ITTO20090092A1

ITTO20090092A1 - SELF-LOCKING CYLINDER WITH PNEUMATIC DRIVE.

Info

Publication number: ITTO20090092A1
Application number: IT000092A
Authority: IT
Inventors: Salvatore Anzalone
Original assignee: Zenith Progetti S A S Di Del Gross O Maria & C
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2010-08-12

Description

Cilindro autobloccante ad azionamento pneumatico. Pneumatically operated self-locking cylinder.

La presente invenzione si riferisce ad un cilindro autobloccante ad azionamento pneumatico per il bloccaggio di oggetti. The present invention refers to a pneumatically operated self-locking cylinder for locking objects.

Sono noti cilindri per il bloccaggio di oggetti atti a realizzare un vincolo tra due corpi altrimenti mobili. Cylinders are known for locking objects suitable for creating a constraint between two otherwise movable bodies.

Esistono particolari applicazioni, ad esempio il trasporto di oggetti di grosse dimensioni (qual è – chiaramente non limitatamente - una carlinga di aeroplano o una chiglia di una imbarcazione trasportati su un veicolo gommato), nelle quali vi è necessità di fissare l’oggetto da trasportare al mezzo di trasporto in modo da potersi adattare alle dimensioni dell’oggetto stesso. L’uso di cilindri di bloccaggio permette di fissare l’oggetto bloccandolo in una posizione preferita per poi successivamente sbloccarlo a trasporto finito senza la necessità di imbullonare l’oggetto stesso al mezzo di trasporto. There are particular applications, for example the transport of large objects (which is - clearly but not limited to - an airplane cockpit or a keel of a boat transported on a wheeled vehicle), in which there is a need to secure the object to be transported. to the means of transport so as to be able to adapt to the size of the object itself. The use of locking cylinders allows you to fix the object by locking it in a preferred position and then subsequently unlocking it when transport is finished without the need to bolt the object itself to the means of transport.

I cilindri di bloccaggio di tipo noto comprendono un corpo esterno cavo, preferibilmente avente sezione cilindrica, entro il quale scorre lungo un asse un pistone alimentato a fluido (ad esempio, olio o aria compressa); il pistone è tipicamente connesso con un albero che fuoriesce almeno parzialmente dal corpo centrale. Il pistone è dotato di una guarnizione a tenuta. Known locking cylinders comprise a hollow outer body, preferably having a cylindrical section, within which a piston fed with fluid (for example, oil or compressed air) slides along an axis; the piston is typically connected to a shaft which protrudes at least partially from the central body. The piston is equipped with a tight seal.

In dettaglio il pistone presenta una prima ed una seconda posizione di fine corsa, nelle quali l’albero è ritratto per massima parte entro il corpo esterno e rispettivamente si protende per massima parte verso l’esterno della stessa; in questa seconda posizione di fine corsa, il pistone è tipicamente a battuta (o nei pressi della stessa) con una parete di fondo del corpo centrale. In detail, the piston has a first and a second end-of-stroke position, in which the shaft is retracted for the most part within the external body and respectively extends for the most part towards the outside of the same; in this second end-of-stroke position, the piston typically abuts (or near it) with a bottom wall of the central body.

Al fine di mantenere l’oggetto bloccato in posizione per lungo tempo sono stati impiegati dispositivi in grado di mantenere il bloccaggio dell’oggetto senza necessariamente mantenere il fluido in pressione nel circuito principale. In order to keep the object locked in position for a long time, devices have been used that can keep the object locked without necessarily keeping the fluid under pressure in the main circuit.

Tali dispositivi sono illustrati ad esempio in EP 1016509, il quale mostra il bloccaggio del pistone tramite un secondo pistone montato tra una parete terminale del corpo esterno e il pistone stesso, allo scopo di determinare una precisa posizione di bloccaggio dell’oggetto. These devices are illustrated for example in EP 1016509, which shows the locking of the piston by means of a second piston mounted between an end wall of the external body and the piston itself, in order to determine a precise locking position of the object.

L’invenzione secondo il documento EP1016509 necessita comunque di mantenere la pressione sul secondo pistone per mantenere il bloccaggio; pertanto non è possibile realizzare un blocco totale dell’oggetto senza eliminare totalmente la pressione idraulica entro tutti i circuiti connessi con il cilindro stesso. The invention according to the document EP1016509 still needs to maintain the pressure on the second piston to maintain the locking; therefore it is not possible to make a total block of the object without totally eliminating the hydraulic pressure within all the circuits connected with the cylinder itself.

Questo risulta essere problematico qualora l’oggetto debba rimanere saldamente bloccato per lunghi periodi di tempo, anche per più settimane. This turns out to be problematic if the object has to remain firmly locked for long periods of time, even for several weeks.

In particolare infatti, mantenere una pressione continua in un circuito idraulico per così lungo tempo è problematico ed espone al rischio che eventuali perdite di fluido o di aria, producano un abbassamento di pressione in grado di fare muovere il pistone e pertanto non garantire più il bloccaggio stesso. In particular, in fact, maintaining a continuous pressure in a hydraulic circuit for such a long time is problematic and exposes the risk of any fluid or air leaks producing a lowering of pressure capable of making the piston move and therefore no longer guaranteeing locking. same.

