ITMI981387A1

ITMI981387A1 - Dispositivo di bloccaggio a molla per unita' di comando a movimento lineare

Info

Publication number: ITMI981387A1
Authority: IT
Inventors: Luciano Migliorini
Original assignee: Luciano Migliorini
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 1999-12-17
Also published as: EP0965764A2; IT1301738B1; DE69922444D1; EP0965764A3; EP0965764B1; DE69922444T2

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE

Avente titolo:

DISPOSITIVO DI BLOCCAGGIO A MOLLA, PER UNITA' DI COMANDO A MOVIMENTO LINEARE

SFONDO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi di bloccaggio o di freno per unità di comando a movimento lineare o rotante; in particolare è diretta ad un dispositivo di bloccaggio o ad un freno per alberi e/o per steli di attuatori lineari, ad esempio di cilindri pneumatici o per qualsiasi altra applicazione nella quale si richiede di frenare o di bloccare un movimento di un organo mobile rispetto ad un albero o ad un'asta di guida, ovvero di un carico supportato o fissato ad un albero o ad uno stelo di comando, mobile.

Il dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione risulta adatto per applicazioni in qualsiasi settore, tuttavia, solo a titolo illustrativo delle caratteristiche innovative del dispositivo stesso, quest'ultimo verrà scritto con riferimento al bloccaggio di un albero mobile linearmente o di uno stelo di un cilindro pneumatico, senza che ciò debba essere considerato in senso limitativo rispetto ad altre possibili applicazioni.

STATO DELL'ARTE

Come è noto, negli azionamenti pneumatici di organi meccanici occorre sovente bloccare un carico o un organo mobile mantenendolo fermo in una posizione prefissata senza che tale carico o tale organo meccanico, sotto il proprio peso o per la spinta esercitata da un attuatore, possa muoversi e/o ruotare.

A tale proposito sono stati proposti e realizzati dispositivi di bloccaggio che prevedono 1'impiego di due ganasce trasversali, opportunamente incernierate e provviste di fori allineati per il passaggio di un albero contro cui le due ganasce vengono elasticamente sollecitate e spinte per impedire un movimento lineare. Un organo di spinta azionato pneumaticamente, agisce sulle estremità libere delle due ganasce contro l'azione di molle di contrasto, per liberare 1'albero consentendo nuovamente in questo modo un movimento lineare. Un dispositivo di bloccaggio di questo genere è descritto ad esempio in EP-A-0824 994.

Benché dispositivi di questo genere anche se consentono di ottenere un corretto posizionamento dell'albero o del carico da bloccare, in pratica forniscono forze di bloccaggio relativamente modeste, conseguenti al semplice disassamento dei due fori di passaggio dell'albero attraverso le ganasce. Inoltre, poiché ciascuna ganascia agisce contro la superficie dell'albero con lo spigolo di un bordo laterale, forze di bloccaggio elevate potrebbero causare irreparabili danni alla superficie dell'albero o dell'asta da bloccare; la forza di serraggio di ciascuna ganascia agisce inoltre lungo un arco di cerchio limitato, esercitando localmente una pressione elevata che tende ad incidere la superficie dell'albero.

Dispositivi di bloccaggio di questo genere richiedono dunque che l'asta o l'albero su cui il dispositivo di bloccaggio deve agire, sia realizzato con materiale di elevata durezza, ovvero presenti un rivestimento di materiale molto duro, ricorrendo all'impiego di acciaio speciale ovvero sottoponendo l'albero ad un processo di rullatura o di indurimento superficiale. In tutti i casi, questi dispositivi forniscono una forza statica di serraggio pari o di poco superiore alla spinta esercitata da un cosiddetto "cilindro equivalente", dove per cilindro equivalente si intende la spinta in chilogrammi esercitata da un cilindro pneumatico di dimensioni standardizzate, secondo norme in vigore, avente uno stelo del diametro corrispondente a quello dell'albero su cui agisce il dispositivo di bloccaggio.

A titolo puramente esemplificativo, per un albero di 12 mm di diametro, secondo le norme sopra richiamate, corrisponde un cilindro da 32 mm di diametro, in grado di sviluppare una spinta di 48 Kg circa con pressione dell'aria di 6 Atm, che pertanto deve essere vinta dal dispositivo di bloccaggio.

