ITMI20091573A1 - Ruota dotata di sistema frenante - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo:

“RUOTA DOTATA DI SISTEMA FRENANTE”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda, in generale, una ruota associabile ad una struttura da movimentare. Nello specifico, la presente invenzione riguarda una ruota, particolarmente per tavolo operatorio, dotata di sistema frenante.

Un tavolo operatorio è tradizionalmente provvisto di ruote, unidirezionali oppure orientabili, atte a consentirne lo spostamento all’interno e fuori dalla camera operatoria.

Durante lo svolgimento di un intervento chirurgico, è, tuttavia, necessario mantenere il tavolo operatorio completamente fermo per consentire al chirurgo la massima precisione di manovra onde evitare danni al paziente che subisce l’intervento. A tal fine, le ruote del tavolo operatorio sono dotate di un sistema frenante di tipo meccanico, ad esempio un sistema frenante a frizione, a dentatura o simili.

I sistemi frenanti meccanici di tipo noto presentano alcuni inconvenienti. Essi, infatti, bloccano la ruota mantenendola sempre a contatto con il pavimento. Ciò implica che, in presenza di forti sollecitazioni applicate al tavolo operatorio, ad esempio durante manovre quali l’apertura dello sterno nel corso di un intervento a cuore aperto, la ruota può compiere piccoli spostamenti a causa dei giochi insiti nei sistemi di blocco meccanico.

Tali spostamenti, anche di piccola entità, della ruota bloccata sono indesiderabili, dal momento che potrebbero causare fastidio al chirurgo che opera sul tavolo operatorio, ad esempio compromettendone la precisione di manovra, e, nei casi peggiori, danni al paziente steso sul tavolo operatorio.

Inoltre, se il tavolo operatorio rimane fermo per un periodo di tempo prolungato, ed in presenza di forti carichi su di esso, le ruote, che sono tipicamente realizzate in materiale plastico morbido, tendono ad ovalizzarsi, compromettendo, dunque, la stabilità del tavolo, quando fermo, nonché la sua capacità di spostamento, quando in movimento.

Occorre precisare che, sebbene nella presente descrizione si faccia riferimento ad un tavolo operatorio, la ruota con sistema frenante secondo l’invenzione può essere applicata ad una qualsiasi adatta struttura da movimentare.

Scopo principale della presente invenzione è, dunque, quello di fornire una ruota dotata di sistema frenante, la quale sia in grado di eliminare, o quantomeno ridurre, gli convenienti sopra lamentati con riferimento alle ruote con sistema frenante meccanico note allo stato della tecnica.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire una ruota dotata di un sistema frenante, che risulti di semplice realizzazione ed ottenibile a costi di produzione competitivi.

Questi ed altri scopi, che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti in accordo all’invenzione con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.

Secondo l’invenzione si fornisce, dunque, una ruota associabile ad una struttura da movimentare comprendente un corpo ruota portato da una forcella, mezzi di accoppiamento tra la ruota e la struttura da movimentare ed un sistema frenante associabile a detti mezzi di accoppiamento. La ruota si caratterizza per il fatto che il sistema frenante comprende un piedino di appoggio e mezzi di comando del piedino di appoggio tra una posizione di riposo o sollevata, in cui il piedino di appoggio risulta staccato dal pavimento ed il corpo ruota mobile sul pavimento, ed una posizione di lavoro o abbassata, in cui il piedino di appoggio è a contatto con il pavimento e la ruota leggermente sollevata rispetto ad esso, così da risultare frenata.

Aspetti vantaggiosi dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa, e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui:

la Figura 1 è una vista in pianta dall’alto di una ruota secondo l’invenzione; la Figura 2 è una vista frontale con parti asportate e parzialmente in sezione della ruota di Figura 1;

la Figura 3 è una vista laterale, con parti asportate e parzialmente in sezione, della ruota di Figura 1, che mostra il sistema frenante in posizione di riposo o staccato dal pavimento;

la Figura 4 è una vista laterale, simile a quella di Figura 3, in cui il sistema frenante è illustrato in posizione di lavoro o a contatto con il pavimento;

la Figura 5 è una vista laterale in scala ingrandita di un particolare del sistema frenante della ruota di Figura 1; e

la Figura 6 è una vista in pianta dall’alto in scala ingrandita del particolare di Figura 5.

