ITRN20110005A1 - Sistema di tappo filettato e relativo avvitatore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

SISTEMA DI TAPPO FILETTATO E RELATIVO AVVITATORE

La presente invenzione concerne un sistema di tappo filettato e relativo avvitatore per impiego generale in ambito industriale.

La tecnica nota conosce già dei tappi filettati, realizzati in materiale plastico, destinati all'impiego industriale, atti ad essere inseriti con avvitamento e serraggio forzati in un foro di un generico organo destinatario. Tali tappi sono utilizzati per i più vari scopi, tra i quali, ad esempio, quello di otturare fori, di proteggerli da eventuali danneggiamenti, di ricoprirli per esigenze funzionali od estetiche, di renderli stagni, di contrassegnarli, di renderli ermetici, ecc.

Un tipo noto di tappi siffatti prevede una struttura monolitica, complessa, dotata di un asse di simmetria longitudinale, nella quale sono individuabili essenzialmente tre parti fondamentali: un corpo, una flangia ed una testa, parti che sono poste una di seguita all'altra longitudinalmente all'asse di simmetria medesimo.

il corpo del tappo à ̈ sostanzialmente cilindrico, à ̈ nte cavo ed à ̈ dotato di una parete di contorno nella quale à ̈ ricavata una filettatura esterna destinata ad accoppiarsi con una congruente filettatura ricavata invece all'interno del foro destinatario del tappo.

La flangia à ̈ essenzialmente conformata ad anello, ed à ̈ interposta tra corpo e testa, rispetto alle quali deborda sporgendone trasversalmente all'asse del tappo. Nell'uso del tappo in opera la flangia à ̈ destinata a riscontrare una partizione di superficie dell'organo che contorna il foro esercitandovi un'azione di spinta conseguente aH'avvitamento, azione di spinta che à ̈ tanto più intensa quanto più elevata à ̈ la coppia di serraggio con cui il tappo à ̈ avvitato a forza nel foro.

La testa ha la forma di un solido tubolare di contorno prismatico, che si sviluppa per una breve lunghezza assiale, proiettandosi dalla flangia da parte opposta rispetto al corpo.

Il solido tubolare à ̈ provvisto di un'ampia cavità interna che, lateralmente, à ̈ contornata da una spessa parete, conformata ad anello chiuso e dotata di spessore uniforme e costante. La cavità interna à ̈ dotata anche di fondo, chiuso, materializzato dalla stessa flangia. Un'ampia apertura posta in posizione sommitale del solido tubolare consente l'accesso dall'esterno alla cavità interna della testa del tappo.

Nei tappi di tecnica nota sopra richiamati la testa à ̈ provvista di diversi tipi di superfici di accoppiamento su cui impegnare un utensile di manovra per avvitare o svitare, a forza, il tappo.

Di tali superfici di accoppiamento: prime superfici di accoppiamento sono individuate sulle facce della superficie esterna della parete ad anello del solido tubolare; seconde superfici di accoppiamento sono recate invece da risalti prominenti contenuti all'interno della cavità.

Più in particolare, le prime superfici esterne sono sostanzialmente ortogonali al piano di giacitura della flangia e sono conformate e dimensionate in modo tale da potersi accoppiare con un utensile di manovra costituito ad esempio da una chiave a bocca o da una chiave a bussola, unificate, di produzione standard ed impiegate normalmente per il serraggio di bulloni di acciaio.

Gli utensili di manovra sopra indicati - indipendentemente dalla propria forma di realizzazione tecnologica - operano sempre con avvolgimento dall'esterno della superficie esterna del corpo tubolare della testa e si accoppiano con detta superficie con un certo gioco circonferenziale sempre presente e non eliminabile.

Le seconde superfici di accoppiamento, recate invece dai risalti paralleli interni alla cavità, delimitano invece in combinazione tra loro una interposta sede o fessura in cui può impegnarsi un ulteriore tipo di utensile di manovra, ancora di tipo standardizzato per impieghi generici, rappresentato in tal caso da un cacciavite che può essere impegnato nella sede per esercitare lo sforzo necessario per l'avvitamento/svitamento del tappo.