Salvo sovradimensionare il dispositivo di bloccaggio, con il rischio di danneggiare l'albero o lo stelo su cui esercitare l'azione di bloccaggio, i dispositivi attualmente noti non sono in grado di fornire forze di bloccaggio particolarmente elevate, e di disporre di un sufficiente coefficiente di sicurezza, per le ragioni precedentemente riferite.

SCOPI DELL'INVENZIONE

Pertanto, scopo principale della presente invenzione è di fornire un dispositivo di bloccaggio basato su un diverso principio, in quanto non utilizza alcuna ganascia di bloccaggio, che nello stesso tempo sia in grado di fornire le richieste forze di bloccaggio senza danneggiare l'albero o lo stelo su cui deve essere esercitata l'azione di bloccaggio.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo di bloccaggio come sopra riferito, che consenta di ripartire le forze di bloccaggio su un'ampia superficie in modo da ridurre notevolmente le sollecitazioni superficiali, garantendo nello stesso tempo forze di serraggio elevate, ovvero un coefficiente di sicurezza maggiore.

Un ulteriore scopo ancora della presente invenzione è di fornire un dispositivo di bloccaggio efficace, che sia costruttivamente semplice, estremamente economico e di ingombro notevolmente contenuto.

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Quanto sopra è conseguibile mediante un dispositivo di bloccaggio a molla elicoidale secondo la presente invenzione .

Più in particolare secondo l'invenzione, si è fornito un dispositivo di bloccaggio a molla per unità di comando a movimento lineare o rotante, comprendente una custodia esterna; un organo di bloccaggio atto ad impegnarsi, in modo rilasciabile con un albero o un'asta che si estende longitudinalmente attraverso fori della custodia assialmente allineati con l'organo di bloccaggio; dei mezzi di comando dell'organo di bloccaggio, azionabili pneumaticamente in contrapposizione a mezzi elastici di contrasto sono previsti per impedire e rispettivamente per consentire un movimento relativo tra l'albero o l'asta suddetti e lo stesso dispositivo di bloccaggio, caratterizzato dal fatto che l'organo di bloccaggio comprende almeno una molla elicoidale avente bracci sagomati elasticamente cedevoli, con le spire della molla disposte coassialmente attorno a detto albero o asta longitudinale, e dal fatto che i mezzi di comando comprendono un organo di spinta agente sui bracci elastici della molla per causare e rispettivamente per rilasciare il serraggio dell'albero.

Utilizzando molle ottenute con filo di acciaio di determinato diametro, nonché utilizzando molle con un sufficiente numero di spire, è possibile esercitare forze di bloccaggio in grado di contrastare spinte elevate distribuendo nel contempo le sollecitazioni su una superficie sufficientemente ampia tale da ridurre le pressioni specìfiche; in questo modo si elimina o si riduce sostanzialmente il rischio di danneggiare la superficie dell'albero o della barra contro cui il dispositivo esercita il bloccaggio.

Secondo un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, in base a risultati di prove sperimentali, è altresì possibile aumentare la forza di bloccaggio lasciando la molla libera di oscillare leggermente secondo un asse ortogonale all'albero o alla barra su cui viene esercitata la forza di bloccaggio; infatti, una leggera rotazione della molla causa una distorsione ed un disassamento delle sue spire che in questo modo si serrano maggiormente contro la superficie dell'albero o della barra, aumentando conseguentemente la forza di bloccaggio.

Da prove fatte su un albero da 12 rara, con un cilindro ISO da 32 ram alimentato con aria compressa a 6 Atm, è stato possibile esercitare forze di bloccaggio di due o più volte superiori a quelle ottenibili con un qualsiasi dispositivo di bloccaggio noto, con coefficiente di sicurezza dell'ordine pari a 2,5 o superiore, adatto per serraggi di forza o per bloccaggi di sicurezza di organi o di parti in movimento.

