotazione preimpostato durante la rotazione di dette porzioni inferiore e superiore (11, 12) attorno a detto asse (A) comprendono mezzi di emissione di un segnale visivo (21, 21’) e/o dei mezzi vibranti e/o mezzi di emissione di un segnale auditivo.
9. 9) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detti mezzi elettronici segnalatori sono anche di segnalazione dell’avvicinamento a detto angolo di rotazione preimpostato durante la rotazione di dette porzioni inferiore e superiore (11, 12) attorno a detto asse (A).
10. 10) Accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detto display (17) è anche di lettura dell’angolo massimo raggiunto durante la rotazione di dette porzioni inferiore e superiore (11, 12) attorno a detto asse (A).
11. 11) Metodo per il serraggio angolare di un dado e o un bullone tramite un accessorio elettronico (10) secondo una qualunque rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - impostare un angolo di rotazione “obbiettivo” tramite detti mezzi elettronici di impostazione; - ruotare tramite detta chiave detta porzione superiore (11) e quindi imporre una rotazione anche a detto dado o bullone che si intende serrare; - interrompere di imprimere detta rotazione in corrispondenza di un segnale emesso da detti mezzi elettronici segnalatori di tipo visivo e/o sonoro e/o tattile, detti mezzi elettronici segnalatori essendo attivati quando detta rotazione misurata istante per istante da detto sensore elettronico raggiunge detto angolo di rotazione “obbiettivo” preimpostato.
12. 12) Metodo per il serraggio angolare di un dado e o un bullone tramite un accessorio elettronico (10) secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto di comprendere la fase preliminari di: - accoppiare detta chiave da detta porzione superiore (11) di detto accessorio elettronico (10) e detta porzione inferiore (12) di con detto dado o detto bullone; la fase intermedia di - monitorare l’andamento dell’angolo di rotazione durante la rotazione di detta chiave. e la fase finale di - liberare detta chiave da detta porzione superiore (11) di detto accessorio elettronico (10) e detta porzione inferiore (12) da detto dado o detto bullone.