Come detto precedentemente il tappo à ̈ costituito normalmente in materiale plastico. Gli utensili di manovra di tipo standard sono costruiti invece in acciaio ad alta resistenza e sono dimensionati in modo da essere in grado di espletare coppie di serraggio di intensità adatta al serraggio a fondo di bulloni di acciaio. Ne consegue che a causa dell'alta capacità di sforzo che può essere generata con questi utensili, nel loro impiego per il montaggio/smontaggio dei tappi plastici, à ̈ necessario modulare con grande attenzione l'intensità della coppia di serraggio in maniera tale da assicurare sempre il giusto compromesso tra un serraggio del tappo adeguato alle funzionalità specifiche ad esso richieste, ed un serraggio non eccessivo ed al di sotto di un valore limite che potrebbe causare un danneggiamento permanente della testa del tappo; danneggiamento cui concorre, peraltro, anche l'ineliminabile gioco circonferenziale con cui l'utensile di manovra si impegna con le prime e/o con le seconde superfici di accoppiamento precedentemente definite. In pratica, all'atto del montaggio di detti tappi può accadere che per tenersi in una condizione di relativa sicurezza rispetto alla condizione di danneggiamento del tappo, il montatore può tendere a serrare il tappo, cautelativamente, meno di quanto necessario per assicurare ad esempio la ottimale tenuta stagna del foro.

Il che può essere causa di successivi inconvenienti che potrebbero condurre al danneggiamento non solo dell'organo meccanico destinatario del tappo, ma anche, indirettamente, della stessa macchina o dello stesso impianto con cui tale organo à ̈ in relazione operativa.

Per contro, anche un serraggio eccessivo del tappo può essere causa di altri, non meno gravi, inconvenienti. Infatti, seppure sia vero che un serraggio elevato, tale ad esempio da deformare permanentemente la testa del tappo, potrebbe indirettamente rassicurare circa l'efficienza della tenuta stagna del tappo, à ̈ altrettanto vero che se nel corso della vita utile del tappo in opera dovesse poi rendersi necessaria la rimozione del tappo (ad esempio per una manutenzione ordinaria o straordinaria dell'organo o delle parti di macchina che fanno uso di tale organo) una eventuale deformazione permanente del tappo potrebbe impedire addirittura l'applicazione stessa della chiave di manovra impedendo

regolare svitamento e smontaggio. Paradossalmente tutto ciò, può rendere assai laborioso e costoso un intervento manutentivo di per sé ordinario, con l'aggravante talvolta che a tali difficoltà di manovra del tappo potrebbero aggiungersi ulteriori difficoltà nella manovra degli attrezzi imputabili allo locazione stessa del tappo - nell'ambito dell'organo e/o dell'impianto utilizzatore.

Primario scopo del trovato à ̈ quello di ovviare a tali inconvenienti proponendo un sistema di tappo e di relativo avvitatore in cui le manovre di avvitamento e serraggio del tappo siano eseguibili con intervento di superfici attive del tappo che sono interne alla parete ad anello del solido tubolare che materializza la testa del tappo, nonché oblique rispetto all'asse del tappo; ed in cui l'organo avvitatore à ̈ dotato di un testa idonea ad operare con accoppiamento di combaciamento, diretto, senza gioco, con tali superfici.

L'eliminazione del gioco, automatica e totale, ha il vantaggio di consentire - a parità di ogni altra condizione - anche un incremento della coppia di serraggio che può essere applicata, senza incorrere nel rischio di danneggiare le superfici plastiche del tappo.

La localizzazione delle superfici di serraggio all'interno della cavità consente anche l'ulteriore vantaggio di rendere necessario uno spazio di manovra del tappo più ridotto rispetto a quello normalmente richiesto dalle applicazioni note: il che facilita anche una migliore raggiungibilità del tappo in opera durante le operazioni di manutenzione.

L'accoppiamento di combaciamento su superficie oblique, oltre ad assicurare l'automatico azzeramento dei giochi, consente di accrescere indirettamente anche lo spessore locale della parete ad anello del solido tubolare. Il che contribuisce all'ulteriore accrescimento dell'intensità del serraggio che può essere applicato al tappo, senza incorrere in un suo danneggiamento.

Le caratteristiche tecniche della presente invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente deducibili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, in particolare dalla rivendicazione 1 e, inoltre, da una qualsiasi rivendicazione dipendente, direttamente o indirettamente, dalla rivendicazione 1.

