ITMI20092029A1 - Dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione - Google Patents

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ITMI20092029A1
ITMI20092029A1 IT002029A ITMI20092029A ITMI20092029A1 IT MI20092029 A1 ITMI20092029 A1 IT MI20092029A1 IT 002029 A IT002029 A IT 002029A IT MI20092029 A ITMI20092029 A IT MI20092029A IT MI20092029 A1 ITMI20092029 A1 IT MI20092029A1
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IT
Italy
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pneumatic cylinder
cone
pusher element
clamping device
hollow pneumatic
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Michele Cavalotti
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Giusi Tullio Spa
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/20Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks
    • B23B31/201Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/204Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means to actuate the gripping means
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Description

DISPOSITIVO DI AFFERRAGGIO PER COMPONENTI IN
LAVORAZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione, in particolare ma non esclusivamente un dispositivo di afferraggio a pinza applicabile su macchinari per la lavorazione di bottoni.
Sono noti macchinari per la lavorazione di bottoni dotati di un utensile supportato sulla testa di un albero motorizzato. Tale utensile à ̈ in grado di ruotare frontalmente rispetto ad un bottone, trattenuto da un apposito dispositivo a pinza, per realizzarne la sagoma ed il numero di fori desiderati.
Gli attuali dispositivi a pinza utilizzati sui macchinari per la lavorazione di bottoni sono sostanzialmente di tipo meccanico. Un esempio di realizzazione di un tale dispositivo a pinza di tipo noto à ̈ illustrato in figura 1. Nel dispositivo a pinza di figura 1 à ̈ presente una pinza elastica in grado di afferrare un singolo bottone e di mantenerlo fermo in posizione mentre l’utensile rotante provvede alla sua lavorazione. La pinza elastica viene chiusa da un elemento a cono spinto da una molla elicoidale. Per poter effettuare l’apertura della pinza, rilasciando il bottone una volta completata la sua lavorazione, à ̈ quindi previsto un meccanismo a camma che muove l’elemento a cono in direzione opposta a quella di chiusura della pinza elastica.
Lo svantaggio principale dei dispositivi a pinza di tipo meccanico utilizzati sui macchinari per la lavorazione di bottoni risiede nel fatto che la forza di serraggio esercitata dalla pinza elastica sul bottone à ̈ sostanzialmente costante. Tale forza di serraggio viene infatti determinata dalle caratteristiche meccaniche della molla in grado di azionare l’elemento a cono di chiusura della pinza. E’ pertanto necessario modificare il dispositivo a pinza, sostituendone in particolare la molla che provvede alla chiusura della pinza, ogniqualvolta si desideri modificare la forza di serraggio agente sul bottone, ad esempio quando devono poter essere lavorati bottoni fabbricati con materiali di durezze differenti.
Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di realizzare un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione, in particolare ma non esclusivamente un dispositivo di afferraggio a pinza applicabile su macchinari per la lavorazione di bottoni, che sia in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.
In particolare, à ̈ uno scopo dell’invenzione quello di realizzare un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione in cui sia possibile modificare il valore della forza di chiusura sul componente in modo continuo, senza la necessità di sostituire parti del dispositivo e senza il pericolo che forze di chiusura troppo elevate possano danneggiare il componente stesso.
Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione in cui siano limitate, rispetto ai dispositivi meccanici a pinza di tipo noto, le forze complessive agenti sul dispositivo, a beneficio della durevolezza e della semplicità di manutenzione del dispositivo stesso.
Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione, in particolare ma non esclusivamente un dispositivo di afferraggio a pinza applicabile su macchinari per la lavorazione di bottoni, come esposto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione.
Le caratteristiche ed i vantaggi di un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
la figura 1 Ã ̈ una vista in sezione di un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione realizzato secondo la tecnica nota;
la figura 2 Ã ̈ una vista in prospettiva di una prima forma di realizzazione di un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione secondo la presente invenzione;
la figura 3 Ã ̈ una vista in alzata laterale del dispositivo di figura 2;
la figura 4 Ã ̈ una vista in sezione, ottenuta lungo la linea A-A di figura 3, del dispositivo di figura 2;
la figura 5 Ã ̈ una vista in prospettiva di una seconda forma di realizzazione di un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione secondo la presente invenzione;
la figura 6 Ã ̈ una vista dal lato posteriore del dispositivo di figura 5;
la figura 7 Ã ̈ una vista in sezione, ottenuta lungo la linea B-B di figura 6, del dispositivo di figura 5;
la figura 8 Ã ̈ una vista in prospettiva di una terza forma di realizzazione di un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione secondo la presente invenzione;
la figura 9 Ã ̈ una vista in alzata laterale del dispositivo di figura 8; e
la figura 10 Ã ̈ una vista in sezione, ottenuta lungo la linea C-C di figura 9, del dispositivo di figura 8.
