ITTO20080736A1 - Dispositivo d'arresto dell'oscillazione del braccio di un'attrezzatura di movimentazione del tipo a leva oscillabile. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Dispositivo d'arresto dell'oscillazione del braccio di un'attrezzatura di movimentazione del tipo a leva oscillabile"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale alle attrezzature di movimentazione del tipo cosiddetto a leva oscillabile. Queste attrezzature comprendono un corpo a cui è associato esternamente un elemento a leva suscettibile di oscillare fra due posizioni angolari di fine corsa, il cui movimento è controllato dallo scorrimento di uno stelo azionato da un attuatore di comando a fluido in pressione, tipicamente del tipo pneumatico, tramite un meccanismo a ginocchiera contenuto nel corpo e collegato operativamente ad un'estremità dello stelo.

In un'applicazione tipica, l'elemento a leva svolge la funzione di un braccio che sostiene un gruppo operatore, come un'apparecchiatura di lavorazione, in corrispondenza della sua estremità più lontana dal corpo, nel qual caso l'attrezzatura di movimentazione viene denominata "gruppo ribaltatore" perché consente di ribaltare il gruppo operatore fra due posizioni definite dalle posizioni angolari di fine corsa del braccio dell'attrezzatura.

Più specificamente, l'invenzione riguarda un dispositivo d'arresto del tipo menzionato nel preambolo dell'annessa rivendicazione 1.

Nelle attrezzature note del tipo qui sopra definito, durante operazioni di manutenzione oppure per un guasto che provoca una caduta di pressione nella linea d'alimentazione del fluido, può verificarsi un'interruzione accidentale dell'alimentazione del fluido in pressione all'attuatore di comando o una riduzione della pressione al di sotto di una soglia predeterminata. Il braccio oscillabile dell'attrezzatura può trovarsi in questa circostanza in una posizione intermedia fra le suddette posizioni angolari di fine corsa. In particolare, se il braccio sostiene un'apparecchiatura pesante, esso può ricadere violentemente verso una delle posizioni di finecorsa angolare, con conseguenti rischi per l'integrità della struttura dell'attrezzatura e della relativa apparecchiatura, nonché per l'incolumità di eventuali operatori presenti in prossimità dell'attrezzatura.

Per evitare questi inconvenienti, sono stati proposti vari dispositivi atti a controllare il movimento del braccio di una tale attrezzatura, ad esempio per applicare una forza d'attrito mediante rulli o sfere sulla superficie esterna dello stelo, oppure includenti un elemento a lamina con un foro passante attraversato dallo stelo e destinato ad assumere una configurazione inclinata rispetto allo stelo per bloccare per interferenza il suo movimento assiale, al verificarsi di una caduta di pressione d'alimentazione al di sotto di una soglia predeterminata .

Tuttavia, questi dispositivi di controllo noti sono generalmente poco affidabili e poco precisi poiché il loro funzionamento risente dell'usura dei componenti. Inoltre, essi sono poco pratici nell'impiego siccome, nel caso più generale, permettono di bloccare il movimento dello stelo solo in una delle sue direzioni di spostamento, e devono quindi essere raddoppiati se si desidera bloccare il movimento dello stelo in entrambe le direzioni di spostamento.

Un altro dispositivo noto atto ad impedire la ricaduta violenta del braccio nel caso di un'anomalia nell'alimentazione del fluido in pressione all'attuatore di comando, forma oggetto della domanda di brevetto europeo EP-1 300 625 a nome della stessa Richiedente. Il dispositivo di questa domanda comprende mezzi d'arresto che includono un elemento girevole a vite-senza-fine che impegna una cavità assiale dello stelo e che presenta una testa provvista di una dentatura assiale affacciata ad una dentatura corrispondente di un elemento mobile assialmente associato al fondo dell'attuatore. Nel caso di una riduzione della pressione nel circuito d'alimentazione di fluido all'attuatore, mezzi elastici applicano una spinta sull'elemento mobile assialmente, portando in impegno reciproco le suddette dentature al fine di arrestare il movimento dello stelo e quindi l'oscillazione del braccio. Questa soluzione nota, sebbene altamente efficace nel funzionamento, risulta generalmente costosa e complessa da realizzare.