Il dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione può essere realizzato in qualsiasi forma e dimensione voluta, con molla normalmente aperta o con molla normalmente chiusa, prevedendo un'opportuna conformazione o disposizione della molla stessa nonché dell'organo di spinta e del rispettivo dispositivo pneumatico di comando.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Queste ed ulteriori caratteristiche generali del dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione, nonché di alcune forme di realizzazione preferenziali, risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue e dagli esempi dei disegni allegati, in cui:

Fig. 1 è una sezione trasversale di una prima forma di realizzazione di un dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione, con molla normalmente chiusa con le spire serrate contro un albero da bloccare;

Fig. 2 è una sezione simile a quella di figura 1 con la molla in condizione aperta nella quale consente lo scorrimento dell'albero;

Fig. 3 è una sezione trasversale secondo la linea spezzata 3-3 di figura 1;

Fig. 4 mostra un particolare ingrandito di figura 1;

Fig. 5 è una sezione trasversale simile a quella di figura 1 per una seconda forma di realizzazione del dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione;

Fig. 6 è una sezione trasversale di una terza forma di realizzazione del dispositivo di bloccaggio, con la molla nella condizione chiusa;

Fig. 7 è una sezione simile a quella di figura 6 con la molla in condizione normalmente aperta;

Fig. 8 è una sezione trasversale di una quarta forma di realizzazione di un dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione, con la molla in condizione normalmente chiusa;

Fig. 9 è una sezione simile a quella di figura 8 con la molla in condizione aperta;

Fig. 10 è una sezione trasversale di una quinta realizzazione, con la molla in condizione normalmente aperta;

Fig. 11 è una sezione simile a quella precedente con la molla in condizione chiusa;

Fig. 12 è una sezione trasversale di una sesta realizzazione con la molla normalmente aperta;

Fig. 13 è una sezione simile a quella della figura precedente, con la molla in condizione chiusa;

Fig. 14 è una sezione particolare simile a quella di figura 3, atta ad illustrare ulteriori caratteristiche del dispositivo di bloccaggio;

Fig. 15 è una sezione simile a quella di figura 14 atta ad illustrare un'altra variante;

Fig. 16 è nuovamente una sezione sìmile a quella di figura 3, atta a mostrare l'uso di due molle di bloccaggio.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

Con riferimento alle figure da 1 a 3 descriveremo una prima forma di realizzazione preferenziale di un dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione.

Come mostrato, il dispositivo comprende un involucro esteriore formato da un corpo cavo 10 definente una camera 11 per l'alloggiamento di un organo di bloccaggio 16, azionabile per impedire e rispettivamente per consentire lo scorrimento di un albero 12 attraverso aperture di guida o passaggi 13, 14 assialmente allineati alle due estremità del corpo 10. Con 15 in fig. 1 è stato inoltre indicato un coperchio di chiusura del corpo 10, destinato ad alloggiare un cilindro pneumatico o altro mezzo di azionamento dell'organo di bloccaggio come più avanti spiegato.

L'aspetto maggiormente innovativo del dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione, consiste nell'impiego di un organo di bloccaggio costituito da una molla elicoidale 16, avente un numero di spire prefissato ed ottenuta a partire da filo in acciaio per molle di opportuno diametro, come schematicamente rappresentato .

La molla elicoidale 16 è destinata ad essere serrata con le sue spire contro l'albero 12 per bloccarne su comando lo scorrimento; tale molla potrà essere dunque del tipo "normalmente aperto" o del tipo "normalmente chiuso" .

- Per gli scopi della presente descrizione, con l'espressione "molla normalmente aperta" si intende una molla a spirale le cui spire, in condizione non sollecitata, presentano un diametro interno di pochi decimi di millimetro superiore al diametro dell'albero o asta 12 contro cui le stesse spire della molla devono serrarsi in conseguenza di una azione di torsione esercitata sulla molla stessa nella sua direzione di avvolgimento. Parimenti, con l'espressione "molla normalmente chiusa" si intende una molla a spirale le cui spire, in condizione non sollecitata, presentano un diametro interno di pochi decimi di millimetro inferiore al diametro dell'albero o asta 12, tale che le spire della molla si serrano automaticamente contro l'albero 12, potendo essere disimpegnate esercitando un'azione di torsione in direzione contraria al senso di avvolgimento della molla stessa.

