ITRN990031U1 - Elettromandrino ad alta velocita' con sostentamento rotorico ibrido in macchine per la lavorazione del legno - Google Patents

Description

DESCRIZIONE annessa alla domanda di brevetto per modello di utilità’ avente per TITOLO:

“ELETTROMANDRINO AD ALTA VELOCITA* CON SOSTENTAMENTO ROTORICO IBRIDO IN MACCHINE PER LA LAVORAZIONE DEL LEGNO”

La presente invenzione concerne una unita’ motrice operativa del tipo noto sotto il nome di elettromandrino, atta all'azionamento diretto di un utensile rotante, per operazioni di asportazione di truciolo, destinata ad essere applicata su centri di lavoro a controllo numerico di tipo noto per la lavorazione del legno ed assimilati, e destinata ivi ad eseguire lavorazioni sostanzialmente di fresatura; in particolare concerne un elettromandrino di questo tipo dotato di un sistema di sostentamento del rotore su due sezioni o tratti di esso ove anteriormente, cioè' dalla parte destinata all’accoppiamento con l’utensile, preveda verso la carcassa un complesso vincolante cinematicamente equivalente ad una coppia rotoidale con spallamene, cioè’ con capacita’ di reazione nei confronti di spinte radiali ed assiali nei due sensi, e posteriormente un complesso vincolante equivalente ad una coppia rotoidale semplice, cioè’ con capacita’ di reazione soltanto in senso radiale.

I suddetti elettromandrini contemplano, nelle normali esecuzioni, arrangiamenti vari per la tipologia degli elementi destinati al sostentamento del rotore, sia per quanto riguarda la concezione stessa dei supporti impiegati, sia per i materiali in essi impiegati, sia per la strategia della disposizione di essi, a formare un complesso vincolante efficiente.

Sono noti allo stato dell’arte nel settore di siffatti elettromandrini per truciolatura ad alta velocita’ atti ad essere supportati sui centri di lavoro a CNC delle macchine per la lavorazione del legno, gruppi anche prodotti dalla stessa Richiedente il cui allestimento prevede un rotore rigido sostenuto sia anteriormente che posteriormente da cuscinetti volventi appartenenti alle serie di produzione normali o speciali di questi ultimi elementi, nella fattispecie cuscinetti volventi in esecuzione classica ove le piste di rotolamento sono rappresentate dagli anelli interno ed esterno dello stesso cuscinetto, eseguiti nei tipi con capacita’ di carico esclusivamente radiale, con capacita' di carico esclusivamente assiale o reggispinta, con capacita’ di carico radioassiale, tipi questi detti a gole profonde od a contatto obliquo tra sfere e piste; ovvero combinazioni di tutti questi tipi, come per esempio - con riferimento alle rette normali del contatto - nelle note disposizioni ad O", ad “X”, o in "tandem".

Una soluzione particolare riguardante una disposizione di parte dei cuscinetti volventi in un elettromandrino, relativa in particolare ad un sistema di precarico con molle a membrana per il cuscinetto posteriore, e' anche illustrata nel brevetto italiano N. 1279580 depositato a nome della Richiedente.

Come pure noti risultano elettromandrini presentanti soluzioni di sostentamento con elementi volventi integrati, rotolanti direttamente su piste ricavate su parti o elementi appositamente lavorati ed induriti dell'albero o della carcassa, sia in un solo come pure in entrambi i tratti di sostentamento dell'albero.

Un’altra tipologia di elettromandrini destinati agli stessi scopi dei precedenti, e’ quella ove il rotore, nei confronti delle sollecitazioni esterne, e' completamente sostenuto ed equilibrato rispetto alla carcassa in maniera fluidostatica e/o fluidodinamica in almeno due tratti di esso, intendendosi per fluidostatica la sostentazione operata da un fluido mantenuto in pressione entro un meato del supporto tramite apposito dispositivo a pompa, e per fluidodinamica la sostentazione operata da un fluido ove in un meato del supporto si generi, all'interfaccia con l'albero, un campo di pressione conseguente al campo di velocita’ indotto nel meato dalla rotazione dell'albero stesso.