Lo scopo principale della presente invenzione è quello di proporre un dispositivo d'arresto per un'attrezzatura di movimentazione del tipo a leva oscillabile, che agisca automaticamente al verificarsi di un'anomalia nell'alimentazione del fluido in pressione all'attuatore per bloccare il movimento angolare del braccio dell'attrezzatura, e che risulti efficace nel funzionamento e relativamente semplice ed economico da realizzare.

Questo scopo viene raggiunto grazie ad un dispositivo d'arresto avente le caratteristiche menzionate nelle annesse rivendicazioni.

Secondo una caratteristica dell'invenzione, il dispositivo comprende un primo elemento d'impegno fissato assialmente al corpo ed un secondo elemento d'impegno mobile con lo stelo, tali elementi d'impegno presentando rispettive superfici attive reciprocamente affacciate e suscettibili di raggiungere una condizione d'impegno frontale in conseguenza dello spostamento di una di esse trasversalmente allo stelo al verificarsi di una caduta della pressione del fluido alimentato a detti mezzi di comando, al fine di arrestare lo spostamento dello stelo.

Grazie a tale caratteristica, il dispositivo d'arresto dell'invenzione è contraddistinto da una struttura semplice che consente di ottenere un arresto rapido ed efficace del braccio oscillabile dell'attrezzatura quando si verifica un'anomalia nell'alimentazione dei mezzi di comando. Inoltre, il dispositivo presenta un ingombro ridotto che rende possibile la sua applicazione alle attrezzature comunemente utilizzate con poche modifiche strutturali, e che comporta costi di produzione contenuti.

Secondo una caratteristica preferta dell'invenzione, le formazioni d'impegno sono denti, per cui ogni elemento d'impegno consiste in una dentiera. In questo modo le formazioni d'impegno possono essere realizzate in modo semplice ed economico.

Secondo un'altra caratteristica preferta dell'invenzione, i denti di ciascuna dentiera presentano la sommità arrotondata e fianchi sostanzialmente paralleli.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla lettura della descrizione dettagliata che segue, fornita a puro titolo d'esempio non limitativo e riferita ai disegni annessi in cui: la figura 1 è una vista in elevazione laterale del corpo di un'attrezzatura di movimentazione munita di un dispositivo d'arresto secondo l'invenzione,

la figura 2 è una vista in elevazione anteriore parzialmente sezionata lungo la linea II-II della figura 1,

le figure 3 e 4 sono viste prospettiche dei due semigusci del corpo dell'attrezzatura di movimentazione nella condizione aperta, rispettivamente,

la figura 5 è una vista in elevazione laterale del semiguscio, dalla parte della freccia V della figura 4,

la figura 6 è una vista schematica prospettica di due elementi principali del dispositivo d'arresto dell'invenzione, che nella condizione d'impiego sono rispettivamente associati al semiguscio della figura 3 ed allo stelo dell'attrezzatura, e

la figura 7 è una vista ampliata in elevazione frontale sezionata di un particolare indicato dalla freccia VII nella figura 1.

Con riferimento alle figure, con 10 è indicato il corpo di un'attrezzatura di movimentazione del tipo a leva oscillabile, il quale corpo comprende una coppia di semigusci 12 e 14 accoppiabili fra loro mediante viti o simili mezzi di connessione amovibili (non illustrati).

I due semigusci 12 e 14, nella condizione reciprocamente accoppiata, definiscono una cavità interna nella quale è disposta una manovella 16 da cui si estendono assialmente una coppia di appendici che definiscono un albero 18 avente opposte porzioni d'estremità 20 e 22 che sporgono dai fianchi del corpo 10. Ciascuna porzioni 20 e 22 dell'albero 18 presenta una coppia di spianature diametralmente opposte 20a, 22a predisposte per fissare in rotazione sull'albero 18 i rami di un braccio o leva (non illustrato in quanto di tipo per sé noto). Tale braccio può essere utilizzato per sopportare un'apparecchiatura di lavorazione, nel caso di un'attrezzatura di movimentazione impiegata come dispositivo ribaltatore.

La manovella 16 presenta una porzione conformata a forcella comprendente una coppia di bracci paralleli 24 che si estendono all'interno alla cavità del corpo 10, le cui estremità opposte all'albero 18 sono articolate tramite un perno in 26 ad una prima estremità di una biella 28. La seconda estremità della biella 28 è a sua volta articolata in 30 mediante un perno ad un elemento a forcella 32, il quale è articolato all'estremità superiore (con riferimento ai disegni) di uno stelo 34 di cui è illustrata nei disegni soltanto la porzione di sommità.