Per esercitare la necessaria azione di torsione della molla a spirale 16, quest'ultima alle due estremità termina con bracci sagomati 16A e 16B inclinati verso l'interno, il cui tratto terminale è ripiegato longitudinalmente in direzione parallela all'asse della molla stessa; in questo modo tra i bracci della molla 16 si può inserire uno spintore 17 a forma di cuneo, per aprire le spire e liberare l'albero 12, come più avanti spiegato .

In questo esempio, la molla 16 è inoltre alloggiata in una culla di supporto 18, avente una parte centrale di forma semicircolare che mantiene la molla 16 assialmente allineata alle aperture 13 e 14 di passaggio dell'albero 12 nel corpo 10, consentendo alla stessa molla un leggero spostamento longitudinale ed un movimento di rotazione attorno ad un asse ortogonale all'albero, in modo da incrementare notevolmente la forza di bloccaggio.

A tale proposito la parte centrale semicircolare 18A della culla 18, in corrispondenza delle due spire estreme'della molla 16, presenta una cava semicircolare 19 che facilita la rotazione della molla ed una deformazione elastica delle sue spire quando la stessa molla viene spinta contro uno spallamento 20 o 21.

Come precedentemente detto, l'apertura e la chiusura delle spire della molla è comandata da un organo di spinta 17 sostanzialmente costituito, nell'esempio in considerazione, da un cuneo in figura 1, spinto dal pistone 22 di un cilindro pneumatico ricavato internamente al coperchio 15 di chiusura del dispositivo di bloccaggio.

Nell'esempio di figura 1 viene utilizzata una molla 16 con le spire normalmente chiuse, vale a dire bloccate contro l'albero 12 nella condizione non sollecitata della molla stessa, quando il cilindro pneumatico di comando risulta disattivato o non alimentato con aria in pressione. In queste condizioni la stessa molla 16, tramite i due bracci 16A e 16B, agirà sulle superfici inclinate dello spintore 17 per muoverlo verso l'alto con il pistone 22, nella condizione di bloccaggio dell'albero 12, quando viene a mancare aria in pressione nel cilindro di comando. In queste condizioni di bloccaggio, la spinta assiale esercitata dallo stesso albero 12 sulla molla 16, porterà quest'ultima contro uno dei due spallamenti 20 o 21 della culla di supporto 18, causando una distorsione delle spire per la leggera rotazione della molla attorno ad un asse ortogonale all'albero 12. Di conseguenza le spire della molla 16 tenderanno ad aderire sempre più strettamente alla superficie dell'albero 12, all'aumentare della spinta.

Volendo liberare l'albero 12 per consentire il suo scorrimento, basterà dunque alimentare aria in pressione tramite il raccordo 22' sul lato del pistone 22 che è opposto a quello dello spintore a cuneo 17. Questa seconda condizione è mostrata nella sezione di figura 2 dalla quale si nota che i due bracci 16A e 16B della molla 16 sono stati divaricati dallo spintore 17 per aprire leggermente le spire, consentendo in questo modo lo sbloccaggio dell'albero 12. Un successivo scarico dell'aria dal cilindro pneumatico di comando, e la reazione elastica esercitata dai bracci 16A e 16B della stessa molla, causerà il sollevamento dell'organo di spinta 17 e del pistone 22, ripristinando la condizione di bloccaggio di figura 1.

Come mostrato nel particolare ingrandito di figura 4, è possìbile prevedere l'impiego di un mezzo di bloccaggio dello spintore, azionabile manualmente per trattenere il pistone 22 e lo spintore 17 nella condizione di apertura della molla mostrato in figura 2. Questo secondo mezzo di bloccaggio è costituito da un perno filettato 23, avvitabile in un foro 24 del coperchio 15 in modo da bloccare il pistone 22 e l'organo di spinta 17 nella condizione abbassata di apertura della molla 16.

Nel caso di figura 1, la molla 16 blocca prevalentemente il movimento assiale dell'albero 12, lasciando invece tale albero 12, e il corpo cavo 10, liberi di ruotare relativamente fra loro.