Negli uniti disegni, parti o componenti uguali o simili vengono indicati con gli stessi numeri di riferimento.

Con riferimento alle Figure 1 e 2, una ruota secondo l’invenzione, indicata in generale con il numero di riferimento 10, comprende un corpo ruota 12 portato da una forcella 14.

In particolare, il corpo ruota 12 comprende una coppia di flange 11, libere o folli, preferibilmente ottenute per stampaggio di un adatto materiale plastico antiurto, ad esempio poliammide. Ciascuna flangia 11 è dotata di un mozzo 16 e di una sporgenza circonferenziale 17, la quale funge da mezzo di ancoraggio per un anello battistrada 13.

Preferibilmente, l’anello battistrada 13 è ottenuto per stampaggio di un’adatta mescola poliuretanica antiabrasiva ed antiurto, il che garantisce una lunga durata di funzionamento della ruota 10 anche nelle condizioni più sfavorevoli di impiego su cemento, asfalto e pavimenti sconnessi. Inoltre, l’anello battistrada 13 presenta buone caratteristiche antiattrito, onde facilitare lo scivolamento della ruota 10 sul pavimento.

Vantaggiosamente, la compatibilità molecolare della mescola poliuretanica dell’anello battistrada 13 con la poliammide della flangia 11, unitamente al sistema di ancoraggio meccanico tra anello battistrada 13 e flangia 11, garantisce una struttura del corpo ruota 12 molto compatta e con un’ottima tenuta sotto forti carichi, il che evita lo "scarrellamento" dell’anello battistrada 13 anche in presenza di urti laterali accidentali.

Sulla superficie esterna di ciascuna flangia 11 è, inoltre, ricavata una sede 15 atta ad accogliere un parafili 18, avente la funzione di evitare l’attorcigliarsi di fili o altre sporcizie. Il montaggio del parafili 18 sulla rispettiva flangia 11 avviene mediante mezzi di accoppiamento ad incastro 19, 20 previsti, rispettivamente, nel parafili 18 e nella flangia 11.

La forcella 14 comprende una calotta 21, la quale funge da mezzo di protezione antipolvere ed antiurto, un corpo centrale 22, estendentesi verso il basso dalla calotta 21, ed una porzione cilindrica cava 23, ergentesi posteriormente dalla calotta 21.

Preferibilmente, la calotta 21, il corpo centrale 22 e la porzione cilindrica cava 23 della forcella 14 sono realizzate in un pezzo unico per stampaggio di un adatto materiale plastico antiurto, quale ad esempio una fibra poliammidica ad elevato modulo elastico.

Il corpo centrale 22 presenta, a sua volta, un assale 24, sul quale viene montato, tramite un rispettivo cuscinetto a sfera 25 ed una vite di bloccaggio 26, il mozzo 16 di ciascuna flangia 11 del corpo ruota 12. Ne deriva che, in uso, le flange 11 risultano girevoli attorno ad un asse orizzontale comune, con il corpo centrale 22 della forcella 14 posto tra esse.

Vantaggiosamente, ciascun cuscinetto a sfera 25 è del tipo a basso coefficiente di rumorosità ed a tenuta stagna onde impedire l’ingresso di polvere e fluidi all’interno della ruota 10, preservando nel contempo la perfetta lubrificazione delle piste di rotolamento delle sfere.

Preferibilmente, le due flange 11 ruotano indipendentemente attorno all’asse comune. Ne deriva, vantaggiosamente, uno sforzo di movimentazione molto basso, nonché una facilità di controllo, da parte di un operatore, della direzione di una struttura su cui la ruota 10 è destinata ad essere montata.