Con riferimento alla figura 1, viene mostrato un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione realizzato secondo la tecnica nota. Come precedentemente menzionato, tale dispositivo à ̈ sostanzialmente di tipo meccanico e comprende una pinza elastica 100 in grado di afferrare un singolo componente, ad esempio un bottone, e di mantenerlo fermo in posizione mentre un utensile rotante (non mostrato) provvede alla sua lavorazione. La pinza elastica 100 viene chiusa da un elemento a cono 102 spinto da una molla elicoidale 104.
L’apertura della pinza elastica 100 viene comandata da un tirante 106 il quale, agendo su un eccentrico o camma 108, aziona una leva 110 in grado di muovere l’elemento a cono 102 in direzione opposta a quella di chiusura della pinza elastica 100, aprendo così le ganasce di tale pinza elastica 100 e liberando il componente una volta terminata la sua fase di lavorazione.
Con riferimento ora alle figure da 2 a 4, viene mostrata una prima forma di realizzazione di un dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione realizzato secondo la presente invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento 10. Il dispositivo di afferraggio 10 à ̈ del tipo applicabile a macchine per la lavorazione e/o la tornitura di componenti in genere, ad esempio bottoni, in cui uno o più utensili di tipo noto (non mostrati), affacciati sul dispositivo 10 stesso, vengono azionati per effettuare sul componente le lavorazioni desiderate.
Il dispositivo di afferraggio 10 comprende innanzitutto una pinza elastica 12, provvista di ganasce a superficie conica in grado di aprirsi e chiudersi per afferrare un singolo componente e per mantenerlo fermo in posizione mentre l’utensile affacciato sul dispositivo 10 stesso provvede alla lavorazione di tale componente. La forza necessaria alla chiusura delle ganasce della pinza elastica 12, che porta il componente da lavorare, non viene generata da una molla o da altro meccanismo similare, bensì da almeno un cilindro pneumatico cavo 14 alimentato con un fluido in pressione, preferibilmente aria compressa.
Il cilindro pneumatico cavo 14 à ̈ alimentato attraverso un opportuno raccordo 16 previsto sul corpo esterno di tale cilindro pneumatico cavo 14 ed à ̈ in grado di azionare un elemento spintore a cono 18 che si muove assialmente per realizzare la chiusura delle ganasce di tale pinza elastica 12 quando il cilindro pneumatico cavo 14 stesso viene alimentato con il fluido in pressione.
In tal modo à ̈ possibile far variare con continuità l’entità della forza di chiusura, generata dalle ganasce della pinza elastica 12 sul componente in lavorazione, agendo semplicemente sulla pressione dell’aria in ingresso alla pinza elastica 12 stessa attraverso il raccordo 16. Viene così evitata la sostituzione dei meccanismi di chiusura, necessaria sui dispositivi di afferraggio di tipo noto, per poter ottenere la variazione di tale forza di chiusura.
L’apertura delle ganasce della pinza elastica 12 viene invece effettuata grazie all’azione di una molla elicoidale 20 che opera per compressione. La molla elicoidale 20 à ̈ disposta all’interno del cilindro pneumatico cavo 14 ed à ̈ operativamente collegata all’elemento spintore a cono 18 per far arretrare tale elemento spintore a cono 18 in assenza di pressione del fluido o, in altre parole, quando il cilindro pneumatico cavo 14 non viene alimentato da tale fluido in pressione.
Rispetto ai dispositivi di afferraggio di tipo noto vengono quindi ridotte le forze complessive agenti sul dispositivo 10, in quanto si elimina il sistema di tiranti e camme necessari per superare la forza di chiusura delle molle che agiscono sulle ganasce della pinza elastica. La molla elicoidale 20 opera infatti soltanto per l’apertura della pinza elastica 12, e non per la sua chiusura, e la sua attivazione viene direttamente gestita dal cilindro pneumatico cavo 14.