A questo inconveniente si può ovviare ripristinando di tanto in tanto la pressione nel circuito idraulico, ma ciò implica che anche durante il trasporto debba sempre essere previsto il funzionamento di un compressore. This drawback can be overcome by restoring the pressure in the hydraulic circuit from time to time, but this implies that a compressor must always operate during transport.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un cilindro autobloccante ad azionamento pneumatico per il bloccaggio di oggetti, il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti. The object of the present invention is to provide a pneumatically operated self-locking cylinder for locking objects, which is free from the drawbacks described above.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un cilindro autobloccante ad azionamento pneumatico per il bloccaggio di oggetti come descritto nella rivendicazione 1. According to the present invention, a pneumatically operated self-locking cylinder is provided for locking objects as described in claim 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of implementation, in which:

- la figura 1 illustra un cilindro autobloccante ad azionamento pneumatico secondo la presente invenzione lungo una vista laterale, con parte dello stesso sezionata lungo un piano perpendicolare alla direzione di osservazione; Figure 1 illustrates a pneumatically operated self-locking cylinder according to the present invention along a side view, with part of it sectioned along a plane perpendicular to the direction of observation;

- la figura 2 illustra una sezione completa del cilindro di figura 1 in una prima posizione di utilizzo; Figure 2 shows a complete section of the cylinder of Figure 1 in a first position of use;

- la figura 2a illustra un dettaglio di parte del cilindro secondo la presente invenzione; Figure 2a illustrates a detail of part of the cylinder according to the present invention;

- la figura 3 illustra una sezione completa del cilindro di figura 1 in una seconda posizione di utilizzo. Figure 3 shows a complete section of the cylinder of Figure 1 in a second position of use.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un cilindro autobloccante ad azionamento pneumatico. With reference to Figure 1, 1 indicates as a whole a self-locking cylinder with pneumatic actuation.

Il cilindro autobloccante 1 comprende: Self-locking cylinder 1 includes:

- un corpo esterno 2 avente una prima 2a ed una seconda 2b estremità, rispettivamente fissate ad una testa 3 e ad un piede 5 attraverso una pluralità di tiranti laterali 5b; - an external body 2 having a first 2a and a second 2b ends, respectively fixed to a head 3 and to a foot 5 through a plurality of lateral tie rods 5b;

- un pistone 10, scorrevole all’interno del corpo 2 tra una prima ed una seconda posizione di fine corsa. - a piston 10, sliding inside the body 2 between a first and a second stroke end position.

La testa 3 presenta un recesso atto ad ospitare una guarnizione 4 di tenuta con il corpo 2. The head 3 has a recess suitable for housing a gasket 4 for sealing with the body 2.

Il corpo esterno 2, che secondo la forma di realizzazione preferita qui descritta è realizzato in materiale metallico (acciaio o altro materiale idoneo a sopportare grossi carichi senza deformarsi sensibilmente ed irreversibilmente in modo influente per il comportamento del dispositivo stesso), presenta una forma esterna cilindrica ed è al suo interno cavo; in dettaglio la cavità del corpo esterno 2 è a sezione circolare e presenta un asse X che si estende lungo la direzione di massima estensione del corpo 2 stesso. Lungo l’asse X, la circonferenza di sezione della cavità del corpo 2 presenta una misura costante in quanto è lungo essa che scorre il pistone 10. The external body 2, which according to the preferred embodiment described here is made of metallic material (steel or other material suitable to withstand large loads without deforming significantly and irreversibly in an influential way for the behavior of the device itself), has a cylindrical external shape and it is hollow inside; in detail, the cavity of the external body 2 has a circular section and has an axis X which extends along the direction of maximum extension of the body 2 itself. Along the X axis, the cross-sectional circumference of the body cavity 2 has a constant measure as it is along it that the piston 10 slides.

Alla seconda estremità 2b del corpo esterno 2 è fissato un piede 5, realizzato in lega di alluminio, il quale è montato in modo tale da garantire anch’esso la tenuta d’aria in pressione all’interno del cilindro 1 tramite opportune guarnizioni anulari. At the second end 2b of the external body 2 a foot 5 is fixed, made of aluminum alloy, which is mounted in such a way as to also ensure the air tightness under pressure inside the cylinder 1 through appropriate annular gaskets.

Il piede 5 comprende una cavità 5a sostanzialmente cilindrica avente un asse coincidente con l’asse X e un primo terminale di ingresso 6a di aria compressa, che può essere alimentata all’interno del corpo esterno 2 per mezzo di un compressore d’aria (non illustrato in figura). Al terminale di ingresso 6a, il quale si estende ortogonalmente all’asse X con una foratura passante comunicante dall’esterno del piede 5 alla sua cavità, possono essere fissati dei raccordi per la connessione di tubazioni di portata d’aria. The foot 5 comprises a substantially cylindrical cavity 5a having an axis coincident with the X axis and a first inlet terminal 6a of compressed air, which can be fed inside the external body 2 by means of an air compressor (not shown in the figure). At the inlet terminal 6a, which extends orthogonally to the X axis with a through hole communicating from the outside of the foot 5 to its cavity, fittings can be fixed for the connection of air flow pipes.