La porzione cilindrica cava 23 della forcella 14 è coperta superiormente da una calotta di protezione 27 dotata di un’apertura 28, visibile in Figura 3, ed è atta a ricevere mezzi di accoppiamento della ruota 10 con una struttura da movimentare, ad esempio un tavolo operatorio. Preferibilmente, la calotta di protezione 27 è anch’essa realizzata in poliammide.

Come mostrato in maggiore dettaglio nelle Figure 3 e 4, i mezzi di accoppiamento tra ruota 10 e tavolo operatorio sono costituiti da un codolo cilindrico 30, il quale comprende una prima porzione o corpo cavo 31 ed una seconda porzione o stelo cavo 32 avente diametro sostanzialmente minore di quello del corpo cavo 31.

In uso, il corpo cavo 31 del codolo cilindrico 30 si estende esternamente alla calotta di protezione 27, mentre lo stelo cavo 32 risulta alloggiato nella porzione cilindrica 23 della forcella 14, passando attraverso il foro 28 della calotta di protezione 27.

Lo stelo cavo 32 del codolo cilindrico 30 porta, in corrispondenza della sua estremità superiore, un cuscinetto a sfera 29, del tutto simile al cuscinetto a sfera 25 di accoppiamento tra ciascuna flangia 11 e l’assale 24, atto a consentire la rotazione della ruota 10 attorno ad un asse verticale.

In corrispondenza dell’estremità superiore del corpo cavo 31 del codolo cilindrico 30 è ricavato un foro passante 33 per l’alloggiamento di una spina 35 di arresto rotazione camma, mentre in corrispondenza della sua estremità inferiore è presente un foro filettato 36 per il fissaggio della ruota 10 al tavolo operatorio. Tra il foro passante 33 ed il foro filettato 36 è ricavata un’apertura passante 34, preferibilmente a sezione esagonale, destinata ad accogliere mezzi di regolazione (non mostrati) di un sistema frenante tra una posizione si riposo ed un posizione di lavoro, come verrà descritto in maggiore dettaglio nel seguito.

Vantaggiosamente, la spina 35, oltre a svolgere la funzione di arresto della rotazione della camma 42, funge anche da mezzo di contenimento del peso esercitato sulla ruota 10 dalla struttura da movimentare su cui la ruota 10 viene montata.

In corrispondenza dell’estremità inferiore dello stelo cavo 32 sono montate senza gioco una bussola antiattrito 37 ed una ghiera autobloccante 38, posta immediatamente sotto la bussola 37. In particolare, la bussola antiattrito 37 e la ghiera autobloccante 38 sono solidali alla forcella 14 ed hanno la funzione di favorire l’accoppiamento tra il codolo cilindrico 30 e la ruota 10.

Il codolo cilindrico 30 è atto ad alloggiare, in uso, un sistema frenante per la ruota 10.

Il sistema frenante, indicato in generale con il numero di riferimento 40, comprende un piedino di appoggio 41 e mezzi di comando di detto piedino di appoggio 41.

I mezzi di comando del piedino di appoggio 41 comprendono una camma 42 ed un’asta 43, preferibilmente a sezione esagonale, atta a cooperare con la camma 42 così da scorrere all’interno dello stelo cavo 32 del codolo cilindrico 30 tra una posizione di riposo o sollevata, in cui il piedino di appoggio 41 è staccato dal pavimento ed il corpo ruota 12 è a contatto e mobile sul pavimento, ed una posizione di lavoro o abbassata, in cui il piedino di appoggio 41 è a contatto con il pavimento ed il corpo ruota 12 è leggermente sollevato rispetto al pavimento, così da risultare frenato.

Come illustrato in maggiore dettaglio nelle Figure 5 e 6, la camma 42 è formata da un corpo cilindrico 44 e da una porzione piatta 45, opportunamente sagomata, estendentesi in modo asimmetrico dal corpo cilindrico 44.