I vantaggi della presente invenzione risulteranno, inoltre, maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, la quale à ̈ fatta con riferimento ai disegni allegati che rappresentano forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative della stessa invenzione, in cui:

le figure 1 , 2 e 3 sono rispettivamente una vista in alzato, una vista in pianta dall'alto ed una vista laterale di un tappo conforme all'invenzione;

la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica che illustra il tappo nel suo insieme;

la figura 5 à ̈ una sezione del tappo eseguita con un piano la cui traccia à ̈ indicata con A-A in figura 2;

- la figura 6 Ã ̈ una vista prospettica di insieme di un organo di manovra per l'a /svitamento del tappo;

la figura 7 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto dell'organo di manovra; le figure 8 e 9 sono sezioni trasversali dell'organo di manovra eseguite secondo i piani di traccia A-A e C-C di figura 7;

- la figura 10 Ã ̈ una vista prospettica d'insieme di una variante di esecuzione di un particolare del trovato.

Con riferimento alle figure degli uniti disegni, nelle figure 1 ,2 e 3 con 1 si à ̈ indicato nel suo complesso un tappo 1 filettato, destinato ad essere inserito con serraggio forzato in un foro ricavato in un generico organo destinatario, non mostrato nei disegni. Il tappo 1 - preferibilmente realizzato in materiale plastico - essenzialmente comprende una struttura monolitica, dotata di un asse 2 longitudinale, di simmetria, e formata da: un corpo 3, una flangia 4 ed una testa 5, disposti ordinatamente in prosecuzione lungo l'asse 2, con la flangia 4 interposta tra il corpo 3 e la testa 5.

Il corpo 3 [figure 4, 5 e 8] à ̈ internamente cavo ed à ̈ dotato, esternamente, di una filettatura 6, che deve pensarsi congruente con una complementare filettatura interna del foro dell'organo destinatario del tappo 1. La filettatura 6 à ̈ interposta tra due collarini 17a e 17b cilindrici, lisci, uno 17a dei quali à ̈ contiguo alla flangia 4, mentre l'altro 17b à ̈ ricavato in corrispondenza di un'estremità del corpo 3 lontana dalla flangia 4 medesima.

Dalla osservazione comparata delle figure 2, 4 e 5 si osserva che la testa 5 ha la forma di un solido 8 tubolare prismatico, di contorno poligonale, nella fattispecie esagonale. Il solido 8 tubolare si sviluppa longitudinalmente all'asse 2 del tappo 1 per una breve lunghezza proiettandosi dalla flangia 4 dal lato delia stessa che à ̈ opposto a quello interessato dal corpo 3.

Il solido 8 tubolare à ̈ provvisto di una cavità 7 interna: che lateralmente, à ̈ contornata da una spessa parete 9 conformata ad anello chiuso; e che inferiormente à ̈ delimitata da una superficie 21 di fondo, chiusa e materializzata dalla stessa flangia 4. In posizione sommitale del solido 8 tubolare à ̈ presente un'apertura 1 1 di accesso alla cavità 7 interna della testa 5.

Più in particolare, la parete 9 del solido 8 tubolare che contorna la cavità 7 à ̈ provvista esternamente di una superficie 9e laterale sostanzialmente ortogonale al piano di giacitura della flangia 4 ed internamente di una superficie 9i laterale interna, corrispondentemente poligonale, la quale à ̈ obliqua rispetto all’asse 2 della cavità 7, divergendo rispetto ad esso concordemente con il verso di percorrenza di detto asse 2 diretto dal corpo 3 alla testa 5 del tappo 1.

Il tappo 10, nella messa in opera, Ã ̈ destinato a cooperare con un organo 10 avvitatore, illustrato nel suo insieme in figura 6, realizzato preferibilmente anch'esso in materiale plastico.

Detto organo 10 avvitatore essenzialmente comprende una testa 12 dotata di forma essenzialmente tronco-piramidale, la quale à ̈ sagomata complementarmente alla cavità 7 della testa 5 del tappo 1 ed à ̈ provvista di proprie superfici 13 esterne, accoppiabili con la superficie 22 obliqua ed interna della testa 5 del tappo 1 , con contatto di combaciamento planare, diretto e senza gioco, ovvero con ripresa automatica ed annullamento del gioco, come chiaramente evidenziato nelle figure 7 e 8. L'organo 10 avvitatore comprende anche una barra 14 che à ̈ solidale ed in corpo unico con la testa 13 e che à ̈ portata in posizione assiale alla testa 13 medesima.