La soluzione nota appena menzionata di elettromandrino con rotore supportato da cuscinetti volventi sia anteriormente, cioè’ prossimalmente all’utensile, sia posteriormente, cioè’ distalmente all'utensile, presenta una serie di inconvenienti noti ai costruttori di elettromandrini, particolarmente concentrati nel gruppo di cuscinetti posteriore. Il problema principale deriva dalla differente dilatazione che in senso assiale si verifica a carico di carcassa e rotore. In altri termini il calore sviluppato sia nel pacco statorico sia nel pacco rotorico durante il funzionamento della macchina elettrica, stabilisce campi di temperatura assai diversi fra carcassa e rotore - come anche esami termografici hanno ben dimostrato - campi applicati per di piu’ su geometrie notevolmente diverse ed operanti in condizioni di scambio termico anch’esse differenti, dalle quali cose deriva un campo di spostamenti-deformazioni tale da variare l'originaria congruenza delle due parti carcassa e rotore e tale da creare condizioni di coazione mutua tra esse, e quindi di forzamento tra gli elementi volventi e le relative piste, interposti appunto tra carcassa e rotore a chiudere la geometria di insieme dell’elettromandrino. Ove tale forzamento risulta il piu' delle volte anche di natura non assialsimmetrica, conseguentemente al fatto che oltre alla differenza di dilatazioni assiali tra carcassa e rotore, si ingenerano spesso deformazioni flessionali dovute alle fibre che si allungano differentemente in diversi meridiani della carcassa, a causa del differente scambio termico di essa con il contorno. E' evidente come da queste coazioni derivi uno stato di tensione su piste ed elementi volventi che l’esperienza mostra essere perfettamente in grado di condurre al prematuro danneggiamento e messa fuori servizio del gruppo cuscinetti posteriore. E poiché’ tale danneggiamento si conclama solitamente in tempi anche lunghi, esiste un periodo spesso non trascurabile in cui il funzionamento non regolare del gruppo posteriore influisce negativamente sulla durata anche del gruppo di cuscinetti anteriore.

Sempre restando nel'ambito degli elettromandrini a sostentamento rotorico completamente affidato ai cuscinetti volventi, ulteriori noti problemi derivano dalla corretta assegnazione del precarico sul detto gruppo cuscinetti posteriore, necessario per mantenere un corretto contatto tra sfere e piste alle elevate velocita’ di rotazione. Tale precarico infatti, per quanto sopra detto in merito alle dilatazioni termiche mutue, dovrà’ necessariamente essere ottenuto per via elastica, cioè’ non per interferenza tra elementi geometrici rigidi, e ciò' proprio per consentire quella possibilità’ di dilatazione mutua fra carcassa e rotore cui si accennava in precedenza. Questo fatto può’ essere ottenuto pero’ ricorrendo in generale a notevoli complicazioni nel progetto, richiedendosi comunque sempre in tali soluzioni una elevatissima precisione nella realizzazione dei particolari costituenti il gruppo per garantire le possibilità’ di mutuo scorrimento. Le realizzazioni piu’ comuni sono quelle in cui una ghiera e’ caricata assialmente da alcune molle disposte sulla circonferenza di essa, detta ghiera agendo a sua volta assialmente sull’anello esterno del cuscinetto posteriore, ciò’ che dovrebbe garantire il contatto precaricato delle sfere sulle piste. E’ tuttavia frequente in questi casi che il movimento assiale della ghiera non avvenga regolarmente, e che di conseguenza le sfere si trovino a funzionare sotto regimi di carico eccessivi ovvero nulli, la quale ultima condizione rappresenta senza dubbio il caso piu’ deleterio alle alte velocita'. Tutto ciò' può' verosimilmente accadere anche perche’ la posizione ove si trova il gruppo cuscinetti posteriore e’ la piu' calda, non essendo primariamente ventilata dal flusso d'aria parassiale di aspirazione trucioli e raffreddamento che investe anteriormente l’elettromandrino, ne' risentendo detta posizione posteriore della ventilazione in qualche modo prodotta dall’utensile, oltre il fatto di essere assoggettata al flusso convettivo di aria calda proveniente dai pacchi elettrici di statore e rotore che, stante la normale posizione verticale dell’elettromandrino con utensile in basso, e' diretto verso l’alto.