Più in particolare, il corpo cilindrico 44 presenta un foro passante 46 preferibilmente a sezione esagonale, il quale, in uso, risulta allineato con l’apertura 34 ricavata nel corpo cavo 31 del codolo cilindrico 30 ed è atto ad accogliere i mezzi di regolazione di cui sopra.

La porzione piatta 45 presenta una prima zona 61 con un primo raggio di curvatura R1 ed una seconda zona 62 con un secondo raggio di curvatura R2 maggiore di R1. Inoltre nella porzione piatta 45 vengono ricavate una prima sede a V 47 ed una seconda sede 48 delimitata da un bordo destro 49 e da un bordo sinistro 50, contro cui si attesta, in uso, la spina 35. A causa dei diversi raggi di curvatura R1 ed R2 delle zone 61 e 62 della porzione piatta 45 della camma 42, la sede a V 47 presenta tratti L1, L2 di diversa lunghezza (L1<L2).

La camma 42 è atta ad essere alloggiata in modo ruotabile, in uso, in un’apposita sede porta-camma 52 inserita nel corpo cavo 31 del codolo cilindrico 30.

In particolare, la sede porta-camma 52 presenta aperture, le quali, in uso, risultano allineate con il foro 33 e l’apertura 34 previsti nel corpo 31 del codolo cilindrico 30, onde consentire l’inserimento dei mezzi di regolazione del sistema frenante 40 e della spina 35.

Il piedino di appoggio 41 è associato ad un’estremità inferiore 53 dell’asta 43. Preferibilmente, il piedino di appoggio 41 viene avvitato all’estremità inferiore filettata 53 dell’asta 43 e bloccato in posizione per mezzo di un grano 54. Naturalmente, il piedino 41 può essere montato sull’asta 43 in qualsiasi altro modo noto, oppure può essere realizzato in un pezzo unico con l’asta 43. Un controdado di bloccaggio 55 assicura contro ogni svitamento il piedino di appoggio 41.

Preferibilmente, in corrispondenza della sua superficie inferiore, il piedino di appoggio 41 presenta una sede di alloggiamento di un tampone conduttivo 48, realizzato ad esempio in poliuretano conduttivo.

Quando il sistema frenante 40 è in posizione di lavoro, cioè con il piedino di appoggio 41 a contatto con il pavimento, il tampone conduttivo 48 consente, vantaggiosamente, di scaricare a terra le correnti in circolo all’interno del tavolo operatorio su cui la ruota 10 viene montata. Inoltre, grazie alle sue proprietà antiscivolo, il tampone conduttivo 48 assicura una perfetta tenuta laterale in caso di sforzi ed urti accidentali, anche violenti, sul tavolo operatorio.

Il piedino di appoggio 41 è, inoltre, regolabile in altezza grazie alla presenza di almeno un foro di aggiustaggio, nell’esempio illustrato quattro fori di aggiustaggio 39 disposti equidistanziati lungo la sua circonferenza (si veda la Figura 2).

In corrispondenza dell’estremità superiore 56 dell’asta 43 è associato, ad esempio avvitato, un puntale 60 atto a cooperare con la camma 42. Naturalmente il puntale 60 può essere associato all’asta 43 in qualsiasi altro modo noto, oppure può essere ricavato in un pezzo unico con l’asta 43.

Il puntale 60 è atto ad innestarsi, in uso, nella sede a V 47 della camma 42. La sede 48 della camma 42 è atta ad accogliere la spina 35 di arresto della rotazione della camma 43.

Preferibilmente, la camma 42 ed il puntale 60 sono entrambi realizzati in acciaio ad elevata resistenza sottoposto ad un trattamento termico di cementazione così da sopportare gli sforzi senza subire rotture o deformazioni permanenti a causa dell’attrito reciproco.

L’asta 41 porta una molla elicoidale 70, la quale risulta alloggiata in una sede delimitata tra la superficie inferiore del puntale 60 ed uno spallamento 57 ricavato sulla parete interna dello stelo cavo 32 del codolo cilindrico 30.