Dal punto di vista dimensionale, il piede 5 si inserisce parzialmente all’interno della cavità del corpo 2; la sua cavità 5a inoltre presenta un diametro sensibilmente inferiore a quello della cavità del corpo 2 stesso,in quanto atta all’ammortizzamento del pistone 10. From the dimensional point of view, the foot 5 is partially inserted inside the cavity of the body 2; its cavity 5a also has a diameter significantly lower than that of the cavity of the body 2 itself, as it is suitable for cushioning the piston 10.

Come accennato, il piede 5, il corpo 2 e la testa 3 sono accorpati tramite la pluralità di tiranti laterali 5b, i quali sono disposti sostanzialmente in direzione parallela all’asse X e parzialmente inglobati entro la parete del corpo esterno 2. As mentioned, the foot 5, the body 2 and the head 3 are merged through the plurality of lateral tie rods 5b, which are arranged substantially in a direction parallel to the X axis and partially incorporated within the wall of the external body 2.

La forma di realizzazione preferita del cilindro 1 qui descritto, prevede che il numero di tiranti 5b sia pari a quattro. The preferred embodiment of the cylinder 1 described here provides that the number of tie rods 5b is equal to four.

La testa 3 presenta al suo interno una cavità 3’ atta ad essere alimentata con aria tramite un secondo terminale di ingresso 6b dell’aria compressa. Anche il secondo terminale di ingresso 6b è connesso con un compressore d’aria ed è disposto ortogonalmente all’asse X. The head 3 has inside a cavity 3 'suitable for being fed with air through a second terminal 6b of the compressed air inlet. The second inlet terminal 6b is also connected with an air compressor and is arranged orthogonally to the X axis.

La cavità 3’ della testa 3, osservata su di un piano passante per l’asse X presenta una configurazione sostanzialmente doppio-troncoconica, in cui due porzioni di cavità troncoconiche 3a e 3c contrapposte, sono unite da un tratto intermedio 3b cilindrico, che si sviluppa parallelamente all’asse X, e cioè alla direzione di scorrimento del pistone. The cavity 3 'of the head 3, observed on a plane passing through the X axis, has a substantially double-frusto-conical configuration, in which two portions of frusto-conical cavities 3a and 3c opposite each other, are joined by an intermediate cylindrical section 3b, which it develops parallel to the X axis, ie to the sliding direction of the piston.

Il tratto cilindrico 3b è tale che la sua sezione – di tipo circolare come quella delle due porzioni tronco-coniche 3a, 3c – presenta un diametro di misura massima. The cylindrical section 3b is such that its section - of a circular type like that of the two truncated conical portions 3a, 3c - has a maximum diameter.

In direzione della testa 3, la prima porzione di cavità 3a si raccorda alla testa stessa formando una sezione circolare di diametro pari al diametro della sezione interna del corpo esterno 2. In the direction of the head 3, the first portion of cavity 3a is joined to the head itself, forming a circular section with a diameter equal to the diameter of the internal section of the external body 2.

Come mostrato con maggiore dettaglio in figura 2a, la testa 3 comprende una flangia esterna 3h che concorre alla tenuta di pressione d’aria e allo sviluppo lungo l’asse x dell’altezza della stessa; la flangia 3h presenta infine un foro passante 3d, di forma sostanzialmente circolare ed estendentesi lungo l’asse X e coassiale ad esso, che permette il passaggio dell’estremità 10a di uno stelo cilindrico 12 del pistone 10. As shown in greater detail in figure 2a, the head 3 includes an external flange 3h which contributes to the air pressure seal and to the development along the x axis of the height of the same; the flange 3h finally has a through hole 3d, substantially circular in shape and extending along the X axis and coaxial to it, which allows the passage of the end 10a of a cylindrical rod 12 of the piston 10.

All’estremità 10a sarà connesso un mezzo idoneo al bloccaggio di oggetti. Tale mezzo, non illustrato nelle figure annesse, può essere di forme molto diverse tra loro, che variano in base principalmente alla natura stessa dell’oggetto da bloccare, delle sue dimensioni, forma e massa. At the end 10a will be connected a means suitable for locking objects. This means, not illustrated in the attached figures, can be of very different shapes, which vary mainly according to the very nature of the object to be blocked, its size, shape and mass.

La flangia 3h della testa 3 è fissata alla testa 3 essendo parzialmente inserita in un suo alloggiamento; inoltre, la flangia 3h della testa 3 possiede un recesso anulare atto ad ospitare mezzi per il mantenimento dell’isolamento dall’ambiente esterno quali ad esempio un corteco o raschiatore 3e, fissato per mezzo di un anello seeger 3f, il quale agisce come elemento di tenuta permettendo comunque lo scorrimento con attrito dell’albero 10a. The flange 3h of the head 3 is fixed to the head 3 being partially inserted in its housing; moreover, the flange 3h of the head 3 has an annular recess suitable for housing means for maintaining insulation from the external environment such as for example a curtain or scraper 3e, fixed by means of a seeger ring 3f, which acts as an element of seal allowing in any case the sliding with friction of the shaft 10a.