Un altro inconveniente e’ presentato anche dalla soluzione alternativa alla precedente per la realizzazione di un gruppo cuscinetti posteriore, nella fattispecie quella descritta nel già’ citato brevetto N.

1279580 della Richiedente, ove viene dettagliata una soluzione in cui la parte esterna del gruppo cuscinetti posteriore e’ assialmente scorrevole in virtù’ di una sospensione realizzata con una coppia di membrane metalliche costituenti una sorta di parallelogramma articolato elastico destinato contemporaneamente a consentire la mobilita' della cartuccia nonché’ a mantenerne l'originario orientamento. L’inconveniente citato deriva dal fatto che le due membrane di lamina d’acciaio costituiscono uno ponte termico di efficienza molto ridotta tra la periferia esterna del gruppo cuscinetti posteriore e la carcassa, ove la capacita’ di scambio termico non e’ migliore nemmeno nel volume d'aria compreso tra i due piani di membrana, risultando tale volume praticamente stagno e privo di ogni possibilità’ di ricambio per l’aria in esso contenuta. In queste condizioni si capisce bene come tutto il calore generato ed assorbito dal gruppo cuscinetti posteriore non possa essere agevolmente smaltito e come ciò’ rappresenti un grave inconveniente per la soluzione con sospensione in doppia lamina, a causa delle elevate temperature che in questo caso si verificano.

Parimenti, per ciò’ che concerne i citati elettromandrini a sostentazione completamente fluidostatica o fluidodinamica, in particolare quelli a lubrificazione gassosa, e’ da citare per essi un notevole inconveniente riscontrabile nella parte anteriore di essi. In questa zona prossima all’utensile, ed in conseguenza delle lavorazioni, l’elettromandrino e’ infatti assoggettato a carichi radiali molto elevati, decisamente superiori a quelli che - grazie al rapporto di lunghezze fra i tratti a sbalzo e non - si ingenerano nel supporto posteriore. Cosicché’, in caso di urti radiali sull’utensile (fasi di attacco di lavorazione su pezzi resistenti) potrebbe verificarsi facilmente il superamento della soglia di portanza radiale dello stesso cuscinetto anteriore a lubrificazione gassosa, cosicché' le superfici cilindriche fissa e mobile costituenti il meato potrebbero effettivamente divenire combacianti per rottura del velo di lubrificante gassoso preesistente, con immediato danneggiamento e messa fuori servizio del detto gruppo cuscinetti anteriore, e quindi globalmente dell’elettromandrino. Circostanza questa invece praticamente non riscontrabile nel gruppo cuscinetti posteriore ove i carichi, come detto, sono tenuti moderati dal già’ citato favorevole rapporto di leve fra i tratti d'albero, venendo pertanto qui a mancare le condizioni per il combaciamento sotto carico delle superfici della coppia rotoidale a lubrificazione gassosa.

Lo scopo che l’elettromandrino oggetto del presente trovato si propone, e' proprio quello di eliminare gli inconvenienti menzionati in precedenza. Il trovato, quale esso e’ caratterizzato dalle rivendicazioni, risolve pertanto il problema sia di realizzare un elettromandrino ove siano liberamente consentiti tutti i tipi di ineguale dilatazione assiale tra carcassa e rotore, senza che siano con ciò’ indotti forzamenti di alcun genere tra le parti, sia il problema di avere un elettromandrino con una elevata capacita’ di carico radiale ed assiale nella parte anteriore, vicina all'utensile di lavorazione, con una trascurabile sensibilità’ agli effetti degli urti radiali ed assiali.

