ITMI981865A1 - Torretta portautensili con mezzi di comando dell'elemento di bloccaggio/sbloccaggio indipendenti dal motore di azionamento della - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale:

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato una torretta porta utensili per torni o simili macchine automatiche per lavorazioni meccaniche, comprendente coassialmente una corona dentata fissa, una corona dentata rotante e un elemento di bloccaggio della corona rotante mobile su azionamento di un corpo anulare coassiale, in cui sono previsti mezzi di comando della rotazione del detto corpo anulare indipendenti dal motore di azionamento della rotazione della torretta.

E' noto come le differenti lavorazioni meccaniche di un gran numero di pezzi prevedano l'impiego in successione, per lo stesso pezzo, di più utensili secondo una sequenza programmata e automaticamente comandata. A tale scopo il pezzo è usualmente montato su un tornio o simile centro di lavoro, il quale è dotato di una apparecchiatura ausiliaria costituita da una torretta che porta più utensili, disposti radialmente e/o frontalmente su un piatto rotante, la cui rotazione controllata porta l’utensile, di volta in volta prescelto, in corrispondenza della unica posizione di lavoro per eseguire la richiesta lavorazione del pezzo.

Una fondamentale esigenza che si presenta in tali lavorazioni è la riduzione dei tempi morti di macchina in particolare dovuti al tempo necessario per l’effettuazione del cambio dell'utensile e la ripresa della lavorazione sul pezzo.

Tale tempo morto definito per comodità "tempo di ciclo” è in sostanza quello necessario per permettere alla torretta di eseguire tutti i movimenti atti a portare il nuovo utensile nella posizione di lavoro. A tale scopo infatti la torretta necessita di un prima "fase di apertura” per sbloccarsi dalla posizione di lavoro, di una "fase di rotazione” per ruotare nell'uno o nell’altro senso, secondo il percorso più breve, fino a disporre il nuovo utensile nella posizione di lavoro, e di una "fase di arresto e chiusura” per arrestarsi e ritornare in condizione bloccata.

Tali operazioni sono realizzate, nelle torrette note, con dispositivi meccanici che trasmettono la rotazione di un motore di azionamento al piatto portautenslli rotante e comandano nello stesso tempo l'azionamento dei mezzi di blocco e sblocco, che prevedono tra l’altro un disco divisore dotato di sedi radiali che definiscono le differenti posizioni raggiungibili dal piatto porta utensili, e due corone dentate di cui una fissa alla struttura e una rotante con il piatto portautensili, ma assialmente fissa, le quali sono tra loro bloccate/sbloccate durante le fasi di lavorazione del pezzo/rotazione di cambio utensile tramite una terza corona dentata contrapposta alle altre due, la quale, muovendosi in direzione assiale impegna/disimpegna la propria dentatura con le dentature delle altre due corone determinandone il bloccaggio/sbloccaggio relativo.

E' anche noto che nella fase di chiusura della torretta le dentature delle due corone da bloccare non sono perfettamente allineate in quanto i dispositivi di tipo tradizionale previsti all'interno della torretta per l'arresto della corona rotante, presentano dei giochi necessari al loro corretto funzionamento per l'arresto della rotazione del piatto portautensili.

Conseguentemente l'accoppiamento frontale tra la dentatura della corona di bloccaggio e le dentature delle corone contrapposte determina un trascinamento in rotazione della corona rotante, il quale termina quando la corona di bloccaggio è totalmente innestata sulla corona fissa, corrispondentemente l’impegno della corona rotante contro i denti della corona di arresto determina un impatto il quale viene trasmesso alla struttura generando rumore e possibilità di danneggiamenti della torretta.

A causa di detti urti è quindi necessario ridurre la velocità di rotazione del disco poratutensili oppure le masse ad esso applicate.

Sono anche note torrette che, pur essendo dotate di mezzi di comando separati per il bloccaggio / sbloccaggio e la rotazione del disco, generalmente rispettivamente costituiti da un motore a velocità variabile e da un dispositivo idraulico che agisce direttamente sulla corona mobile assialmente di bloccaggio della corona rotante.

Tali dispositivi presentano tuttavia l’inconveniente costituito dal fatto che la irreversibilità e quindi la sicurezza del bloccaggio è affidata a mezzi quali valvole di non ritorno e simili che non possono a loro volta garantire effettiva sicurezza in quanto basta la rottura di un tubo di alimentazione del fluido per determinare l’inefficacia dei detti mezzi di sicurezza.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare una torretta portautensili che aia dotata di dispositivi di arresto della rotazione del piatto portautensili , atti a ridurre quanto più possibile gli urti e la rumorosità della torretta in fase di chiusura della stessa, e che preveda elementi di blocco della torretta agenti tramite un comando positivo di elevata precisione ed affidabilità.

Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da una torretta portautenslli per torni o simili centri di lavoro comprendente un corpo fisso di supporto di una corona dentata fissa e di una corona dentata, alla quale è vincolata una piastra portautensili , rotante solidalmente ad un albero, di azionamento della torretta, di un elemento di bloccaggio della torretta, coassiale a detto albero e fermo in rotazione ma assialmente mobile rispetto a questo, un corpo anulare coassialmente montato sull’albero e mobile in rotazione relativamente a quest'ultimo, portante degli elementi di rotolamento, atti a interagire con la detta superficie a camma dell'anello per determinare la spinta dello stesso contro la reazione di mezzi elastici interposti tra detto anello e detta corona rotante, e il conseguente bloccaggio/sbloccaggio della torretta in cui sono previsti mezzi di comando della rotazione del detto corpo anulare indipendenti dal motore di azionamento della rotazione della torretta.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione, con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 : una sezione schematica secondo un piano longitudinale verticale della torretta secondo il trovato, in condizione di chiusura per il normale funzionamento; in figura 2 una sezione secondo il plano di traccia II-II di fig. 1;

in figura 3 : una schema funzionale dei dispositivi di blocco della torretta in posizione di bloccaggio della stessa;

in figura 4 : una sezione secondo il piano di traccia IV-1V di fig. 1;

in figura 5 : una sezione schematica secondo un piano longitudinale verticale della torretta secondo il trovato in condizione di apertura per il cambio utensile;

in figura 6 una sezione secondo il piano di traccia VI-VI di fig. 5 e

in figura 7 una schema funzionale dei dispositivi di blocco della torretta in posizione di apertura della stessa.

Come si rileva dalle figure, la torretta secondo il trovato è costitutita da un corpo esterno di supporto 1, comprendente una corona fissa 2, dotata di dentatura frontale 2a.

All'interno del corpo 1 è girevole una ulteriore corona 3 rotante, alla quale è collegabile la piastra 4 portautensili della torretta; la corona rotante 3 è dotata di dentatura frontale 3a, concentrica e adiacente alla dentatura 2a della corona fissa 2.

Detta corona 4 è azionabile in rotazione tramite un albero 6 a sua volta azionato tramite un motore 12 a velocità variabile e una trasmissione ad ingranaggi 13,14,18.

Intorno all’albero 6 è presente un anello di blocco 7, mobile in senso assiale nelle due direzioni, dotato di dentatura 7a frontale, affacciata alle dentature 2a,3a delle rispettive corone fissa 2 e rotante 3, ed atta ad impegnarsi con esse, per determinare il vincolo della corona girevole 3 alla corona fissa 2; tra la corona girevole 3 e l’anello 7 sono interposti mezzi elastici 10 agenti nel senso di mantenere l'anello 7 assialmente distanziato dalla corona 3 e conseguentemente disimpegnata la dentatura 7a dalle dentature 2a,3a.

L’anello 7 presenta sulla sua superficie frontale opposta a quella della dentatura 7a, un profilo a camme 17 con gole ribassate 17a che delimitano tratti piani 17b di cresta. L'anello 7 è inoltre dotato sul suo profilo circonferenziale di una cava 7c cooperante con una spina 7b per impedire la rotazione dell’anello 7 stesso, ma nel contempo consentirgli la traslazione assiale (figg.l e 4) comandata, in un senso, dalla molla 10 e, nell’altro senso, da un corpo anulare 20 coassialmente montato sull'albero 6 a monte del disco 7 rispetto alla corona girevole 3.

Detto corpo anulare 20 può ruotare rispetto all’albero 6 su comando di un cilindro idraulico a doppio effetto 30 disposto con asse longitudinale trasversale rispetto all’asse di rotazione X-X della torretta; il pistone 31 del cilindro 30 presenta, in posizione approssimativamente mediana, un dente 31a sporgente radialmente verso l’esterno e atto ad accoppiarsi con una corrispondente sede 20a del corpo anulare 20 il quale è pertanto mosso in rotazione dallo spostamento in una direzione o nell’altra del pistone 31, conseguente all'alimentazione/scarico alternata dell'una o dell’altra camera del cilindro 30 effettuata tramite i relativi condotti 30a.

Al motore 12 è associato un rilevatore di posizione 12a, ad esemmpio del tipo denominato encoder o simile, opportunamente tarato in per il rilevamento e il controllo della posizione angolare dell’albero del motore 12 e quindi della dentatura 3a della corona rotante 3 .