Pertanto, nel caso in cui si voglia impedire tale rotazione, oltre il movimento lineare, è possibile modificare l'organo di spinta 17 ad esempio come mostrato in figura 5 in cui si fa nuovamente uso di una molla normalmente chiusa, ed in cui sono stati utilizzati gli stessi riferimenti numerici delle figure precedenti per indicare parti simili o equivalenti.

L'esempio di figura 5 si differenzia dall'esempio di figura 1 per il fatto che l'organo di spinta 17 presenta ora due piani laterali 17A e 17B che con il cuneo centrale 17 formano due cave 25 e 26 inclinate in direzioni opposte, a forma di V, in cui scorrono le parti terminali ripiegate dei bracci 16A e 16B della molla, nel modo mostrato. In questo modo, una eventuale rotazione dell'albero 12 rispetto al corpo 10 del dispositiνο di bloccaggio, ο viceversa, tenderebbe a trascinare la molla 16 spingendo uno dei due bracci 16A o 16B contro un rispettivo piano inclinato 17A o 17B dell'organo di spinta 17, aumentando l'azione di serraggio della molla contro l'albero 12 impedendo in questo modo la rotazione di quest'ultimo.

La molla 16 in questo secondo caso svolge quindi una duplice funzione di bloccaggio assiale dell'albero 12 e di rotazione.

Le figure 6 e 7 dei disegni mostrano una terza soluzione che, a differenza delle soluzioni precedenti, utilizza una molla a spirale normalmente aperta; in questo caso si fa uso di un organo di spinta modificato, a piani inclinati, e di una molla di spinta addizionale 29 che agisce sul pistone 22 del cilindro di comando, in assenza di aria in pressione, per avvicinare i due bracci 16A e 16B della molla 16, mantenendo quest'ultima chiusa e serrata contro l'albero 12.

Anche nelle figure 6 e 7, similmente al caso precedente, sono stati utilizzati gli stessi riferimenti numerici per indicare parti simili o equivalenti.

Pertanto il dispositivo di bloccaggio di figure 6 e 7 comprende un corpo 10 chiuso da un coperchio 15, contenente una culla 18 di supporto per una molla elicoidale 16; i bracci 16A e 16B della molla si impegnano inoltre con due piani inclinati 27 e 28 convergenti verso l'interno, che si dispongono al di sotto delle parti terminali ripiegate dei due bracci. Una molla addizionale 29 viene prevista in questo caso tra il corpo 10 del dispositivo ed il pistone 22 del cilindro pneumatico di comando, per premere sull'organo di spinta 22 con una forza sufficiente a mantenere la molla 16 chiusa bloccandola contro l'albero 12, in assenza di aria in pressione nello stesso cilindro pneumatico.

La soluzione di figure 6 e 7 funziona in modo sostanzialmente analogo alle precedenti, con la sola differenza che prima, essendo la molla a spirale di tipo chiuso, la forza di bloccaggio esercitata sull'albero 12 dipendeva unicamente dalle caratteristiche costruttive della stessa molla a spirale.

Nel caso di figure 6 e 7, essendo la molla di tipo aperto, la forza di bloccaggio esercitata sull'albero 12, viene ora a dipendere dalla spinta esercitata dalla molla addizionale 29 che in questo modo può essere calcolata o sostituita in qualsiasi momento con altra molla avente differenti caratteristiche, per ottenere un'azione di bloccaggio maggiormente controllabile e adeguata per ciascuna specifica applicazione.

Le figure 8 e 9 mostrano una quarta soluzione che fa uso dì una molla a spirale normalmente chiusa, e dì un organo di spinta diversamente conformati e disposti rispetto ai casi precedenti.

Nell'esempio delle precedenti figure entrambi i bracci 16A e 16B della molla sono impegnati dall'organo di spinta per causare l'apertura o la chiusura della molla a spirale.

Nel caso di figure 8 e 9 la molla a spirale 16 risulta diversamente conformata in quanto presenta due bracci diritti 16A e 16B diversamente orientati in senso angolare; il braccio 16A della molla viene a contatto con un prolungamento a forcella 31 su un lato dell'organo di spinta 17, mentre l'altro braccio 16B penetra in un foro 33 previsto sulla parete di fondo del corpo 10.