L'idea qui di seguito sviluppata raggiunge gli scopi anzidetti con una configurazione dell’elettromandrino del tipo anzidetto in cui sono presenti sia un gruppo di cuscinetti volventi, sia un cuscinetto a lubrificazione gassosa.

Piu’ in dettaglio il trovato tratta di un elettromandrino per azionamento in rotazione di utensili per truciolatura ad alta velocita su centri di lavoro a controllo numerico per la lavorazione del legno ed assimilabili, comprendente almeno una carcassa anche composta di piu parti rese tra loro solidali, internamente cava e con geometria interna sostanzialmente a tratti cilindrici e sostanzialmente simmetrica attorno ad un asse Z longitudinale, detta carcassa essendo destinata esternamente al fissaggio sul detto centro di lavoro, ed internamente al suppòrto di un albero rotante; l'albero possiede simmetria assiale, può' essere considerato anche composto di piu’ parti rese tra loro solidali ed e’ destinato alla ritenzione di un utensile nella propria porzione anteriore, oltre ad essere supportato in due propri tratti assiali, anteriore e rispettivamente posteriore, in corrispondenza di relativi tratti assiali della carcassa, in modo che il suo asse di rotazione coincida con il detto asse Z della carcassa;

l'elettromandrino comprende anche i componenti di un motore elettrico rotativo integrato in esso, quindi con albero coincidente con quello deU’elettromandrino, ove e’ associato anche il pacco elettrico retorico, mentre il pacco elettrico statorico e’ solidale alla detta carcassa; sono compresi altresi almeno uno o piu' cuscinetti ad elementi volventi interposti nello spazio radiale tra il detto tratto anteriore di supporto dell'albero ed il corrispondente detto tratto della carcassa, ove la peculiarità' risiede nel fatto che la sostentazione dell'albero in corrispondenza del proprio detto tratto posteriore avviene per mezzo di un cuscinetto a lubrificazione gassosa a portanza radiale, del tipo con gas in pressione in un meato compreso fra superfici cilindriche circolari, laddove la parte rotante del cuscinetto e’ rappresentata dallo stesso detto tratto posteriore di albero conformato a codolo cilindrico e la parte fissa e' rappresentata dallo stesso detto tratto di carcassa conformata ad incameratura cilindrica, recante fori radiali di adduzione per il lubrificante gassoso nel meato portante, ove tale meato risulta definito dal gioco radiale tra codolo ed incameratura.

I vantaggi ottenuti mediante il presente trovato, consistono essenzialmente nel fatto che secondo esso si realizza una macchina che unisce tutti i pregi propri dei cuscinetti volventi, quali le elevate capacita’ di carico radiale e resistenza agli urti, essendo detti elementi volventi disposti ove elettivamente queste caratteristiche sono essenziali, ovvero nella zona anteriore di lavoro dell’utensile, piu’ sollecitata; mentre d’altra parte vengono contemporaneamente risolti tutti i problemi che i cuscinetti volventi potevano presentare, mediante l’eliminazione di essi da quelle zone di funzionamento come la posteriore dove i precarichi possono diventare incerti e lo sviluppo di calore può' diventare elevato, avendoli cola’ sostituiti con un cuscinetto a lubrificazione gassosa, il quale in quella sede trova una sua applicazione principe grazie alla riduzione dell’influsso dei carichi radiali e degli urti, ed alla pratica insensibilità’ verso gli effetti termici, e perciò’ perfettamente adatto a funzionare laddove le correnti convettive verticali trasportano tutto il calore del motore elettrico e dove manca la ventilazione dell’utensile e dell’aria di aspirazione che entra anteriormente dalla macchina.