Il pistone 10 comprende: Piston 10 includes:

- lo stelo cilindrico 12, posizionato lungo l’asse X, il quale possiede detto primo estremo 10a ed un secondo estremo opposto al precedente vincolato ad un elemento di chiusura 13 della cavità 5a del piede 5; e - the cylindrical stem 12, positioned along the X axis, which has said first end 10a and a second end opposite to the previous one bound to a closing element 13 of the cavity 5a of the foot 5; And

- un cilindro o canotto 14, scorrevole rispetto al suddetto stelo cilindrico 12 centrale, cavo al suo interno in modo tale da ospitare lo stelo cilindrico 12. - a cylinder or sleeve 14, sliding with respect to the aforementioned central cylindrical stem 12, hollow inside it in such a way as to house the cylindrical stem 12.

L’elemento di chiusura 13, che è fissato all’elemento centrale 12 mediante un dado 13a che si avvita su di una vite 13b, possiede una superficie esterna che copia la forma interna della cavità del piede 5, in modo tale da potersi inserire al suo interno. The closing element 13, which is fixed to the central element 12 by means of a nut 13a which is screwed onto a screw 13b, has an external surface which copies the internal shape of the cavity of the foot 5, so that it can be inserted into the inside.

Il cilindro o canotto 14 possiede un corpo sostanzialmente cilindrico atto a poter scorrere all’interno della cavità del corpo esterno 2; una coppia di guarnizioni a labbro 15, separate da una fascia elastica di guida 16 provvedono a realizzare una tenuta d’aria, dividendo così l’insieme della cavità 3’ e dell’interno del corpo 2 in due aree distinte, la cui dimensione varia in funzione della posizione del canotto 14. The cylinder or sleeve 14 has a substantially cylindrical body able to slide inside the cavity of the external body 2; a pair of lip seals 15, separated by an elastic guide band 16 provide for an air seal, thus dividing the whole of the cavity 3 'and of the interior of the body 2 into two distinct areas, the size of which varies depending on the position of the sleeve 14.

In dettaglio le guarnizioni a labbro 15 e la fascia elastica di guida 16 sono tutti disposti in un rispettivo recesso sull’estremità del cilindro di guida 14 e giacciono su piani paralleli tra loro ed ognuno ortogonale all’asse X. In detail, the lip seals 15 and the elastic guide band 16 are all arranged in a respective recess on the end of the guide cylinder 14 and lie on planes parallel to each other and each perpendicular to the X axis.

Infine, una parte terminale inferiore del cilindro o canotto 14, rivolta verso il piede 5, presenta una superficie cilindrica piana dotata di una porzione anulare o flangia 17 trattenuta mediante un anello seeger 18. Lo scopo della flangia 17 è quello di andare a battuta con la parte superiore piana della cavità del piede 5, in modo tale da migliorare il contatto e quindi la chiusura della stessa allorché, a seguito della pressurizzazione della cavità 3’ tramite l’alimentazione dell’aria dal secondo condotto di ingresso 6b, il canotto 14 raggiunge la prima posizione inferiore di fine corsa. Finally, a lower end part of the cylinder or sleeve 14, facing the foot 5, has a flat cylindrical surface equipped with an annular portion or flange 17 held by a seeger ring 18. The purpose of the flange 17 is to abut with the flat upper part of the cavity of the foot 5, in such a way as to improve the contact and therefore the closure thereof when, following the pressurization of the cavity 3 'through the supply of air from the second inlet duct 6b, the sleeve 14 reaches the first lower end position.

In dettaglio, alimentando aria all’interno del secondo condotto di ingresso 6b il canotto 14, se in una posizione diversa rispetto alla prima posizione di fine corsa, si muove in direzione del piede 5, richiamando almeno parte dello stelo 10a all’interno della testa 3 e del corpo esterno 2. In detail, by feeding air into the second inlet duct 6b, the sleeve 14, if in a different position with respect to the first end-of-stroke position, moves in the direction of the foot 5, recalling at least part of the stem 10a inside the head 3 and of the external body 2.

Il cilindro interno 10 comprende infine una pluralità di elementi di incastro che, allorché il canotto 14 raggiunge la sua seconda posizione di fine corsa, con la prima estremità 10a dello stelo 10a completamente esteso verso l’esterno della testa 3, permettono il bloccaggio del gruppo canotto-stelo; in tale posizione in presenza di forze esterne agenti sulla prima estremità 10a dello stelo cilindrico 12 e dirette in direzione del piede 5 anche senza pressione all’interno della cavità del corpo esterno 2. Finally, the internal cylinder 10 comprises a plurality of interlocking elements which, when the sleeve 14 reaches its second end-of-stroke position, with the first end 10a of the rod 10a completely extended towards the outside of the head 3, allow the blocking of the unit quill-stem; in this position in the presence of external forces acting on the first end 10a of the cylindrical stem 12 and directed in the direction of the foot 5 even without pressure inside the cavity of the external body 2.