Anche in questo caso la molla 16 risulta normalmente chiusa come mostrato in figura 8 per cui il disimpegno dell'albero 12 avviene alimentando aria in pressione nella camera posteriore del cilindro pneumatico di comando come mostrato in figura 9.

Le figure 10 e 11 mostrano una quinta soluzione che nuovamente usa una molla a spirale di tipo aperto, nel senso precedentemente definito; anche in questo esempio sono stati usati gli stessi riferimenti numerici dei casi precedenti per indicare parti simili o equivalenti.

L'esempio di figure 10 e 11 si differenzia dal caso di figure 6 e 7 per una diversa conformazione della molla 16, dell'organo di spinta 17 e per una conseguente disposizione invertita delle due molle di spinta addizionali. Infatti, la molla 16 in condizione non sollecitata di figura 10, presenta due bracci 16A e 16B paralleli, che si ripiegano in direzione dell'asse della molla; inoltre l'organo di spinta 17 è sotto forma di un elemento a forcella avente piani laterali interni inclinati, che divergono nella direzione della molla a spirale 16. In questo caso si fa uso di due molle di spinta 35 posizionate sul lato del pistone 22 che è opposto a quello di appoggio dell'organo di spinta 17, ovvero sul lato del cilindro pneumatico a semplice effetto, che è opposto a quello di alimentazione dell'aria in pressione; in questo modo in assenza di aria nel cilindro, l'albero 12 viene sempre mantenuto in condizione bloccata.

Le figure 12 e 13 mostrano una sesta soluzione che fa sempre uso di una molla a spirale normalmente aperta, sostanzialmente simile a quella precedente, con la differenza che la molla 16 in figure 12 e 13 presenta bracci 16A e 16B tra loro incrociati, su cui agisce un organo di spinta 17 a forma dì piattello. Il piattello 17 a sua volta è collegato al pistone 22 del cilindro pneumatico di comando, attraverso un perno 37 scorrevole attraverso un foro centrale di un setto 36 che chiude il fondo della camera del cilindro di comando. Con 35 in figure 12 e 13 sono sempre state indicate le due molle supplementari, atte a fornire la forza di chiusura della molla a spirale 16 di bloccaggio dell'albero 12 o altro elemento equivalente.

Negli esempi di figure 10, 11 e di figure 12, 13 la culla 18 è stata eliminata in quanto la molla elicoidale 16 risulta direttamente supportata dall'albero 12; pertanto il corpo 10, dovrà essere provvisto di opportuni spallamenti assiali, equivalenti agli spallamenti 20 precedentemente descritti.

Nei casi fino ad ora descritti, la molla elicoidale 16 viene direttamente a contatto con l'albero 12 il quale, conseguentemente, deve essere fatto con materiale idoneo, o trattato in modo da presentare una superficie di elevata durezza.

Nel caso in cui si debba operare con un albero o con uno stelo 12 in materiale non trattato, può risultare conveniente inserire tra la molla a spirale 16 e l'albero 12, un inserto di materiale più morbido di quello dello stesso albero, al fine di non provocare su quest'ultimo rigature o incisioni che potrebbero danneggiare eventuali guarnizioni di tenuta.

Ciò può essere ottenuto inserendo una bussola in materiale tenero, ad esempio in materiale plastico, formata in una o più parti, ovvero disponendo delle rondelle o degli elementi anulari in materiale metallico morbido, ad esempio in ottone, come schematicamente indicato con 38 in figura 14, ovvero ancora utilizzando una seconda molla a spirale 39, disposta internamente tra le spire della molla principale di bloccaggio 16, come schematicamente indicato in figura 15.

Le figure 14 e 15 mostrano altresì la possibilità di utilizzare un filo di sezione circolare per la molla 16,; tuttavia è possibile realizzare la molla a spirale 16 con fili di differente sezione, ad esempio triangolare o poligonale.

La figura 16 mostra una variante possibile che prevede l'impiego di due molle elicoidali di bloccaggio 40, 41 assialmente allineate tra loro; ciascuna molla è provvista di rispettivi bracci sagomati 40A, 40B e 41A, 41B per essere comandate in chiusura e bloccare l'albero 12, mediante un unico organo di spinta 17, nel modo precedentemente descritto. Le due molle 40 e 41 possono avere lo stesso senso di avvolgimento delle spire o, preferibilmente, sensi di avvolgimento opposti. L'uso di due o più molle separate, rispetto all'unica molla degli esempi precedenti, consente in certi casi di migliorare le condizioni dì bloccaggio, fornendo altresì una azione di antirotazione nei due sensi opposti.