Vantaggi collaterali derivano pure dal fatto che il lubrificante gassoso, opportunamente convogliato, viene sfruttato sia per conseguire un effetto raffreddante internamente all'elettromandrino, se pur ridotto data la esiguità’ delle portate in gioco, sia per mantenere una blanda pressurizzazione entro il vano interno dell’elettromandrino, coadiuvando le tenute a labirinto neN'impedire l’ingresso delle polveri di lavorazione attraverso il gruppo cuscinetti volventi anteriore, ciò’ che come noto costituirebbe un notevole problema per la durata degli stessi cuscinetti volventi.

Vantaggi sono inoltre dovuti alla facilita’ con cui l’albero si presta al corretto montaggio dell’ insieme rispetto alla carcassa, nella citata soluzione di supporto ibrido con gruppo cuscinetti volventi anteriore e cuscinetto a lubrificazione gassosa posteriore, e ciò’ senza che dal montaggio derivi alcun tipo di forzamento, nel caso in cui siano rispettate le normali tolleranze del caso.

Il trovato e’ esposto piu’ in dettaglio nel seguito, con l'aiuto del disegno che ne rappresenta una modalità’ d’esecuzione, comunque puramente esemplificativa e non vincolante:

- la figura, denominata fig. 1, rappresenta una vista in sezione dell’elettromandrino 1 , di per se’ sufficiente a rappresentare il trovato, ove per ovvietà’ si e’ omessa la rappresentazione del centro di lavoro cui l’elettromandrino appartiene, e dell’utensile di lavorazione.

Questo elettromandrino 1 di fresatura - per molti dettagli costruttivi di tipo sostanzialmente noto anche se innovativo nella sua soluzione di supporto di tipo ibrido per l’albero 3, ottenuta con l’adozione di cuscinetti volventi V dal lato di attacco utensile, cioè’ anteriormente, e di un cuscinetto 5 a lubrificazione gassosa dal lato opposto, cioè’ posteriormente - e’ composto esternamente da una carcassa 2, comprendente anche tutte le parti solidali al mantello esterno principale, quali una testata di chiusura nella parte anteriore, un fondello di chiusura nella parte posteriore, nonché’ la parte fissa del cuscinetto 5 a lubrificazione gassosa, sempre posteriormente.

Tale carcassa, destinata esternamente al fissaggio su un carro mobile del centro di lavoro, presenta come di consueto una cavita' interna, sostanzialmente a tratti cilindrici assialsimmetrici rispetto ad un asse Z di essa, destinata principalmente ad alloggiare sia l'albero rotante 3 sia le parti costituenti il motore elettrico 4.

L’albero rotante 3 e’ l’altro componente strutturale fondamentale, ed e’ sostanzialmente cavo ed atto anteriormente alla ritenzione di un utensile tramite un attacco conico anteriore 9. Un elemento assiale di spinta, in pratica un’asta 10, attraversa longitudinalmente la cavita' dell'albero 3, essendo detta asta 10 deputata all’espulsione dell’utensile dalla cavita’ conica 9 per azione di mezzi esterni di spinta, quali comuni attuatori lineari pneumatici, non rappresentati in figura poiché’ usuali. Una serie di molle 11 del tipo a tazza esercitano un’azione di richiamo sull’asta 10, impedendone azioni sull'utensile in assenza della detta azione opposta degli attuatori pneumatici.

Una tenuta dinamica a contatto circolare, cioè’ un cosiddetto labirinto, e’ montata a guisa di ghiera 7 nella parte anteriore del detto albero 3, costituendo una schermatura per il passaggio di polveri ed inquinanti in entrata, e quindi configurando un passaggio di ridotte dimensioni, a trafilamento, fra detta ghiera 7 e la testata anteriore della detta carcassa 2, di chiusura anteriore dell’elettromandrino. Detto passaggio a trafilamento individuato dalla ghiera 7 rappresenta la comunicazione anteriore della cavita’ interna dell’elettromandrino con l’esterno.