In dettaglio, come osservabile in figura 2 e 3, un supporto 20 a T per leve è disposto sullo stelo 12 in prossimità della molla 11 e si protende radialmente da esso in direzione ortogonale all’asse X. Il supporto è posizionato inoltre in modo simmetrico rispetto all’asse X. In detail, as can be seen in Figures 2 and 3, a T-shaped support 20 for levers is arranged on the stem 12 near the spring 11 and extends radially from it in a direction orthogonal to the X axis. The support is also positioned symmetrically. with respect to the X axis.

In dettaglio, il supporto 20 è montato in modo tale che parte dello stelo 12 possa scorrergli all’interno; infatti il supporto 20 presenta una parte centrale di forma cilindrica cava. Il supporto 20 viene fissato tramite una copiglia 20a posizionata sull’asse dello stelo 12, in modo tale che possa scorrere relativamente allo stelo stesso per una lunghezza sufficiente alla compressione della molla 11. In detail, the support 20 is mounted in such a way that part of the stem 12 can slide inside it; in fact the support 20 has a central part having a hollow cylindrical shape. The support 20 is fixed by means of a split pin 20a positioned on the axis of the rod 12, so that it can slide relative to the rod itself for a length sufficient for the compression of the spring 11.

In dettaglio, in fase di montaggio, la molla 11 è precaricata con un carico assiale parallelo all’asse X; successivamente, sullo stelo 12 viene calzato il supporto 20, che viene quindi bloccato tramite la copiglia 20a. In detail, during the assembly phase, the spring 11 is preloaded with an axial load parallel to the X axis; subsequently, the support 20 is fitted onto the stem 12 and is then locked by means of the split pin 20a.

Il cilindro 1 dispone infine di mezzi di bloccaggio (21a, 21b; 23a, 23b; 22) del pistone 10 entro la cavità 3’ della testa 3. The cylinder 1 finally has locking means (21a, 21b; 23a, 23b; 22) of the piston 10 within the cavity 3 'of the head 3.

Su tale supporto 20 per leve è incernierata una prima coppia di leve 21a, 21b; in dettaglio l’incernieramento è posizionato in corrispondenza di una prima estremità delle leve 21a, 21b, le quali risultano ruotanti attorno ad un rispettivo asse ortogonale all’asse X e quindi libere di ruotare su di un piano su cui giace l’asse X stesso. Le leve 21a, 21b sono realizzate in materiale metallico, in modo tale da presentare robustezza e ridotta usura. A first pair of levers 21a, 21b is hinged to this support 20 for levers; in detail, the hinging is positioned at a first end of the levers 21a, 21b, which rotate around a respective axis orthogonal to the X axis and therefore free to rotate on a plane on which the X axis lies . The levers 21a, 21b are made of metallic material, in such a way as to have strength and reduced wear.

Su di una seconda estremità di ognuna delle leve della prima coppia di leve 21a, 21b sono imperniati dei rulli 22, che sono in grado di ruotare folli rispetto alle suddette leve 21a, 21b. On a second end of each of the levers of the first pair of levers 21a, 21b are hinged rollers 22, which are able to rotate idly with respect to the aforementioned levers 21a, 21b.

Inoltre, sempre sulla seconda estremità di ognuna delle leve della prima coppia di leve 21a, 21b è imperniata una estremità di ulteriori rispettive leve 23a, 23b; ognuna delle leve 23a, 23b, che insieme formano quindi una seconda coppia di leve, è inoltre imperniata sull’estremità opposta, ad una estremità superiore 14a del canotto 14. Furthermore, again on the second end of each of the levers of the first pair of levers 21a, 21b an end of further respective levers 23a, 23b is pivoted; each of the levers 23a, 23b, which together therefore form a second pair of levers, is also pivoted on the opposite end, at an upper end 14a of the sleeve 14.

Anche in questo caso l’imperniamento avviene su di un rispettivo asse ortogonale all’asse X. Also in this case the pivoting takes place on a respective axis orthogonal to the X axis.

Durante la corsa del pistone 10 tra la prima posizione di fine corsa e la seconda posizione di fine corsa, i rullini 22 scorrono rimanendo sostanzialmente a contatto delle pareti interne del corpo esterno 2 e delle pareti interne 3c e 3b della cavità 3’ della testa 3. During the stroke of the piston 10 between the first stroke end position and the second stroke end position, the rollers 22 slide substantially remaining in contact with the internal walls of the external body 2 and the internal walls 3c and 3b of the cavity 3 'of the head 3 .