Da quanto detto e mostrato nei disegni allegati risulterà dunque evidente che si è fornito un dispositivo di bloccaggio con molla a spirale di concezione completamente nuova che, dalle prove effettuate, ha dimostrato un'elevata capacità di bloccaggio e di adattabilità a differenti applicazioni, mantenendo nel contempo una costruzione semplice, economica ed estremamente affidabile dell'intero dispositivo.

Al fine di sperimentare l'efficacia del dispositivo di bloccaggio descritto, sono state fatte delle prove utilizzando un dispositivo simile a quello di figura 1 per bloccare un cilindro pneumatico standard avente una camera da 32 min di diametro ed uno stelo da 12 irai. Il cilindro è stato alimentato inizialmente con aria in pressione a 5 Atm, che è stata progressivamente portata fino a 17 Atm, ottenendo nei vari casi forze di bloccaggio superiori alle spinte del cilindro normalmente comprese, alle pressioni di prova, tra 40 e 140 Kg circa. Poiché dispositivi di bloccaggio di questo genere normalmente sono azionati da cilindri idraulici alimentati con aria a 6 Atm, a cui corrisponde per il cilindro di prova una spinta di 48 Kg, risulta evidente che con un dispositivo di bloccaggio secondo la presente invenzione è possibile ottenere forze di bloccaggio fino a 2 e più volte superiori a quelle ottenibili con un dispositivo di bloccaggio convenzionale.