Detto albero 3 e’ supportato dalla carcassa 2 in due tratti assiali di esso, quello anteriore detto A1 , e quello posteriore detto A2, ove i corrispondenti tratti assiali della carcassa destinati al supporto dell’albero sono C1, quello anteriore, e C2, quello posteriore. I cuscinetti di supporto tra albero e carcassa sono dunque sistemati negli spazi radiali, compresi tra albero e carcassa, detti spazio radiale anteriore, cioè’ tra A1 e C1, e rispettivamente spazio radiale posteriore, cioè’ tra A2 e C2.

Nel detto spazio radiale anteriore e’ disposto un insieme V di cuscinetti volventi a sfere a contatto obliquo con relativi distanziali e ghiere di serraggio, che nell’esempio di fig. 1 presenta una disposizione ad “O”, e che e’ pertanto in grado di fornire sia una reazione radiale, sia una reazione assiale. Gli anelli -interni dei cuscinetti sono serrati su uno spallamelo dell’albero 3 da una ghiera a vite sullo stesso albero, anche tramite distanziale, mentre gli anelli esterni sono serrati su uno spallamelo della carcassa dalla testata anteriore, anche tramite distanziale.

La geometria dell’insieme V di cuscinetti anteriore, quindi la breve distanza assiale dei due cuscinetti a sfere ivi presenti, e’ tale per cui esso sostanzialmente equivalga, come schema di vincolo, ad una cerniera fissa posta nella zona A1.

Nel detto spazio radiale posteriore e’ disposto un cuscinetto 5 a lubrificazione gassosa, di tipologia sostanzialmente nota, che presenta una parte fissa configurante una incameratura cilindrica (il detto tratto C2 di supporto posteriore, appartenente alla carcassa o parte solidale ad essa) ed una parte rotante configurante un codolo cilindrico (il detto tratto A2 di supporto posteriore, appartenente all’albero o parte solidale ad esso). Tra il detto codolo e la detta incameratura del cuscinetto a lubrificazione gassosa 5, e’ radialmente individuato un meato 5m, ove il gas in pressione espleta il sostentamento dell’albero. Il funzionamento del cuscinetto 5 e' di tipo fluidostatico, con il gas mantenuto in pressione da un sistema esterno airelettromandrino, tipicamente una rete ad aria compressa, ed ove comunque durante la rotazione ad alta velocita' possono manifestarsi anche contributi portanti di tipo fluidodinamico.

Il cuscinetto 5 siffatto equivale sostanzialmente, come schema di vincolo, ad una cerniera con pattino posta nella zona A2.

L'albero 3 e' ovviamente supportato in modo tale da assumere l'asse Z della carcassa come asse di rotazione.

Il meato 5m, a corona cilindrica, possiede un proprio estremo 5me, rivolto all'esterno, cioè’ posteriormente, ed un rimanente estremo 5mi rivolto verso la cavita' interna dell’elettromandrino.

Il lubrificante gassoso (nel caso particolare l’aria depurata e condizionata) giunge dalla rete alimentante il meato portante 5m attraverso un foro principale 12 ricavato nella carcassa, per distribuirsi poi in una camera circonferenziale 13, circostante il meato 5m, ove sono presenti forellini radiali 14 di adduzione del gas ai detto meato 5m.

Il motore elettrico 4 di cui si e’ detto, consta di un pacco elettrico di rotore 4r, posto alla periferia dell’albero 3, tra le dette zone di supporto A1 ed A 2 di esso, e di un rispettivo pacco elettrico di statore 4s, posto nella cavita’ della carcassa e solidale ad essa, tra le dette zone di supporto C1 e C2 di essa.