Partendo dalla condizione di riposo di Figura 2, alimentando aria in pressione (4-8 bar) attraverso l’ingresso 6a si causa il movimento del canotto 14 dalla prima posizione di fine corsa verso la seconda posizione di fine corsa (figure 2 e 3 osservate in sequenza); i rulli 22 dapprima scorrono rimanendo sostanzialmente a contatto con le pareti del corpo esterno 2 mentre le leve 21a, 21b, 23a, 23b rimangono disposte il più possibile parallelamente all’asse X. Infatti i rulli 22, che costituiscono un elemento radialmente estensibile di guida lungo le pareti interne, rimangono sostanzialmente vicino allo stelo 12, non potendo protendersi verso l’esterno a causa del parallelismo tra l’asse X e le pareti del corpo esterno 2. Starting from the rest condition of Figure 2, supplying pressurized air (4-8 bar) through inlet 6a causes the movement of the sleeve 14 from the first stroke end position towards the second stroke end position (figures 2 and 3 observed in sequence); the rollers 22 first slide remaining substantially in contact with the walls of the external body 2 while the levers 21a, 21b, 23a, 23b remain arranged as much as possible parallel to the X axis. In fact, the rollers 22, which constitute a radially extensible guide element along the internal walls, they remain substantially close to the stem 12, unable to extend outwards due to the parallelism between the X axis and the walls of the external body 2.

Continuando ad alimentare aria in 6a le leve 21a, 21b, 23a, 23b ruotano reciprocamente l’una rispetto all’altra e sospingono i rulli 22 a loro vincolati prima lungo la seconda cavità tronco-conica 3c e poi verso la sezione cilindrica 3b della testa 3, potendo contare in quel punto su di una sezione di diametro maggiore. Continuing to feed air into 6a, the levers 21a, 21b, 23a, 23b rotate each other reciprocally and push the rollers 22 constrained to them first along the second truncated conical cavity 3c and then towards the cylindrical section 3b of the head 3, being able to count at that point on a section with a larger diameter.

Quando il canotto 14 giunge in corrispondenza dell’estremità superiore del corpo 2 la sua estremità superiore 14a sarà a battuta contro il supporto 20 dello stelo 12 contro la reazione della molla 11,atta a compensare una differente posizione di arresto dello stelo 12 garantendo perciò un carico di bloccaggio dello stelo 12 variabile ad esempio, e non limitatamente, tra gli 800 ed i 1200 Kg. La differenza nella posizione di arresto dello stelo 12 dipende dalla corsa che permette la molla 11, e cioè di quale lunghezza, rispetto all’asse X, essa può essere compressa. When the sleeve 14 reaches the upper end of the body 2, its upper end 14a will abut against the support 20 of the rod 12 against the reaction of the spring 11, able to compensate for a different stopping position of the rod 12 thus guaranteeing a locking load of the rod 12 variable for example, and not limitedly, between 800 and 1200 Kg. The difference in the stopping position of the rod 12 depends on the stroke that the spring 11 allows, and that is of what length, with respect to the axis X, it can be compressed.

Alla massima estensione radiale dei rulli 22 rispetto all’asse X, la seconda coppia di leve 23a, 23b ruota posizionandosi dapprima a 90° e poi oltre rispetto all’asse X, formando infine con quest’ultimo un angolo ottuso. At the maximum radial extension of the rollers 22 with respect to the X axis, the second pair of levers 23a, 23b rotates, first positioning themselves at 90 ° and then further than the X axis, finally forming an obtuse angle with the latter.

In pratica, la retta che unisce gli assi di incerniera mento delle leve 23a e 23b al canotto 14 superano l’allineamento con la retta che unisce gli assi di incerniera mento dei rulli 22 in direzione dell’estremità 10a dello stelo 12. In practice, the straight line joining the hinging axes of the levers 23a and 23b to the sleeve 14 exceeds the alignment with the straight line joining the hinging axes of the rollers 22 in the direction of the end 10a of the rod 12.

Allorché le leve 23a, 23b della seconda coppia di leve formano il suddetto angolo ottuso con l’asse X, ognuno dei rulli 22 rimane vincolato tra la sezione cilindrica 3b e la seconda sezione tronco-conica 3c, in corrispondenza del punto di unione tra le due (Fig.3). In questo modo, allorché un carico esterno proveniente dallo oggetto da bloccare agisce sull’ estremità 10a con una forza diretta verso il piede 5 del cilindro autobloccante 1, tale forza si scarica sul rullo 22 e sulle pareti 3b, 3c, senza che però il rullo possa spostarsi a causa della posizione delle seconde leve 23a, 23b. A maggior ragione, quindi, tanto più il carico sullo stelo 10a è forte e tanto maggiore risulta il bloccaggio del pistone 10. When the levers 23a, 23b of the second pair of levers form the aforementioned obtuse angle with the X axis, each of the rollers 22 remains constrained between the cylindrical section 3b and the second truncated conical section 3c, at the point of union between the two (Fig. 3). In this way, when an external load coming from the object to be blocked acts on the end 10a with a force directed towards the foot 5 of the self-locking cylinder 1, this force is discharged on the roller 22 and on the walls 3b, 3c, without however the roller can move due to the position of the second levers 23a, 23b. All the more reason, therefore, the more the load on the rod 10a is strong and the greater the locking of the piston 10.

