ITPD20090096A1 - Molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa - Google Patents

Description

MOLLA A GAS PERFEZIONATA CON DISPOSITIVO DI SICUREZZA PER EXTRACORSA

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa.

Le molle a gas generalmente sono definite da una camicia tubolare di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello dotato di valvola di caricamento gas, e dalla parte opposta da una porzione di testa, forata per il passaggio di uno stelo con pistone, traslante all’interno di detta camicia; camicia, fondello e porzione di testa definiscono il vano di corsa per il pistone, mentre lo stesso pistone, con camicia e fondello definisce la camera di compressione ed espansione del gas.

Tali molle a gas vengono tipicamente, ma non esclusivamente, impiegate anche in situazioni, quali stampi, presse di stampaggio, e simili, in cui possono essere sottoposte a situazioni di elevata pressione interna o di urto con le associate parti di una pressa o di uno stampo, tali da poter essere danneggiate; tali danneggiamenti possono rendere inutilizzabile la molla a gas stessa, con obbligo di sostituzione ed interruzione del macchinario o impianto in cui essa à ̈ posta a lavorare, ma possono anche essere tali da recare danno ad un operatore che si trovi nei dintorni, come nel caso di esplosione per aumento incontrollato della pressione, o nel caso di esplosione per danneggiamento dello stelopistone o delle parti che lo trattengono all'interno della camicia, o di rottura con fuoriuscita incontrollata di gas in pressione.

Uno dei motivi che principalmente portano a tali danneggiamenti à ̈ la cosiddetta 'extracorsa' del pistone, ovvero una corsa a rientrare, dello stelo con pistone, maggiore rispetto a quanto consentito dal punto di vista costruttivo per quella peculiare molla a gas.

Tale cosiddetta 'extracorsa' può essere determinata ad esempio da un inatteso aumento di carico sullo stelo della molla, il quale costringe lo stelo stesso a rientrare nel corpo della molla per una lunghezza non preventivata, generandosi un sovraccarico interno alla molla che può risultare insostenibile per la struttura della molla nel suo complesso.

La molla quindi può spanciare o può rompersi nei punti di giunzione fra le parti che la compongono, o gli elementi di tenuta per lo stesso possono cedere, in tutti i casi citati potendosi determinare una inattesa, indesiderata e pericolosa rapida fuoriuscita di gas.

Per evitare che si verifichino tali pericolose situazioni di extracorsa, sono stati messi a punto molle a gas comprendenti dispositivi di sicurezza preposti alla fuoriuscita controllata ed in sicurezza del gas in pressione in caso di extracorsa.

Ad esempio nel brevetto europeo concesso EP0959263B1 a nome Orflam Industries, con priorità 22 maggio 1998, à ̈ descritto e rivendicato un dispositivo a fluido comprimibile comprendente una camera di compressione contenente fluido comprimibile, e un pistone movimentabile in detta camera di compressione in una prima direzione per la compressione di detto fluido comprimibile, ed in una seconda direzione opposta alla prima, in risposta ad una forza del fluido compresso, il dispositivo comprendendo un elemento di sicurezza posizionato in modo tale da essere percosso dal pistone nel caso esso esegua una corsa accidentale superiore ad una predeterminata corsa nominale, detto elemento di sicurezza essendo predisposto per provocare lo scarico della camera di compressione quando percosso dal pistone.

Un dispositivo di sicurezza per molle a gas à ̈ descritto e rivendicato nella domanda di brevetto italiano PD 2007 A 378 del 13 novembre 2007, a nome del medesimo Titolare Special Springs s.r.l.. Tale dispositivo di sicurezza si caratterizza per il fatto di comprendere, associato al fondello o alla camicia di una molla a gas, un setto fratturabile soggetto alla pressione determinata dal gas compresso all’interno di una camera di compressione ed espansione di una molla a gas, detto setto fratturabile essendo associato ad un elemento a sviluppo longitudinale sviluppatesi in detta camera di compressione ed espansione per una lunghezza tale da intercettare una parte di detto pistone durante la sua discesa, prima che questo esegua una corsa superiore alla predefinita (ovvero una extracorsa); l'elemento a sviluppo longitudinale à ̈ sostenuto con mezzi di supporto cedevoli atti a consentire, in presenza di una predeterminata spinta del pistone su detto elemento a sviluppo longitudinale, che quest'ultimo si muova a rompere detto setto fratturabile determinando l'apertura di una via d'uscita per il gas verso l'esterno.

Entrambi i citati sistemi di sicurezza per molle a gas, pur nella loro efficacia, presentano alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente à ̈ legato al fatto che entrambe le soluzioni tecniche prevedono la rottura di una parte preposta a consentire la fuoriuscita controllata di gas in pressione.

Per il ripristino della piena funzionalità della medesima molla a gas si richiede quindi che la parte vada sostituita, con conseguente impiego di manodopera nonchà ̈ di componentistica di ricambio. Un ulteriore inconveniente à ̈ dato dal fatto che la realizzazione di tali parti predisposte a rottura dev'essere assai precisa, perchà ̈ à ̈ fondamentale che tali parti si rompano esattamente in corrispondenza della sollecitazione predeterminata.