Nel dettaglio, il cilindro pneumatico cavo 14 comprende un involucro 22 che forma la camera esterna del cilindro pneumatico cavo 14 stesso, nonché la superficie esterna dell’intero dispositivo 10 e la superficie interna di guida per l’elemento spintore a cono 18 che si muove assialmente per realizzare la chiusura delle ganasce della pinza elastica 12 quando azionato dal fluido in pressione.
Il cilindro pneumatico cavo 14 comprende quindi un albero di tenuta 24 dell’elemento spintore a cono 18, che forma la camera interna del cilindro pneumatico cavo 14 stesso. Tale albero di tenuta 24 opera inoltre da fermo meccanico per limitare la corsa assiale dell’elemento spintore a cono 18 e isola da eventuali impurità la zona occupata dalla molla elicoidale 20 mediante opportune guarnizioni di tenuta 26.
L’elemento spintore a cono 18 opera pertanto da stelo del cilindro pneumatico cavo 14 e può agire direttamente, in accoppiamento di forma, sulla superficie conica delle ganasce della pinza elastica 12. In alternativa, può essere previsto almeno un anello di riduzione 28, opportunamente sagomato, interposto tra l’elemento spintore a cono 18 e le ganasce della pinza elastica 12 per realizzare la chiusura delle ganasce stesse quando il cilindro pneumatico cavo 14 à ̈ alimentato dal fluido in pressione.
Le ridotte tolleranze di accoppiamento tra l’involucro 22 del cilindro pneumatico cavo 14, l’albero di tenuta 24 dell’elemento spintore a cono 18 e l’elemento spintore a cono 18 stesso garantiscono il buon funzionamento del dispositivo 10. Possono in ogni caso essere presenti più guarnizioni di tenuta 30, 32, 34 e 36 tra i suddetti elementi 22, 24 e 18, nonché un anello elastico raschiatore 38 tra l’involucro 22 del cilindro pneumatico cavo 14 e l’elemento spintore a cono 18, per far sì che il dispositivo 10 possa operare correttamente anche in presenza di elevate pressioni del fluido di alimentazione del cilindro pneumatico cavo 14, corrispondenti ad un’elevata forza di serraggio esercitabile dalle ganasce della pinza elastica 12.
Può infine essere presente una spina 40 che blocca la rotazione reciproca tra l’involucro 22 del cilindro pneumatico cavo 14 e l’elemento spintore a cono 18. La presenza della spina 40 serve infatti ad evitare la rotazione dell’elemento spintore a cono 18 quando si deve smontare l’anello di riduzione 28, quando previsto, per poter montare sul dispositivo 10 pinze elastiche 12 di piccole dimensioni.
Con riferimento alle figure da 5 a 7 viene mostrata una seconda forma di realizzazione del dispositivo di afferraggio 10. Tale seconda forma di realizzazione si differenzia da quella precedentemente descritta per il fatto che sono previste più molle elicoidali 20 per l’apertura della pinza elastica 12. Le molle elicoidali 20 sono disposte all’esterno del cilindro pneumatico cavo 14 e, più precisamente, del suo involucro 22 e consentono di ottenere un dispositivo di afferraggio 10 più compatto rispetto a quello illustrato nelle figure da 2 a 4. Un’altra differenza consiste nel fatto che il cilindro pneumatico cavo 14 à ̈ composto solamente da due elementi anziché tre, vale a dire l’involucro 22 e l’elemento spintore a cono 18. In tal modo, un tale dispositivo di afferraggio 10 risulta inoltre più semplice ed economico rispetto a quello illustrato nelle figure da 2 a 4.
Con riferimento infine alle figure da 8 a 10 viene mostrata una terza forma di realizzazione del dispositivo di afferraggio 10. Tale terza forma di realizzazione del dispositivo 10 risulta concettualmente simile a quella illustrata nelle figure da 2 a 4 e si differenzia da essa soltanto per alcuni particolari costruttivi. Nel dettaglio, questa terza forma di realizzazione del dispositivo di afferraggio 10 risulta essere lievemente semplificata rispetto a quella illustrata nelle figure da 2 a 4, seppur altrettanto performante, in quanto priva di alcune delle guarnizioni di tenuta tra i tre elementi 22, 24 e 18 che compongono il cilindro pneumatico cavo 14.
Si à ̈ così visto che il dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati.