Anche eliminando completamente la pressione all’interno del corpo esterno 2, e quindi lasciando disconnesso il primo terminale di ingresso 6a, la condizione di bloccaggio non viene meno. Even by completely eliminating the pressure inside the external body 2, and therefore leaving the first input terminal 6a disconnected, the locking condition does not disappear.

Solo alimentando aria compressa all’interno del secondo terminale di ingresso 6b è possibile sbloccare il cilindro autobloccante 1, permettendo quindi l’arretramento del pistone 10 verso la prima posizione di fine corsa. Only by feeding compressed air inside the second inlet terminal 6b is it possible to unlock the self-locking cylinder 1, thus allowing the piston 10 to retract towards the first end position.

In dettaglio, infatti, immettendo aria all’interno della cavità 3’, qualora la pressione all’interno di quest’ultima sia superiore a quella presenta all’interno del corpo esterno 2, grazie anche all’eventuale azione distensiva della molla 11 sullo stelo 12, il canotto 14 vien dapprima sospinto verso il piede 5, scorrendo rispetto allo stelo 12 e permettendo quindi di allontanare i rullini 22 dalla parete centrale 3b facendo ruotare la prima coppia di leve 21a, 21b e la seconda coppia di leve 23a, 23b in modo tale da disporle sempre più lungo una direzione parallela a quella dell’asse X fino ad un ritorno alla condizione di riposo di Fig.2. In detail, in fact, by introducing air into the cavity 3 ', if the pressure inside the latter is higher than that inside the external body 2, thanks also to the possible relaxing action of the spring 11 on the stem 12, the sleeve 14 is first pushed towards the foot 5, sliding with respect to the stem 12 and thus allowing the rollers 22 to be moved away from the central wall 3b by rotating the first pair of levers 21a, 21b and the second pair of levers 23a, 23b in in such a way as to arrange them more and more along a direction parallel to that of the X axis until they return to the rest condition of Fig.2.

Un esempio pratico e chiaramente non limitativo del cilindro fin qui decritto possiede un pistone avente un diametro pari a 63mm; esso è convenientemente alimentato con una pressione di esercizio tra [4-8] bar e permette di sviluppare una forza di spinta S pari a : A practical and clearly non-limiting example of the cylinder described up to now has a piston having a diameter of 63mm; it is conveniently fed with an operating pressure between [4-8] bar and allows to develop a thrust force S equal to:

- 1246 N con una pressione di 4 bar; - 1246 N with a pressure of 4 bar;

- 1869 N con una pressione di 6 bar; e - 1869 N with a pressure of 6 bar; And

- 2493 N con una pressione di 8 bar. - 2493 N with a pressure of 8 bar.

Infine nella forma di realizzazione fin qui descritta, il cilindro 1 può ruotare su delle boccole inserite in una pluralità di recessi 3i della testa 3; in dettaglio tali recessi 3i si estendono in direzione ortogonale alla direzione individuata dall’asse X. Finally, in the embodiment described up to now, the cylinder 1 can rotate on bushings inserted in a plurality of recesses 3i of the head 3; in detail, these 3i recesses extend in a direction orthogonal to the direction identified by the X axis.

Tuttavia è possibile che tali recessi non siano presenti, rendendo quindi il cilindro 1 atto ad essere posizionato in modo fisso e non rotante attorno ad un asse trasversale al suddetto asse X. However, it is possible that these recesses are not present, thus making the cylinder 1 able to be positioned in a fixed and non-rotating manner around an axis transverse to the aforementioned X axis.

I vantaggi del cilindro autobloccante ad azionamento pneumatico per il bloccaggio di oggetti sono noti alla luce della descrizione che precede. In particolare esso permette di realizzare il bloccaggio di oggetti per lunghi periodi di tempo senza che vi sia pressione all’interno di qualunque circuito ad esso collegato, tramite infatti un bloccaggio di tipo meccanico ed irreversibile ad azione rafforzata con l’incremento del carico sull’albero 10a. The advantages of the pneumatically operated self-locking cylinder for locking objects are known in the light of the preceding description. In particular, it allows the locking of objects for long periods of time without there being pressure inside any circuit connected to it, in fact through a mechanical and irreversible locking with reinforced action with the increase of the load on the shaft 10a.

Inoltre la semplicità di costruzione del cilindro autobloccante 1 secondo la presente invenzione, permette inoltre di contenere l’incremento dimensionale rispetto ad un comune cilindro pneumatico, in quanto non sono presenti strutture complesse che includano ad esempio circuiti pneumatici secondari. Furthermore, the simplicity of construction of the self-locking cylinder 1 according to the present invention also allows to contain the dimensional increase compared to a common pneumatic cylinder, as there are no complex structures that include for example secondary pneumatic circuits.

Al dispositivo fin qui descritto possono essere applicate alcune varianti. Più in dettaglio, i raccordi di ingresso 6a, 6b possono essere posizionati in direzione dell’asse X ed essere anche sdoppiati. Some variants can be applied to the device described up to now. More in detail, the inlet fittings 6a, 6b can be positioned in the direction of the X axis and can also be doubled.