Viene ora descritto, sempre con riferimento alle Figure da 3 a 6, il funzionamento della ruota con sistema frenante 10 secondo l’invenzione, a partire dalla posizione di riposo del sistema frenante, illustrata in Figura 3.

In tale posizione, il piedino 41 è sollevato dal pavimento ed il corpo ruota 12 è a contatto con il pavimento e mobile su di esso. In questa condizione, il puntale 60 è innestato nella sede a V 47 della camma 42 e la spina 35 di arresto camma è in attestamento contro il bordo sinistro 50 della sede 48. Inoltre, la molla elicoidale 70 è in posizione di riposo.

Si supponga, adesso, che si desideri frenare la ruota 10. In tal caso occorrerà inserire adatti mezzi di regolazione, ad esempio una chiave a brugola (non mostrata), nel foro 46 della camma 42 così da causare una rotazione della camma 42 all’interno della sede porta-camma 52 variabile tra circa 30° e circa 60°.

A seguito di tale rotazione, il puntale 60 si disinnesta dalla sede a V 47 e l’asta 43 scorre verso il basso (freccia F) all’interno dello stelo cavo 32 fino a quando la spina 35 non si attesta contro il bordo destro 49 della sede 48. In tale posizione, la molla elicoidale 70 risulta compressa tra la superficie inferiore del puntale 60 e lo spallamento 57 dello stelo cavo 32.

Preferibilmente, l’asta 43 compie una corsa C pari a circa 13 mm, al termine della quale il piedino 41 risulta in contatto con il pavimento con la ruota 10 staccata dal pavimento di una quantità D pari a circa 1,5 mm. Tale condizione è illustrata in maggiore dettaglio in Figura 4.

La configurazione asimmetrica della camma 42 consente di ottenere una maggiore corsa per l’asta 43 a parità di diametro, se confrontata con una tradizionale camma cilindrica.

Naturalmente, per sbloccare la ruota occorre eseguire l’operazione inversa, così da riportarsi nella condizione di Figura 3.

Da quanto sopra esposto si comprende come, vantaggiosamente, essendo la ruota in condizione frenata non a contatto con il pavimento si evitano suoi possibili piccoli spostamenti, nonché una sua ovalizzazione.

Alla forma di realizzazione dell’invenzione sopra descritta possono essere apportate numerose modifiche e variazioni di dettaglio alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse. Ad esempio, sebbene nell’esempio illustrato e descritto si sia fatto riferimento ad una ruota orientabile, un discorso del tutto analogo vale in caso di ruota unidirezionale, la quale può essere ottenuta a partire dalla ruota orientabile mediante sistemi di bloccaggio di per sé noti, i quali bloccano la forcella 14.