In modo per sé noto, lo stelo 34 è montato scorrevole assialmente nel corpo 10 nella direzione trasversale all'albero 18, ed il suo scorrimento è controllato da mezzi di comando a fluido, normalmente costituiti da un cilindro a doppio o a semplice effetto (non illustrato nelle figure in quanto di tipo per sé noto) connesso alla base del corpo 10. Nel caso più comune, il cilindro che controlla lo scorrimento dello stelo 34 è un cilindro pneumatico avente una camera nella quale è montato scorrevole a tenuta uno stantuffo connesso rigidamente allo stelo 34. In questa camera, almeno da una parte dello stantuffo, viene alimentata aria compressa per provocare il movimento alternativo dello stelo 34.

Il gruppo includente la manovella 16, la biella 28 e l'elemento a forcella 32 costituisce un meccanismo d'articolazione a ginocchiera, indicato nel suo insieme con 33, avente la funzione di rendere irreversibile la posizione della manovella 16 e dell'albero 18 che corrisponde alla massima estensione dello stelo 34, illustrata nelle figure 3 a 5.

Lo scorrimento dello stelo 34 controllato dai relativi mezzi di comando attraverso il meccanismo d'articolazione a ginocchiera 33, provoca un'oscillazione angolare delle porzioni d'estremità 20 e 22 dell'albero 18 fra due posizioni angolari di fine corsa predeterminate, e guindi del braccio fissato all'albero 18 nonché delle relative apparecchiature sopportate dal braccio.

Un elemento a mensola 36 è connesso in prossimità dell'estremità superiore dello stelo 34, ad esempio mediante una spina di fissaggio 38. Un elemento d'impegno 40 è fissato all'elemento a mensola 36 in modo da risultare mobile assialmente insieme allo stelo 34. L'elemento 40 presenta una superficie attiva munita di formazioni d'impegno che si estendono trasversalmente allo stelo 34 e che comprendono preferibilmente una serie di denti 41, per cui l'elemento 40 è costituito da una dentiera.

Un altro elemento d'impegno 42 è fissato assialmente al corpo 10 e presenta una superficie attiva affacciata ai denti 41 della dentiera 40. L'elemento 42, che ha forma allungata, è accolto in una sede cava corrispondente 43 adiacente ad un bordo assiale del semiguscio 12. La sua superficie attiva è munita di formazioni d'impegno preferibilmenrte in forma di denti 41 che sporgono nella direzione trasversale allo stelo 34 e che presentano un profilo corrispondente a quelli dell'elemento 40, per cui anche l'elemento 42 è preferibilmente costituito da una dentiera.

Il profilo dei denti 41 delle dentiere 40 e 42 è convenientemente del tipo a fianchi sostanzialmente paralleli, e con la sommità arrotondata.

La dentiera 42 presenta un'estensione assiale sostanzialmente pari all'intera corsa dello stelo 34 ed è montata con possibilità di traslazione trasversale rispetto allo stelo 34, e quindi rispetto alla dentiera 40. La dentiera 40 presenta convenientemente un'estensione assiale minore di quella della dentiera 42.

La possibilità di movimento delle due dentiere 40 e 42 è schematicamente illustrata nella figura 6. In particolare, la dentiera 40 è suscettibile di spostarsi lungo una direzione assiale Α-Δ parallela allo stelo 34, mentre la dentiera 42 può traslare lungo una direzione B-B trasversale allo stelo 34.

Per consentire alla dentiera 42 di spostarsi trasversalmente allo stelo 34, è predisposto un perno di guida trasversale 44 che attraversa la parete del semiguscio 12 con gioco assiale. Il perno 44 presenta un'estremità libera 44a normalmente filettata atta ad impegnare una porzione centrale filettata della dentiera 42, per guidare e limitare il movimento della dentiera 42 rispetto al corpo 10. Dalla parte opposta all'estremità 44a, il perno 44 è munito di una testa che sporge all'esterno del corpo 10 per poter essere manovrata, tipicamente mediante un utensile quale una chiave o un cacciavite, allo scopo di consentire la regolazione fine della traslazione massima della dentiera 42 verso la dentiera 40.

La traslazione della dentiera 42 verso la dentiera 40 è controllata da almeno un attuatore 46, essendo preferibilmente predisposti una coppia di attuatori 46 uguali, alla stessa distanza ma da parti opposte rispetto al perno 44.