Il funzionamento della torretta e dei relativi mezzi di arresto della rotazione di cambio utensile è il seguent e:

- in condizione di lavoro (figg. 1,2,3,4) la torretta è bloccata, ciò significa che l'anello 7 è assialmente spinto verso le corone fissa 2 e rotante 3 in modo che le corrispondenti dentature siano ingranate (fig. 3);

- terminata la lavorazione inizia la fase di cambio utensile (fig. 5,6,7) durante la quale il cilindro 30 sposta il pistone 31 in una prefissata direzione determinando, tramite il risalto 31a, la rotazione del corpo anulare 20 che porta i rulli 21 in corrispondenza delle sedi 17a del profilo a camme 17 dell'anello 7 il quale può in tal modo essere assialmente spinto indietro dalla molla 10 disimpegnandosi dalle corone fissa 2 e rotante 3; quest’ultima viene posta in rotazione fino a che non viene segnalata, tramite i relativi mezzi di rilevazione 12a, l’approssimarsi della programmata posizione angolare della piastra 4 portautensili .

A questo punto viene comandato l'azionamento in senso inverso del pistone 31 che riporta alla posizione originarla il corpo anulare 20 in modo che 1 rulli 21 risalgano sui plani di cresta 17b determinando l’avanzamento assiale del disco 7 e la nuova chiusura della torretta.

Risulta pertanto evidente come la posizione di chiusura della torretta sia garantita dalla posizione assunta dal corpo anulare 20 e in particolare dalla posizione dei rulli 21 che si dispongono su un piano 17b dal quale non possono scendere neppure se dovesse guastarsi il circuito di controllo dell’alimentazione del cilindro di comando 30.

In altre parole la sicurezza della chiusura della atorretta è indipendente dai mezzi di azionamento dello sbloccaggio /bloccaggio della chiusura stessa. Molteplici varianti possono essere introdotte, senza per questo uscire dall’ambito del trovato nelle sue caratterietiche generali: i mezzi diazionamento delcorpo anulare 20 possono ad esempio essere costituiti da un cilindro pneumatico o in alternativa da mezzi elettromagnetici, eventualmente associati a mezzi elastici atti a far compiere la necessaria traslazione in un senso o nell'altro all'estensione radiale 31a per determianre la conseguente rotazione del corpo anulare 20.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Torretta portautensili per macchine automatiche per lavorazioni meccaniche, comprendente un corpo fisso di supporto (1) di una corona dentata (2,2a) fissa e di una corona dentata (3,3a), alla quale è vincolata una piastra (4) portautensili, rotante solidalmente ad un albero (6), di azionamento della torretta, mosso da un relativo motore (12), di un elemento (7) di bloccaggio della torretta, coassiale a detto albero (6) e fermo in rotazione ma assialmente mobile rispetto a questo, dotato di una dentatura frontale (7a) rivoltra verso le dette corone (2,3) e di una superficie a camma (17,17a,17b) sulla superficie frontale opposta, un corpo anulare (20) coassialmente montato sull’albero (6) e mobile in rotazione relativamente a quest'ultimo, portante degli elementi di rotolamento (21), atti a interagire con la detta superficie a camma (17) dell’anello (7) per determinare la spinta dello stesso contro la reazione di mezzi elastici (10) interposti tra detto anello (7) e detta corona rotante (3), e il conseguente bloccaggio/sbloccaggio della torretta, caratterizzata dal fatto che sono previsti mezzi (30,31,31a) di comando della rotazione del detto corpo anulare (20), indipendenti dal motore (10) di azionamento della rotazione della torretta.
2. 2) Torretta secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto corpo anulare (20) prevede almeno una cava radiale (20a).
3. 3) Torretta secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando della rotazione del corpo anulare (20) sono costituiti da un risalto (31a) solidale ad un elemento (31) mosso da relativi mezzi di azionamento (30) e atto all'accoppiamento con la detta sede radiale (20a) del corpo anulare.
4. 4) Torretta secondo rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che detto elemento (31,31a) di comando è mobile secondo una traiettoria rettilinea.
5. 5) Torretta secondo rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che detto elemento (31,31a) di comando è mobile secondo una traiettoria circolare.
6. 6) Torretta secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando della rotazione del corpo anulare (20) sono costituiti dal pistone (31,31a) di un cilindro (30) a doppio effetto.
7. 7) Torretta secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che detto cilindro (30) è disposto con asse longitudinale trasversale rispetto all'asse di rotazione dell'albero (6) della torretta.
8. 8) Torretta secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che detto cilindro a doppio effetto (30) è di tipo oleodinamico.
9. 9) Torretta secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che detto cilindro a doppio effetto è di tipo pneumatico.
10. 10) Torretta secondo rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che sono previsti condotti (30a) di alimentazione delle opposte camere del cilindro (30) formate nel corpo (1) della torretta.
11. 11) Torretta secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di azionamento dei mezzi di comando sono di tipo elettromagnetico.
12. 12) Torretta secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto motore di azionamento (12) è a velocità variabile.
13. 13) Torretta secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto motore (12) è associato ad un dispositivo (12a) di rilevazione della posizione angolare dell’albero del motore (12).