.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ruota (10) associabile ad una struttura da movimentare comprendente un corpo ruota (12) portato da una forcella (14), mezzi di accoppiamento (30, 31, 32) tra la ruota (10) ed una struttura da movimentare ed un sistema frenante (40) alloggiato in detti mezzi di accoppiamento (30, 31, 32), caratterizzata dal fatto che detto sistema frenante (40) comprende un piedino di appoggio (41) e mezzi di comando (42, 43) di detto piedino di appoggio (41) tra una posizione di riposo o sollevata, in cui il piedino di appoggio (41) risulta staccato dal pavimento ed il corpo ruota (12) mobile sul pavimento ed una posizione di lavoro o abbassata, in cui il piedino di appoggio (41) è a contatto con il pavimento e la ruota (10) leggermente sollevata rispetto ad esso, cosicché risulti frenata.
2. 2. Ruota (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di accoppiamento (30, 31, 32) comprendono un codolo cilindrico (30), il quale comprende un corpo cavo (31) estendentesi esternamente a detta forcella (14) ed uno stelo cavo (32) alloggiato in detta forcella (14).
3. 3. Ruota (10) secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto corpo cavo (31) presenta un foro passante superiore (33), un foro filettato inferiore (36) ed un’apertura passante (34) posta tra detto foro passante superiore (33) e detto foro filettato inferiore (36).
4. 4. Ruota (10) secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto stelo cavo (32) porta in corrispondenza della sua estremità inferiore una bussola antiattrito (37) ed una ghiera autobloccante (38), posta immediatamente sotto la bussola antiattrito (37), dette bussola antiattrito (37) e ghiera autobloccante (38) essendo solidali a detta forcella (14) ed aventi la funzione di favorire l’accoppiamento tra detto codolo cilindrico (30) e detta ruota (10).
5. 5. Ruota (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando (42, 43) di detto piedino di appoggio (41) comprendono una camma (42) ed un’asta (43) atta a cooperare con detta camma (42) in modo da scorrere in detti mezzi di accoppiamento (30, 31, 32).
6. 6. Ruota (10) secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta camma (42) comprende un corpo cilindrico (44) dotato di un foro passante (46), dal quale di estende in modo simmetrico una porzione piatta (45) opportunamente sagomata.
7. 7. Ruota (10) secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detta porzione piatta (45) presenta una prima zona (61) avente un primo raggio di curvatura (R1) ed una seconda zona (62) avente un secondo raggio di curvatura (R2) maggiore del primo raggio di curvatura (R1), una prima sede a V (47) ed una seconda sede (48) delimitata da un bordo destro (49) e da un bordo sinistro (50).
8. 8. Ruota (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre una sede porta-camma (52) per l’alloggiamento ruotabile di detta camma (42), detta sede porta-camma essendo inserita nel corpo cavo (31) del codolo cilindrico (30) e presentando un foro passante ed un’apertura i quali risultano allineati, in uso al foro filettato (36) ed all’apertura passante (34) del corpo cavo (31).
9. 9. Ruota (10) secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto di comprendere una spina (35) di arresto rotazione camma (42) atta ad essere alloggiata, in uso, in detto foro passante (33) del corpo cavo (31) e nel corrispondente foro ricavato nella sede porta-camma (52) e ad attestarsi alternatamene contro detto bordo destro (49) e detto bordo sinistro (50) della seconda sede (48) di detta camma (42).
10. 10. Ruota (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzata dal fatto che detta asta (43) comprende un’estremità inferiore (53) a cui viene associato detto piedino di appoggio (41) ed un’estremità superiore (56), la quale porta un puntale (60), atto ad innestarsi, in uso, in detta prima sede a V (47) di detta camma (42).
11. 11. Ruota (10) secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre, una molla elicoidale (70) atta ad essere alloggiata in una sede delimitata tra la superficie inferiore di detto puntale (60) ed uno spallamento (57) ricavato sulla parete interna di detto stelo cavo (32).
12. 12. Ruota (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 11, caratterizzata dal fatto che, in uso, detta apertura passante (34) di detto corpo cavo (31), detta corrispondente apertura di detta sede porta-camma (52) e detto foro passante (46) del corpo cilindrico (44) di detta camma (42) risultano allineati in modo da accogliere mezzi di regolazione di detto sistema frenante (40) atti a causare una rotazione di detta camma (42) tra una posizione di riposo del sistema frenante (40), in cui il puntale (60) è innestato nella sede a V (47) della camma (42) e la spina (35) di arresto camma è in attestamento contro il bordo sinistro (50) della seconda sede (48) ed una posizione di lavoro del sistema frenante, in cui il puntale (60) è svincolato dalla sede a V (47) e la spina (35) di arresto camma è in attestamento contro il bordo destro (49) della seconda sede (48).
13. 13. Ruota (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 11, caratterizzata dal fatto che detta camma (42) compie una rotazione variabile tra circa 30° e circa 60°, detto sistema frenante (40) compie una corsa (C) pari a circa 13 mm e dal fatto che in posizione di lavoro del sistema frenante (40) la ruota (10) risulta sollevata dal terreno di una quantità (d) pari a circa 1,5 mm.