ITMI962100A1

ITMI962100A1 - Attuatore elettro-pneumatico

Info

Publication number: ITMI962100A1
Application number: IT96MI002100A
Authority: IT
Inventors: Giacomo Bardoni
Original assignee: Giacomo Bardoni
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-04-11
Also published as: IT1285781B1; EP0836011A3; EP0836011A2

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"ATTUATORE ELETTRO-PNEUMATICO

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un attuatore elettropneumatico .

Sono noti numerosi dispositivi pneumatici operanti con aria ed olio per il comando di macchine operatrici in genere. Alcuni di essi richiedono per il loro funzionamento mezzi supplementari che aumentano notevolmente l'ingombro del gambo di manovra dell'assieme, mentre altri provocano filtrazioni d'olio per il noto fenomeno della coesione molecolare lungo le pareti dove il gambo opera. Oltre a questo, tali dispositivi noti richiedono molta manutenzione con personale altamente qualificato per eliminare le sacche d'aria nel circuito, operazione che tra l'altro non sempre può essere effettuata sul posto di impiego di questi dispositivi.

Alcuni dispositivi risolvono questi problemi con il fatto che il gambo del pistone operante funge anche da camera dell'olio circolante nel dispositivo, così da conferire al dispositivo una maggiore compattezza ed un minor ingombro appunto per l'assenza dei citati mezzi supplementari di azionamento. Inoltre, il pistone di manovra del dispositivo scorre sopra uno stelo fisso provvisto di canalizzazioni idonee a completare il circuito di passaggio dell'olio, e le canalizzazioni si prolungano all'interno del corpo del dispositivo, così da ridurre ulteriormente il volume di ingombro di tutto il complesso. Oltre a queste condotte di transito dell'olio anche le relative valvole di scambio ed i relativi regolatori di esercizio sono installati nell'interno del dispositivo.

Anche questi dispositivi presentano tuttavia alcuni importanti inconvenienti. E' infatti necessario regolare la velocità di azionamento del pistone secondo il tipo di operazione a cui è destinato il dispositivo; in pratica, è fondamentale che il pistone possa avere anche un modo di funzionamento rapido,'o stop. Ciò viene normalmente ottenuto applicando un by-pass al circuito dell'olio in modo tale che esso ostacoli il meno possibile il funzionamento rapido del pistone comandato pneumaticamente. Le soluzioni proposte finora non sono tuttavia soddisfacenti ed inoltre aumentano l'ingombro dei dispositivi.

Un importante inconveniente degli attuatori aria-olio presenti sul mercato è quello di adattarli ai moderni sistemi di controllo computerizzati.

Sono inoltre utilizzati attuatori costituiti da viti a circolazione di sfere i quali presentano generalmente l'inconveniente di applicare la forza di attuazione con un certo braccio rispetto alla direzione di attuazione generando pertanto un momento.

Compito precipuo della presente invenzione è quello di realizzare un attuatore in grado di superare gli inconvenienti descritti sopra permettendo un funzionamento rapido in modo efficiente.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo del trovato, è quello di realizzare un attuatore che si adatti facilmente ai sistemi di controllo delle macchine operatrici.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare un attuatore tale da permettere un posizionamento estremamente preciso del pistone sia in uscita che nella fase di rientro.

Un altro scopo ancora è quello di realizzare un attuatore che lavori con un consumo energetico inferiore.

Un altro scopo è quello di realizzare un attuatore la cui forza è applicata coassialmente alla direzione di spostamento.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un attuatore elettropneumatico caratterizzato dal fatto di comprendere un pistone solidale ad uno stelo spostabile in un cilindro alternativamente in un senso e in un altro, mezzi a vite a circolazione di sfere associati a detto pistone e comandati da un motore, mezzi pneumatici atti ad agire su detto pistone, detti mezzi a vite a circolazione di sfere essendo atti ad agire su detto pistone in cooperazione con detti mezzi pneumatici per effettuare uno spostamento controllato di detto stelo in un senso e nell’altro.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, dell'invenzione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nell'unito disegno, in cui l'unica figura mostra in sezione assiale un attuatore secondo l'invenzione nella posizione intermedia.

Con riferimento alla figura citata, l'attuatore comprende un corpo o parte posteriore 1 ed una parte anteriore 2 distanziati tra di loro con un mezzo rigido 3 in modo da formare una camera 4, 4a quale cilindro di scorrimento di un pistone 5 operante a tenuta ermetica.

Il pistone 5 è solidale ad uno stelo cavo 8 scorrevole a tenuta ermetica nella parte anteriore 2 e solidale ad una madrevite 9 di una vite 7 a circolazione di sfere.

La vite 7 comprende un cuscinetto di supporto 10 ed è azionata da un motore 6 collocato all'esterno della parte posteriore 1.

La vite 7 presenta inoltre un'estremità anteriore 11 libera di ruotare all'interno dello stelo cavo 8.

Il funzionamento dell'attuatore secondo l'invenzione prevede l'azione combinata della vite a circolazione di sfere e del cilindro pneumatico. Quando il motore 6 viene avviato per ruotare la vite 7, comandando l'avanzamento della madrevite 9 e del pistone 5 (verso destra nella figura), aria in pressione viene immessa nella camera 4. Viceversa, per ritrarre lo stelo 8, quando il motore inverte il senso di rotazione spostando all'indietro (o verso sinistra con riferimento alla figura) la madrevite 9 ed il pistone 5, la camera 4a verrà messa in pressione.

Mediante l'azione del cilindro pneumatico è possibile effettuare spostamenti di carichi molto elevati con una vite a circolazione di sfere di dimensioni ridotte.

I vantaggi del l 'attuatore secondo l'invenzione sono molteplici. Si ha un consumo energetico ridotto perché non è necessario utilizzare un motore elettrico di grande potenza in quanto coadiuvato dal sistema pneumatico. Nello stesso tempo l'attuatore presenta una grande precisione di funzionamento grazie alla vite a circolazione di sfere. E' infatti possibile accelerare e rallentare la corsa dello stelo 8, secondo le esigenze di lavorazione, e posizionarlo con estrema precisione.

L'attuatore può vantaggiosamente essere dotato di tutti i dispositivi di controllo (encoder, interruttori di fine corsa, ecc.) utili per dialogare con i sistemi di controllo computerizzati utilizzati oggigiorno sulle macchine operatrici.

Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati realizzando un attuatore compatto e dal funzionamento estremamente preciso.

L'attuatore secondo l'invenzione, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Attuatore elettro-pneumatico caratterizzato dal fatto di comprendere un pistone solidale ad uno stelo spostabile in un cilindro alternativamente in un senso e in un altro, mezzi a vite a circolazione di sfere associati a detto pistone e comandatati da un motore, mezzi pneumatici atti ad agire su detto pistone, detti mezzi a vite a circolazione di sfere essendo atti ad agire su detto pistone in cooperazione con detti mezzi pneumatici per effettuare uno spostamento controllato di detto stelo in un senso e nell'altro.
2. Attuatore, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a vite a circolazione di sfere comprendono una vite ed una madrevite, detta madrevite essendo solidale a detto pistone.
3. Attuatore, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a vite a circolazione di sfere sono coassiali a detto pistone.
4. Attuatore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi pneumatici comprendono un corpo posteriore ed un corpo anteriore distanziati tra di loro con un mezzo rigido in modo da formare una doppia camera quale cilindro di scorrimento di detto pistone operante a tenuta ermetica.
5. Attuatore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto stelo è cavo e detta vite è almeno parzialmente alloggiata in detto stelo.
6. Attuatore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.