Ciascun attuatore 46 comprende uno stantuffo ausiliario 48 montato scorrevole in una sede cilindrica 50 formata nella parete del semiguscio 12, che definisce una camera 51 dalla parte rivolta verso la dentiera 42. Ad ogni stantuffo 48 è connessa rigidamente un'asta coassiale 52 la cui estremità libera, dalla parte adiacente alla dentiera 42, presenta una porzione filettata 54 che s'impegna in una corrispondente filettatura di un foro trasversale 56 della dentiera 42. In questo modo, uno spostamento assiale delle aste 52 degli attuatori 46 determina uno spostamento corrispondente della dentiera 42 rispetto al corpo 10 ed alla dentiera 40, grazie al gioco assiale del perno 44.

Mezzi elastici di spinta 58, preferibilmente costituiti da un pacco di molle a tazza per ragioni di compattezza, sono montati coassialmente su ciascuno stantuffo ausiliario 48 in modo tale che una loro prima estremità appoggi contro la superficie dello stantuffo 48 opposta alla camera 51, e l'altra estremità appoggi contro un coperchio amovibile 60, normalmente fissato al corpo 10 dell'attrezzatura.

Nelle camere 51 degli attuatori 46 è ammesso lo stesso fluido in pressione alimentato ai mezzi di comando dell'attrezzatura, tramite condotti indicati genericamente con 62. Nel caso di una pluralità di attuatori 46, come nella forma d'attuazione illustrata nelle figure, oppure di un numero diverso di attuatori 46, gli attuatori 46 sono resi comunicanto mediante condotti di alimentazione che permettono al fluido in pressione di raggiungere contemporaneamente le relative camere 51.

Dietro la superficie dorsale della dentiera 40 opposta alla sua superficie attiva munita dei denti 41, è fissata al semiguscio 14, tipicamente mediante viti, una piastra di contrasto allungata 63, separata di una piccola distanza dalla superficie dorsale della dentiera 40. Sulla superficie della piastra 63 rivolta verso la dentiera 40 sono predisposti una serie di elementi d'attrito 64, realizzati ad esempio mediante formazioni lineari rugose disposte trasversalmente all'estensione della piastra 63. Lo scopo della piastra 63 risulterà più chiaro nel seguito.

Nel funzionamento dell'attrezzatura, il fluido in pressione alimentato ai mezzi di comando dell'attrezzatura provoca, grazie al meccanismo a ginocchiera 28, lo spostamento assiale alternativo dello stelo 34 che a sua volta determina la rotazione dell'albero 18 fra una coppia di posizioni angolari di fine corsa predeterminate, e quindi il movimento d'oscillazione di un braccio fissato in rotazione all'albero 18 nonché di eventuali apparecchiature da esso sopportate.

Lo stesso fluido, alimentato alle camere 51 attraverso i condotti 62, esercita sugli stantuffi ausiliari una pressione che tende a mantenere gli stantuffi 48 in una posizione distanziata dallo stelo 34, contro l'azione elastica delle molle 58 degli attuatori 46. A seguito della spinta esercitata dagli attuatori 46, la dentiera 42 rimane separata dalla dentiera 40.

Naturalmente, il carico delle molle 58 degli attuatori 46 è calcolato in modo tale che la dentiera 42 rimanga distanziata dalla dentiera 40 guando la pressione del fluido presente nelle camere 51 è superiore ad una soglia predeterminata.

Se la pressione del fluido nella camera 51 degli attuatori 46 scende al disotto della suddetta soglia predeterminata, ad esempio a causa di malfunzionamento che interrompe l'erogazione del fluido in pressione all'attrezzatura, oppure durante operazioni di manutenzione, l'azione elastica delle molle 58 determina lo spostamento delle aste 52 verso lo stelo 34, e quindi della dentiera 42 verso la dentiera 40, nella direzione indicata dalla freccia C nella figura 6. In questa situazione, i denti 41 della dentiera 42 impegnano frontalmente i denti 41 della dentiera 40 provocando l'arresto della corsa dello stelo 34 e quindi del movimento d'oscillazione del braccio fissato all'albero 18.