Preferibilmente, la testa 13 dell'organo 10 avvitatore ha struttura conforme ad una calotta 18, poliedrica e provvista di bordi 15 perimetrali, sagomati e muniti di dentellature 23 ricavate in corrispondenza di tutte le facce del contorno della calotta 18. Le dentellature 23 sono dotate di disegno complementare ed awolgente per il contorno di risalti 16 interni e trasversali della cavità 7 del tappo, i quali sono chiaramente visibili nelle figure 2, 5 e 9. La presenza delle dentellature 23 consente di poter associare l'organo 10 avvitatore al tappo 1 , sempre e correttamente, quale che sia l'orientamento angolare intorno all'asse 2 del tappo 1 con cui detto organo 10 avvitatore à ̈ presentato all'assemblaggio con il tappo 1. Ciò consente l’indubbio vantaggio di rendere rapida, semplice, e sempre automaticamente corretta l'associazione dell'organo 10 awitatore al tappo 1.

Nell'esempio delle figure à ̈ illustrato un organo 10 avvitatore dotato di una calotta 18 unica. E' possibile tuttavia prevedere un'alternativa a detta forma di realizzazione che - conformemente alla figura 10 - presenti una pluralità di calotte 18, concentriche e coassiali, dotate di perimetri progressivamente decrescenti verso il centro della calotta 18, portate collettivamente, tutte, da una singola barra 14. Una tale soluzione consente di poter impiegare un unico organo 10 per avvitare una pluralità di tappi 1 di una stessa famiglia, simili per forma, ma diversi tra loro per le rispettive dimensioni. E' da notare che un tale organo 10 awitatore, per così dire universale, consente in modo automatico la selezione e l'impegno del bordo 15 di quella calotta 18 dell'insieme che ogni volta à ̈ esattamente congruente con 11 tappo 1 da porre in opera. Da ciò deriva non solo il vantaggio di ridurre il numero di organi 10 avvitatori da tenere in dotazione, ma anche di rendere più semplici, più rapide ed automatiche le operazioni di montaggio nei reparti di assemblaggio dei prodotti destinatari di detti tappi 1 , peraltro con l'ulteriore vantaggio di poter impiegare in tali reparti personale esecutivo di minore competen e minore costo.

E' da rilevarsi anche che la realizzazione dell'organo 10 avvitatore in materiale plastico, consente di conferire alla barra 14 un'apprezzabile elasticità torsionale che consente, al deformarsi della barra 14 sotto carico, di dissipare automaticamente l'eventuale eccesso della coppia di rotazione applicata al tappo 1. E’ evidente che con una scelta oculata delle caratteristiche di deformabilità del materiale costitutivo dell'organo 10, ed in particolare della barra 14, e con una scelta altrettanto oculata delle dimensioni della barra 14, può stabilirsi in modo piuttosto agevole un intrinseco valore massimo della coppia di serraggio che può essere impressa al tappo 1 in totale sicurezza. Anche alla semplice osservazione dell’entità visuale della torsione della barra à ̈ possibile per il montatore farsi un’idea abbastanza precisa della correttezza del serraggio impartito al tappo. Tutto ciò evitando, ovviamente, che si raggiungano valori eccessivi della coppia, tali da deformare permanentemente, o comunque da danneggiare il tappo 1 , in vista di suoi futuri eventuali svitamenti.

Ulteriore vantaggio del sistema, rientrante ancora nel concetto di evitare qualsiasi danneggiamento al tappo 1 , à ̈ conseguente direttamente anche dalla presenza del collarino 17b cilindrico 17 liscio ubicato all'estremità del corpo 3 del tappo lontana dalla flangia 4. Infatti, nel montaggio dei tappi noti, come à ̈ ben noto, per poter avvitare correttamente il tappo 1 nella filettatura destinataria, à ̈ necessario ricercare con attenzione l'inizio della filettatura. Tale operazione richiede un tempo minimo che tuttavia, quando moltiplicato per un numero elevato di prodotti da assemblare in serie, diviene di entità non trascurabile. Inoltre, se tale operazione non viene eseguita correttamente à ̈ assai probabile anche che la filettatura del tappo in plastica quando venga impegnata ad esempio nella filettatura di un foro ricavato in un organo di acciaio, abbia a danneggiarsi permanentemente causando in caso di eventuale forzamento di montaggio anche dei difetti di tenuta ermetica successiva.