Nella zona anteriore di supporto ricavata sulla carcassa, precedentemente indicata con C1, nello spessore radiale di essa sono eseguiti dei canali 6 con direzione assiale. Questi canali 6 hanno un loro primo orifizio 6i rivolto internamente verso la cavita' dell’elettromandrino, ed un loro secondo orifizio 6e rivolto esternamente, cioè verso la parte anteriore, ove esattamente l’orifizio 6e si affaccia nella camera anulare 8 assialmente compresa tra la parte anteriore del detto insieme di cuscinetti V e la tenuta a labirinto 7. I canali 6 hanno la funzione precipua di costituire un by-pass rispetto all’attraversamento assiale dell'insieme di cuscinetti anteriore V da parte del flusso di lubrificante gassoso in uscita, proveniente dall’interno dell’elettromandrino ed ivi introdotto dall’efflusso che ha luogo dall’estremo 5mi del meato 5m del cuscinetto posteriore 5 a lubrificazione gassosa, ove la cavita' interna dell’elettromandrino in assetto di funzionamento e’ tale da potere essere attraversata dall'estremo 5mi del meato 5m al detto orifizio 6i del canale 6. Tale gas infatti, se per uscire anteriormente attraverso il labirinto 7 dovesse attraversare l’insieme di cuscinetti V anziché’ i detti canali 6, provocherebbe lentamente il lavaggio del grasso lubrificante presente permanentemente nei corpi volventi, portando rapidamente alla avaria del cuscinetto, la qual cosa invece non accade proprio perche’ il percorso rappresentato dai canali 6 e’ un percorso di minore resistenza per il gas proveniente da tergo, rispetto all'attraversamento dell'insieme di cuscinetti anteriore V.

Funzionalmente, il lubrificante gassoso entra dal foro 12, riempie la camera anulare 13 e, tramite i forellini radiali 14 invade il meato 5m del cuscinetto posteriore 5, per poi effluire rispettivamente dagli estremi 5me (verso l'esterno, posteriormente) e 5mi (verso l’interno dell'elettromandrino), cosicché' ha inizio l’azione portante sul codolo A2, eventualmente incrementata dagli effetti fluidodinamici conseguenti alla rotazione. Il lubrificante gassoso dall’estremo 5mi può’ attraversare tutta la cavita’ interna dell’elettromandrino, attraverso il traferro del motore elettrico, fino all'imbocco 6i dei canali 6, fornendo secondariamente anche un contributo raffreddante e pressurizzando leggermente la cavita’ interna fino al labirinto 7, ove il gas e’ destinato all’uscita anteriore.

Durante il funzionamento, come accennato precedentemente e grazie alla presenza anteriormente dei cuscinetti volventi V, l’elettromandrino e’ perfettamente in grado di sostenere gli elevati sforzi di taglio durante il lavoro, ed i possibili urti che ne derivano, senza subire alcun danno, mentre posteriormente può' avvenire ogni tipo di differente dilatazione tra carcassa e rotore senza che ciò’ induca alcuno stato di coazione fra le parti, che restano comunque assialmente libere fra loro.

L’elettromandrino cosi’ strutturato raggiunge quindi gli scopi prefìssati grazie alle soluzioni introdotte ed alle mutue disposizioni illustrate per i diversi elementi, senza peraltro dover alterare eccessivamente le sue sostanziali ed usuali geometrie, quindi rendendolo perfettamente adattabile alle applicazioni su macchine ove già’ oggi sono operanti unita' precedenti al trovato, ma esternamente simili ad esso.