A seguito della traslazione trasversale della dentiera 42 e dell'impegno di suoi denti con quelli della dentiera 40, la dentiera 40 subisce solo un piccolo spostamento trasversale fino a quando la sua superficie dorsale appoggia contro la piastra 63, in modo tale che la dentiera 40 ed il relativo elemento a mensola 36 subiscono solo un limitato carico a flessione, ed il movimento di scorrimento della dentiera 40 viene ulteriormente rallentato per l'impegno della sua superficie dorsale con gli elementi d'attrito 64 della piastra 62.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo d'arresto dell'oscillazione del braccio di un'attrezzatura di movimentazione del tipo a leva oscillabile, in cui il braccio è connesso in rotazione ad un albero (18) che si estende da un corpo (10) dell'attrezzatura il quale racchiude un meccanismo a ginocchiera (33) interposto operativamente fra l'albero (18) ed un'estremità di uno stelo (34) scorrevole assialmente in una direzione trasversale all'albero (18), lo stelo (34) essendo controllato da mezzi di comando a fluido in pressione associati al corpo (10), per cui lo scorrimento dello stelo (34) provoca un'oscillazione angolare del braccio fra due posizioni angolari di fine corsa predeterminate, caratterizzato dal fatto che il dispositivo comprende un primo elemento d'impegno (42) fissato assialmente al corpo (10) ed un secondo elemento d'impegno (40) mobile con lo stelo (34), tali elementi d'impegno (40, 42) presentando rispettive superfici attive reciprocamente affacciate e suscettibili di raggiungere una condizione d'impegno frontale in conseguenza dello spostamento di una di esse trasversalmente allo stelo (34) al verificarsi di una caduta della pressione del fluido alimentato a detti mezzi di comando, al fine di arrestare lo spostamento dello stelo (34).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le superfici affacciate di detti elementi d'impegno (40, 42) sono munite di formazioni d'impegno sporgenti (41) di forma corrispondente.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette formazioni d'impegno sono denti (41), per cui ogni elemento d'impegno consiste in una dentiera (40, 42).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i denti (41) di ciascuna dentiera (40, 42) presentano la sommità arrotondata e fianchi sostanzialmente paralleli.
5. 5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il primo elemento d'impegno (42) è atto a traslare trasversalmente al corpo (10) dell'attrezzatura verso il secondo elemento d'impegno (40), e dal fatto che la traslazione del primo elemento d'impegno (42) è controllata per mezzo di almeno un attuatore (46) attivabile a seguito di una diminuzione della pressione del fluido d'azionamento di detti mezzi di comando al disotto di una soglia predeterminata, il secondo elemento d'impegno (40) essendo connesso rigidamente allo stelo (34).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il primo elemento d'impegno (42) presenta un'estensione sostanzialmente pari alla corsa assiale dello stelo (34).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il secondo elemento d'impegno (40) presenta un'estensione assiale minore di quella del primo elemento d'impegno (42).
8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 7, caratterizzato dal fatto che il movimento trasversale del primo elemento d'impegno (42) è guidato da un perno di guida (44) associato al corpo (10), che si estende trasversalmente allo stelo (34).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il movimento del primo elemento d'impegno (42) è controllato da una coppia di attuatori (46) disposti da parti opposte rispetto a detto perno di guida (44).
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 9, caratterizzato dal fatto che ciascun attuatore (44) comprende uno stantuffo ausiliario (48) scorrevole in una sede cilindrica (50) che definisce una camera (51) in cui è presente lo stesso fluido alimentato ai mezzi di comando dell'attrezzatura, detto stantuffo (48) presentando un'asta (52) connessa al primo elemento d'impegno (42) per cui, quando il fluido viene alimentato in detta camera (51) con una pressione sufficiente, lo stantuffo ausiliario (48) assume una posizione distanziata dal secondo elemento d'impegno (40), contro l'azione di mezzi elastici di spinta (58) che sollecitano lo stantuffo ausiliario (48) verso il secondo elemento d'impegno (40).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici consistono in un pacco di molle a tazza (58) disposte coassialmente al relativo stantuffo ausiliario (48).
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il pacco di molle (58) di ciascun attuatore (46) poggia contro un rispettivo coperchio amovibile (60), atto ad essere fissato al corpo (10) dell'attrezzatura.
13. 13. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 12, caratterizzato dal fatto che comprende una piastra di contrasto allungata (63) adiacente e normalmente distanziata dalla superficie del secondo elemento d'impegno (40) opposta alla sua superficie attiva, la quale presenta una serie di elementi d'attrito (64) sulla sua superficie rivolta verso il secondo elemento d'impegno (40).