Si intende comunque che quanto è stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati, è stato dato a puro titolo esemplificativo dei principi generali dell'invenzione e di alcune forme di realizzazione preferenziale, e che altre modifiche o varianti possono essere apportate all'intero dispositivo o a parte di esso senza con ciò allontanarsi da quanto rivendicato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di bloccaggio a molla per unità di comando a movimento lineare o rotante, comprendente una custodia esterna; un organo di bloccaggio atto ad impegnarsi, in modo rilasciabile,'con un albero o un'asta che si estende longitudinalmente attraverso fori della custodia assialmente allineati con l'organo di bloccaggio; dei mezzi di comando dell'organo di bloccaggio, azionabili tramite fluido in pressione o in altro modo in contrapposizione a mezzi elastici di contrasto sono previsti per impedire o rispettivamente per consentire un movimento relativo tra l'albero o l'asta e lo stesso dispositivo di bloccaggio, caratterizzato dal fatto che l'organo di bloccaggio comprende almeno una molla elicoidale avente bracci sagomati elasticamente cedevoli, con le spire della molla disposte coassialmente attorno a detto albero o asta longitudinale, e dal fatto che i mezzi di comando comprendono un organo di spinta agente sui bracci elastici della molla per causare e rispettivamente per rilasciare il serraggio dell'albero.
2. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la molla elicoidale, in condizione non sollecitata è del tipo aperto, con un diametro interno delle spire leggermente superiore al diametro dell'albero o asta su cui esercitare l'azione di bloccaggio.
3. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la molla elicoidale in condizione non sollecitata è del tipo chiuso con un diametro interno delle spire leggermente inferiore al diametro dell'albero o asta su cui esercitare l'azione di bloccaggio.
4. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta molla a spirale, è supportata in modo lasco, libera di oscillare attorno ad un asse ortogonale a detto albero o asta longitudinale.
5. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una prima ed una seconda molla a spirale disposte coassialmente a detto albero o asta longitudinale.
6. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che le molle a spirale hanno uguale senso di avvolgimento delle spire.
7. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che le molle hanno sensi opposti di avvolgimento delle spire.
8. Dispositivo di bloccaggio secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprendere una culla interna di supporto e centratura della molla elicoidale.
9. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che un cuscinetto tubolare in materiale avente un grado di durezza inferiore a quello dell'albero o asta longitudinale, è interposto coassialmente tra la molla a spirale e l'albero o asta longitudinale stesso.
10. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che detto cuscinetto tubolare è costituito da una pluralità di elementi anulari, elasticamente cedevoli in senso radiale, assialmente allineati.
11. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che detto cuscinetto tubolare è costituito da almeno una molla elicoidale.
12. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la molla elicoidale di bloccaggio è direttamente supportata da detto albero o asta longitudinale.
13. Dispositivo di bloccaggio secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detta custodia esterna, o detta culla di supporto presentano spallamenti di arresto assiale per la molla elicoidale.
14. Dispositivo di bloccaggio secondo una o più rivendicazioni precedenti ulteriormente caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di antirotazione della molla elicoidale .
15. Dispositivo di bloccaggio secondo una o più rivendicazioni da 1 a 14 caratterizzato dal fatto di costituire parte di una unità mobile rispetto ad un albero o asta di guida fissa.
16. Dispositivo di bloccaggio secondo una o più rivendicazioni da 1 a 14 caratterizzato dal fatto di costituire parte di un attuatore lineare per il bloccaggio dello stelo di comando.
17. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i bracci elastici della molla di bloccaggio presentano estremità ripiegate parallelamente all'asse della molla stessa, dal fatto che nella condizione chiusa delle spire della molla detti bracci elastici sono tra loro convergenti, e dal fatto che l'organo di spinta è sotto forma di un organo a cuneo che penetra tra le estremità ripiegate dei bracci della molla elicoidale.
18. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 17 caratterizzato dal fatto che detto organo di spinta a forma di cuneo, presenta su ciascun lato un piano inclinato definente con la corrispondente superficie laterale del cuneo una cava inclinata di guida della estremità ripiegata di un braccio della molla elicoidale.
19. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i bracci elastici della molla elicoidale presentano estremità ripiegate parallelamente all'asse longitudinale della molla stessa; dal fatto che nella condizione aperta o non serrata delle spire della molla, detti bracci sono tra loro divergenti; dal fatto che l'organo di spinta presenta superfici laterali inclinate che si dispongono al di sotto delle estremità ripiegate dei bracci elastici della molla, e dal fatto che sono previsti mezzi elastici dì spinta addizionali, agenti su detto organo di spinta in contrapposizione ai mezzi pneumatici di comando.
20. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici di spinta addizionali sono costituiti da una molla elicoidale disposta tra uno spallamento della custodia esterna del dispositivo ed il lato del pistone di un cilindro pneumatico di comando, che è rivolto verso la molla di bloccaggio.
21. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la molla di bloccaggio presenta bracci diversamente orientati angolarmente; dal fatto che uno dei bracci della molla si impegna in una sede della custodia esterna, e dal fatto che l'organo di spinta agisce sull'altro braccio della molla nella direzione di aprire le spire elicoidali della molla di bloccaggio.
22. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la molla elicoidale di bloccaggio presenta bracci sostanzialmente paralleli con spire normalmente aperte in condizione non sollecitata, dal fatto che l'organo di spinta è sotto forma di un elemento a forcella provvista di piani inclinati che divergono verso i bracci della molla elicoidale, e dal fatto che sono previsti mezzi elastici di spinta supplementari agenti in contrapposizione ai mezzi pneumatici di comando.
23. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 21 caratterizzato dal fatto che i mezzi elastici di spinta supplementari sono costituiti da molle elicoidali disposte sul lato del pistone di un cilindro pneumatico di comando, che è opposto a quello dell'organo di spinta.
24. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la molla di bloccaggio presenta bracci incrociati; dal fatto che l'organo di spinta è sotto forma di un piattello scorrevole operativamente collegato a detti mezzi pneumatici di comando; e dal fatto che sono previsti mezzi elastici di spinta supplementari, agenti in contrapposizione ai mezzi pneumatici di comando costituiti da molle elicoidali disposte sul lato del pistone di un cilindro pneumatico di comando che è opposto a quello dell'organo di spinta .
25. Dispositivo di bloccaggio secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, ulteriormente caratterizzato dal fatto di comprendere un organo di arresto azionabile manualmente, per bloccare il mezzo pneumatico di comando dell'organo di spinta, nella condizione di apertura della molla elicoidale, per il disimpegno di detto albero o asta longitudinale.