Ebbene, la presenza nel tappo 1 secondo l'invenzione del collarino 17b cilindrico fa sì che la ricerca dell'inizio della filettatura, da parte del montatore, non sia necessaria. In pratica à ̈ sufficiente iniziare ad avvitare il tappol - in qualsiasi condizione esso si presenti - per far sì che il corretto impegno della filettatura abbia a realizzarsi automaticamente, senza alcun intervento da parte del montatore, dopo l’esecuzione, al massimo, di mezzo angolo giro.

Tutto ciò permette dunque di evitare qualsiasi danneggiamento del tappo, contribuendo a garantirne la perfetta tenuta ed il regolare serraggio e contribuendo a ridurre sia i tempi di primo assemblaggio sia i tempi di intervento nelle eventuali successive manutenzioni.

L'invenzione così concepita à ̈ suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nellambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di tappo (1) filettato e relativo organo (10) avvitatore, in cui detto tappo (1) comprende una struttura monolitica che à ̈ dotata di un asse (2) di simmetria longitudinale, e che include una testa (5), un corpo (3) provvisto di filettatura (6) esterna, ed una flangia (4) di serraggio interposta tra testa (5) e corpo (3); struttura in cui la testa (5) à ̈ conformata come un solido (8) tubolare che si proietta dalla flangia (4) in direziono parallela all'asse (2) del tappo (1), e che à ̈ provvisto di una cavità (7) interna, accessibile dall'esterno attraverso un'estremità del solido (8), detta cavità (7) essendo contornata lateralmente da una superficie (22) non circolare di una parete (9) conformata ad anello; il sistema (1,10) caratterizzandosi per il fatto che detta superficie (22) della parete (9) conformata ad anello à ̈ obliqua rispetto all'asse (2) della cavità (7) e divergente rispetto all'asse (2) medesimo secondo un verso di percorrenza diretto dal corpo (3) alla testa (5) del tappo (1), e dal fatto che detto organo (10) avvitatore comprende una testa (12) sagomata e provvista di superfici (13) accoppiabili almeno con detta superficie (22) obliqua con contatto diretto e ripresa automatica del gioco di accoppiamento.
2. 2. Sistema, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette superfici (13) dell'organo (10) avvitatore e detta superficie (22) della parete (9) sono accoppiabili con contatto di combaciamento reciproco.
3. 3. Sistema, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la testa (12) di detto organo (10) avvitatore à ̈ dotata di forma essenzialmente tronco-piramidale, complementare con una congruente forma di detta cavità (7).
4. 4. Sistema, secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto organo (10) avvitatore comprende una barra (14) solidale a detta testa (13) e portata in posizione assiale.
5. 5. Sistema, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta testa (13) e detta barra (14) sono realizzati in corpo unico tra loro.
6. 6. Sistema, secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta testa (13) dell'organo (10) avvitatore ha struttura a forma di calotta (18) provvista di bordi (15) perimetrali sagomati, almeno in corrispondenza di una coppia di pareti di detta testa (13) complementarmente a risalti (16) interni di detta cavità (7).
7. 7. Sistema, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i bordi (15) perimetrali sagomati di detta calotta (18) recano dentellature (23) complementari ai risalti (16) interni di detta cavità (7).
8. 8. Sistema, secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detto organo (10) avvitatore prevede una pluralità di calotte (18) concentriche, le quali sono selettivamente utilizzabili per l' di tappi (1) di differenti dimensioni con un singolo detto organo (10) avvitatore.
9. 9. Sistema secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto organo (10) avvitatore à ̈ realizzato in materiale plastico.
10. 10. Sistema, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il corpo (3) del tappo (1) Ã ̈ provvisto di un collarino (17b) cilindrico, liscio, che precede l'inizio della filettatura (6) esterna di detto corpo (3).