Il trovato cosi' concepito e’ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti neH'ambito del concetto esposto. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI Elettromandrino (1) per azionamento in rotazione di utensili per truciolatura ad alta velocita' su centri di lavoro a controllo numerico per la lavorazione del legno ed assimilabili, comprendente almeno: -una carcassa (2) anche composta di piu' parti rese tra loro solidali, internamente cava e avente geometria interna sostanzialmente a tratti cilindrici e sostanzialmente simmetrica attorno ad un asse Z, detta carcassa essendo destinata esternamente al fissaggio sul detto centro di lavoro, ed internamente al supporto di un albero (3) rotante rispetto ad essa; detto albero (3) essendo a simmetria assiale, anche composto di piu’ parti rese tra loro solidali e destinato alla ritenzione di un utensile nella propria porzione anteriore, ed essendo supportato in due propri tratti assiali (A1) anteriore ed (A2) posteriore corrispondenti a rispettivi tratti assiali (C1) e (C2) della carcassa, in modo che il suo asse di rotazione coincida con il detto asse Z della carcassa; - un motore elettrico rotativo (4) con albero coincidente con il detto albero (3), il cui pacco elettrico retorico (4r) sia parte della periferìa del detto albero (3) e disposto tra i detti tratti (A1) anteriore ed (A2) posteriore, ed il cui pacco elettrico statorico (4s) sia solidale alla detta carcassa (2); - uno o piu’ cuscinetti (V) ad elementi volventi interposti nello spazio radiale tra il detto tratto (A1) anteriore dell’albero ed il corrispondente detto tratto (C1) della carcassa; caratterizzato dal fatto che la sostentazione del detto albero (3) in corrispondenza del proprio detto tratto posteriore (A2) avviene per mezzo di un cuscinetto (5) a lubrificazione gassosa a portanza radiale, del tipo con gas in pressione in un meato (5m) compreso fra superfici cilindriche circolari, laddove la parte rotante di detto cuscinetto (5) e' rappresentata dallo stesso detto tratto posteriore (A2) di albero conformato a codolo cilindrico e la parte fissa e' rappresentata dallo stesso detto tratto (C2) di carcassa conformata ad incameratura cilindrica con fori di adduzione per il lubrificante gassoso, il detto meato (5m) essendo definito dal gioco radiale tra il detto tratto di albero (A2) a codolo cilindrico ed il corrispondente detto tratto di carcassa (C2) ad incameratura cilindrica.
2. 2. Elettromandrino secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il detto almeno un cuscinetto volvente (V) costituisce un vincolo radiale ed assiale per il detto albero (3) in corrispondenza del proprio detto tratto (Al), mentre il detto cuscinetto a lubrificazione gassosa (5) costituisce un vincolo esclusivamente radiale per il detto albero (3) in corrispondenza del proprio detto tratto (A2).
3. 3. Elettromandrino secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che per il detto albero (3) il detto almeno un cuscinetto volvente (V) costituisce un vincolo radiale ed assiale equivalente sostanzialmente ad una cerniera sferica fissa posta in corrispondenza del detto tratto (A1), mentre il detto cuscinetto a lubrificazione gassosa (5) costituisce un vincolo esclusivamente radiale equivalente sostanzialmente ad una cerniera sferica con pattino posta in corrispondenza del detto tratto (A2), talché’ il detto albero (3) risulta vincolato in modo isostatico rispetto alla detta carcassa (2).
4. 4. Elettromandrino secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che nello spessore radiale di detta carcassa (2) ed in corrispondenza del detto tratto (C1) anteriore di essa sono realizzati canali (6) passanti previsti per l'efflusso del lubrificante gassoso proveniente posteriormente dall’estremità' (5mi) del detto meato (5m) rivolta verso la cavita’ interna del detto elettromandrino (1), detti canali (6) presentanti un primo orifizio (6i) rivolto verso la detta cavita’ interna dell’elettromandrino, detta cavita’ interna essendo atta all’attraversamento del lubrificante gassoso almeno da detta estremità' (5mi) fino a detto orifizio interno (6i), detti canali (6) presentando inoltre un secondo orifizio (6e) rivolto esternamente ed affacciatesi nello spazio (8) individuato assialmente tra l’almeno un cuscinetto volvente (V) ed una tenuta dinamica circolare (7) anteriormente posta rispetto al detto almeno un cuscinetto (V), talché’ il detto spazio (8) risulta pressurizzato nei .confronti dell’ingresso di polveri entro detta cavita’ dell’elettromandrino, producendosi inoltre un effetto raffreddante tramite la portata di fluido in attraversamento dalla detta estremità’ (5mi) di detto meato (5m) al detto orifizio esterno (6e), e talché’ inoltre viene evitato l’attraversamento di lubrificante gassoso attraverso il detto almeno un cuscinetto volvente (V) ed il conseguente lavaggio del relativo lubrificante oleoso.
5. 5. Elettromandrino secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato, con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.