Il dispositivo di afferraggio per componenti in lavorazione della presente invenzione così concepito à ̈ suscettibile in ogni caso 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 forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche. L’ambito di tutela dell’invenzione à ̈ pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di afferraggio (10) per un componente in lavorazione, del tipo applicabile a macchine per la lavorazione e/o la tornitura di componenti in cui uno o più utensili, affacciati su detto dispositivo di afferraggio (10), vengono azionati per effettuare sul componente le lavorazioni desiderate, il dispositivo di afferraggio (10) comprendendo una pinza elastica (12) provvista di ganasce a superficie conica in grado di aprirsi e chiudersi per afferrare detto componente e per mantenerlo fermo in posizione mentre l’utensile affacciato su detto dispositivo di afferraggio (10) provvede alla lavorazione di detto componente, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un cilindro pneumatico cavo (14) in grado di azionare un elemento spintore a cono (18) che si muove assialmente per realizzare la chiusura delle ganasce di detta pinza elastica (12) quando detto cilindro pneumatico cavo (14) viene alimentato con un fluido in pressione.
  2. 2. Dispositivo di afferraggio (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’apertura delle ganasce di detta pinza elastica (12) viene effettuata grazie all’azione di almeno una molla elicoidale (20) che opera per compressione, detta molla elicoidale (20) essendo operativamente collegata all’elemento spintore a cono (18) per far arretrare detto elemento spintore a cono (18) quando detto cilindro pneumatico cavo (14) non viene alimentato da detto fluido in pressione.
  3. 3. Dispositivo di afferraggio (10) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta molla elicoidale (20) à ̈ disposta all’interno di detto cilindro pneumatico cavo (14).
  4. 4. Dispositivo di afferraggio (10) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta molla elicoidale (20) à ̈ disposta all’esterno di detto cilindro pneumatico cavo (14).
  5. 5. Dispositivo di afferraggio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che detto cilindro pneumatico cavo (14) comprende un involucro (22) che forma la camera esterna di detto cilindro pneumatico cavo (14), nonché la superficie esterna dell’intero dispositivo di afferraggio (10) e la superficie interna di guida per detto elemento spintore a cono (18) che si muove assialmente per realizzare la chiusura delle ganasce di detta pinza elastica (12) quando azionato dal fluido in pressione.
  6. 6. Dispositivo di afferraggio (10) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto cilindro pneumatico cavo (14) comprende inoltre un albero di tenuta (24) di detto elemento spintore a cono (18), che forma la camera interna di detto cilindro pneumatico cavo (14) e che opera da fermo meccanico per limitare la corsa assiale di detto elemento spintore a cono (18), isolando altresì da eventuali impurità la zona occupata da detta molla elicoidale (20) mediante opportune guarnizioni di tenuta (26).
  7. 7. Dispositivo di afferraggio (10) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che tra detto involucro (22), detto albero di tenuta (24) e detto elemento spintore a cono (18) à ̈ prevista una pluralità di guarnizioni di tenuta (30, 32, 34, 36) per far sì che detto dispositivo di afferraggio (10) possa operare correttamente anche in presenza di elevate pressioni del fluido di alimentazione di detto cilindro pneumatico cavo (14), corrispondenti ad un’elevata forza di serraggio esercitabile dalle ganasce di detta pinza elastica (12).
  8. 8. Dispositivo di afferraggio (10) secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che tra detto involucro (22) e detto elemento spintore a cono (18) Ã ̈ presente un anello elastico raschiatore (38).
  9. 9. Dispositivo di afferraggio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento spintore a cono (18) opera da stelo di detto cilindro pneumatico cavo (14) e agisce direttamente, in accoppiamento di forma, sulla superficie conica delle ganasce di detta pinza elastica (12).
  10. 10. Dispositivo di afferraggio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un anello di riduzione (28), opportunamente sagomato, interposto tra detto elemento spintore a cono (18) e le ganasce di detta pinza elastica (12) per realizzare la chiusura di dette ganasce quando detto cilindro pneumatico cavo (14) viene alimentato da detto fluido in pressione.
  11. 11. Dispositivo di afferraggio (10) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere una spina (40) che blocca la rotazione reciproca tra detto involucro (22) e detto elemento spintore a cono (18), la presenza di detta spina (40) evitando la rotazione di detto elemento spintore a cono (18) quando si deve smontare detto anello di riduzione (28) per poter montare su detto dispositivo di afferraggio (10) pinze elastiche (12) di piccole dimensioni.
  12. 12. Dispositivo di afferraggio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido in pressione à ̈ aria compressa, alimentata attraverso un raccordo (16) previsto sul corpo esterno di detto cilindro pneumatico cavo (14).
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