Diversamente se le parti preposte a rottura non si rompessero in presenza dei carichi di progetto, o si rompessero con carichi inferiori a quelli di progetto, la molla a gas non risulterebbe messa in sicurezza.

Il compito del presente trovato à ̈ quello di realizzare una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per aumento di pressione da extracorsa capace di ovviare agli inconvenienti palesati dalle molle a gas e dai dispositivi di sicurezza di tipo noto.

Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato à ̈ quello di realizzare una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza extracorsa, che sia semplicissima da ripristinare in caso di sopraggiunta extracorsa.

Un altro scopo del trovato à ̈ quello di mettere a punto una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza non meno efficiente e sicuro delle molle a gas note.

Non ultimo scopo del trovato à ̈ quello di proporre una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa, strutturalmente semplice e di facile impiego, che possa essere prodotta con impianti e tecnologie note, nonchà ̈ a costi contenuti.

Questo compito, nonchà ̈ questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa, comprendente una camicia tubolare di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello dotato di valvola di caricamento gas, e dalla parte opposta da una porzione di testa, forata per il passaggio di uno stelo con pistone, camicia, fondello e pistone definendo la camera di compressione ed espansione del gas, detta molla a gas presentando sulla faccia interna di detta camicia in detta camera di compressione almeno una zona in bassorilievo preposta ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati o a detto pistone o a detta porzione di testa, e operanti contro detta faccia interna della camicia, detta almeno una zona in bassorilievo essendo realizzata in una posizione tale da definire il limite della corsa a rientrare di detto pistone o di detta porzione di testa, tale molla a gas perfezionata caratterizzandosi per il fatto che detta zona di basso rilievo à ̈ data da una cava anulare.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra una vista laterale in sezione della molla a gas perfezionata secondo il trovato;

- la figura 2 Ã ̈ un particolare di figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ la medesima vista laterale in sezione di figura 1, in un secondo assetto d'uso; - la figura 4 Ã ̈ un particolare di figura 3.

Con riferimento alle figure citate, una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa secondo il trovato, Ã ̈ indicata complessivamente con il numero 10.

Tale molla a gas 10 comprende una camicia tubolare 11 di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello 12 dotato di valvola di caricamento gas 13, e dalla parte opposta da una porzione di testa 14, forata per il passaggio di uno stelo 15 con pistone 16.

Camicia 11, fondello 12 e pistone 16 definiscono la camera 17 di compressione ed espansione del gas.

Tale molla a gas 10 presenta sulla faccia interna 18 della camicia 11, all'interno della camera di compressione 17, una zona in bassorilievo 19 preposta ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati alla porzione di testa 14.

Tale zona in bassorilievo 19 Ã ̈ realizzata in una posizione tale da definire il limite della corsa a rientrare di detta porzione di testa 14.

La zona di basso rilievo 19 Ã ̈ data da una cava anulare 20.

I mezzi di guarnizione sono dati da un anello di tenuta 25, di tenuta statica, operante contro la faccia interna 18 della camicia 11.

La porzione di testa 14 Ã ̈ definita da un manicotto 21, assialmente forato per il passaggio dello stelo 15 con pistone 16.

Il manicotto 21 porta un anello di tenuta interno 30 per la tenuta dinamica con lo stelo 15, oltre al citato anello di tenuta esterno 25, di tenuta statica, premuto contro la faccia interna 18 della camicia 11.

Tale manicotto 21 à ̈ sagomato per sporgere dalla camicia 11 per un tratto 31, ed à ̈ vincolato all'interno della stessa camicia 11 in modo da non potersi muovere verso l'esterno, ma da potersi muovere verso l'interno della camicia 11, ad esempio mediante un anello antiestrazione 33 interposto tra due opposti spallamenti, un primo spallamento 34, definito sull'esterno del manicotto 21, e un secondo spallamento 35 sulla faccia interna 18 della camicia.

La pressione interna alla camera di compressione 17 mantiene il manicotto 21 nell'assetto d'uso normale.

Il tratto 31 del manicotto 21 che sporge dalla camicia 11 si sviluppa assialmente per una lunghezza tale da intercettare il corpo con cui interagisce lo stelo 15 prima che lo stesso stelo 15, e quindi il pistone 16, cominci a rientrare in extracorsa.

In caso di extracorsa quindi, che può giungere fino a che si determina una situazione di compressione meccanica dell'estremità libera della camicia 11 da parte dell'associata pressa o semistampo, assieme allo stelo 15 viene spinto verso l'interno della camicia 11 anche il manicotto 21, il quale abbassandosi, come da figura 3, porta l'anello di tenuta esterno 25 ad interessare la cava anulare 20.

L'anello di tenuta 25 perde aderenza nella zona di bassorilievo 19 ed il gas in pressione trova sfogo nelle fessure che si determinano tra la cava anulare 20 e l'anello di tenuta 25.

La zona di basso rilievo 19 à ̈ così posizionata in modo da incontrare l'anello di tenuta 25 in corrispondenza dell'inizio dell'extracorsa per il manicotto 21, e definisce quindi il dispositivo di sicurezza della molla a gas perfezionata 10 secondo il trovato.

A seguito del superamento dell'anello di tenuta 25, il gas trafila all'esterno della camicia della molla a gas per il fatto che la porzione di testa 14 non à ̈ vincolata a tenuta stagna, e le guarnizioni visibili nei disegni e non indicate con numeri sono da intendersi guarnizioni paraolio, ovvero preposte ad impedire l'ingresso di olio nella molla ma non la fuoriuscita di gas. Si à ̈ in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.

In particolare con il trovato si à ̈ messa a punto una molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa, semplicissima da ripristinare in caso di sopraggiunta extracorsa; infatti se l'anello di tenuta 25 ha incontrato la zona in bassorilevo 19 senza ledersi, à ̈ sufficiente ripristinare la giusta pressione all'interno della camera di compressione 17.

Tale molla a gas perfezionata 10, in caso l'associata pressa o l'associato stampo o altra attrezzatura cui la molla a gas 10 à ̈ applicata, dovesse urtare la molla stessa determinando in essa rotture tali da consentire l'eiezione dello stelo pistone, tale stelo pistone sarebbe, al momento in cui intervengono le citate rotture, già sottoposto ad una spinta del gas relativamente blanda, grazie al fatto che il gas in pressione à ̈ nel frattempo trafilato dalle zone in basso rilievo ed in particolare dalla cava anulare 20, che sviluppandosi simmetricamente su tutto il perimetro interno della camicia 11, consente una uscita sostanzialmente equilibrata e simmetrica del gas.

Inoltre, con il presente trovato si à ̈ messa a punto una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza non meno efficiente e sicura delle molle a gas note, e di realizzazione assai più semplice, essendo sufficiente realizzare la cava anulare 20 sulla faccia interna 18 della camicia 11, senza la necessità di realizzare a parte complessi dispositivi fratturabili, come da tecnica nota, i quali inoltre devono trovare collocazione nel fondello o sulla camicia della molla stessa.

Non ultimo, con il trovato si à ̈ realizzata una molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa, strutturalmente semplice e di facile impiego, che possa essere prodotta con impianti e tecnologie note, nonchà ̈ a costi contenuti.

Il trovato, così concepito, à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1) Molla a gas perfezionata (10) con dispositivo di sicurezza per extracorsa, comprendente una camicia tubolare (11) di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello (12) dotato di valvola di caricamento gas (13), e dalla parte opposta da una porzione di testa (14), forata per il passaggio di uno stelo (15) con pistone (16), camicia, fondello e pistone definendo la camera di compressione ed espansione del gas (17), detta molla a gas perfezionata (10) presentando sulla faccia interna (18) di detta camicia (11) in detta camera di compressione (17) almeno una zona in bassorilievo (19) preposta ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati a detta porzione di testa (14), e operanti contro detta faccia interna (18) della camicia, detta almeno una zona in bassorilievo (19) essendo realizzata in una posizione tale da definire il limite della corsa a rientrare di detta porzione di testa (14) tale molla a gas perfezionata caratterizzandosi per il fatto che detta zona di basso rilievo (19) Ã ̈ data da una cava anulare (20).
2. 2) Molla a gas secondo la rivendicazione 1, che si caratterizza per il fatto che detta zona di basso rilievo (19) Ã ̈ posizionata in modo da incontrare i mezzi di guarnizione associati alla porzione di testa (14) in corrispondenza dell'inizio della corsa per la porzione di testa (14), normalmente ferma, e definisce il dispositivo di sicurezza della molla a gas (10).
3. 3) Molla a gas perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta porzione di testa (14) Ã ̈ definita da un manicotto (21), assialmente forato per il passaggio dello stelo (15) con pistone (16), il quale manicotto (21) porta un anello di tenuta interno (30) per la tenuta dinamica con lo stelo (15), e un anello di tenuta esterno (25), statico, premuto contro la faccia interna (18) della camicia (11), detto manicotto (21) essendo sagomato per sporgere dalla camicia (11) per un tratto (31), ed essendo vincolato all'interno della stessa camicia (11) in modo da non potersi muovere verso l'esterno, ma da potersi muovere verso l'interno della camicia (11).
4. 4) Molla a gas secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che detto tratto (31) del manicotto (21) che sporge dalla camicia (11) si sviluppa assialmente per una lunghezza tale da intercettare il corpo con cui interagisce lo stelo (15) prima che lo stesso stelo (15), e quindi il pistone (16), cominci a rientrare in extracorsa.
5. 5) Molla a gas perfezionata con dispositivo di sicurezza per extracorsa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.