E’ chiaro inoltre che ai rulli 22 possono essere sostituiti equivalenti mezzi di contatto ruotanti quali ad esempio rotelle, sfere metalliche o cuscinetti a sfere o rulli, in grado di rimanere in contatto con le pareti delle cavità interne del cilindro. It is also clear that the rollers 22 can be replaced by equivalent rotating contact means such as wheels, metal balls or ball bearings or rollers, capable of remaining in contact with the walls of the internal cavities of the cylinder.

Ancora, i rulli 22 possono essere sostituiti da pattini o altri mezzi idonei alla riduzione di attrito ma che, parimenti, permettano comunque di mantenere la funzione di bloccaggio con elevata efficienza. Furthermore, the rollers 22 can be replaced by shoes or other means suitable for reducing friction but which, likewise, still allow the locking function to be maintained with high efficiency.

Infine, il numero di tiranti di unione tra la testa ed il piede del cilindro può variare da quanto precedentemente descritto in funzione ad esempio della dimensione del cilindro, del carico che deve sopportare e dal tipo di applicazione alla quale è destinato. Finally, the number of tie rods for joining the cylinder head and foot can vary from what has been described above, depending for example on the size of the cylinder, the load it must bear and the type of application for which it is intended.

Claims

CLAIMS 1) Pneumatically operated self-locking cylinder (1), comprising: - a hollow body (2); - a head (3) equipped with a cavity (3 ') at least partially enlarged with respect to said body (2); and d - a foot (5); - the body (2), the head (3) and the foot (5) being joined together in such a way as to ensure an air tightness; the cylinder (1) also comprising a piston (10) sliding between a first stroke end position and a second stroke end position and dividing the body cavity (2) from said cavity (3 '); said piston (10) being moved by pressurized air and axially constrained to a rod (12) having an end (10a) protruding from said cylinder (1); the cylinder (1) is characterized by the fact that it comprises mechanical locking means (21a, 21b, 23a, 23b; 22) of the said piston (10) within the said cavity (3 ') of the said head (3).

2) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 1, wherein said piston (10) further comprises a cylinder (14) sliding with respect to said rod (12); 3) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 2, wherein said locking means (21a, 21b; 23a, 23b; 22) comprising a first and second plurality of levers (21a, 21b; 23a, 23b); the first plurality of levers (21a, 21b) being pivoted to the said stem (12) and to the said second plurality of levers (23a, 23b), in turn pivoted on the said cylinder (14); the first and second plurality of levers (21a, 21b; 23a, 23b) being extendable within the enlargement of the cavity (3 '). 4) Pneumatically operated self-locking cylinder (1) according to claim 3, wherein means are present at a pivot point between said first plurality of levers (21a, 21b) and said second plurality of levers (23a, 23b) guide (22) rotating around an axis orthogonal to an axis (X) along which said piston (10) slides. 5) Pneumatically operated self-locking cylinder (1) according to claim 4, wherein said first plurality of levers (21a, 21b) is pivoted to said stem (12) on a support (20) arranged externally to said central body ( 12); said support (20) having a radial extension orthogonal to the direction identified by said axis (X). 6) Pneumatically operated self-locking cylinder (1) according to claim 4, further comprising an elastic means (11), arranged coaxially with respect to said axis (X). 7) Pneumatically operated self-locking cylinder (1) according to claim 4 in which said enlarged cavity (3 ') comprises a first (3a) and a second (3b) frusto-conical section; said first and said second frusto-conical section (3a, 3c) being separated by a cylindrical section (3b) developing parallel to the sliding direction of said piston (10) and in which said first and said second plurality of levers (21a, 21b ; 23a, 23b) have a locking position where the said second plurality of levers (23a, 23b) forms an angle greater than or equal to ninety degrees with respect to the said shaft (10a) and in which the said guide means (22) are substantially in contact with said central wall (3b). 8) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 7, in which said cavity (3 ') and the internal cavity of said body (2) have a circular section and in which the circumference maintains a constant diameter inside the cavity of the body (2) and variable inside said cavity (3 '). 9) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 1, wherein a first and a second air inlet conduit (6a, 6b) are present in said head (3) and respectively in said foot (5). 10) Pneumatically operated self-locking cylinder (1) according to claim 9, wherein said guide cylinder (14) comprises sealing elements (15, 16) suitable for isolating the cavity (3 ') from at least part of the cavity of the body (2) placed beyond said sealing elements (15, 16) and in which the locking of said end (10a) of stem (12) is reversible only when said cavity (3 ') is brought to a pressure higher than that possibly present inside the cavity part of the body (2) beyond the said sealing elements (15, 16). 11) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 10, wherein said sealing elements (15, 16) comprise a pair of lip seals (15), separated by an elastic guide band (16); the said lip seals (15) and the said elastic guide band (16) being all arranged in a respective recess on one end of the guide cylinder (14) and lying on planes parallel to each other and each orthogonal to the axis (X). 12) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 1, in which said end (10a) of said rod (12) passes through a hole (3h) passing through said head (3) and in which said head (3) comprises a recess in which a curtain or scraper (3e) is inserted to seal the air pressure; the said curtain or scraper (3e) being fixed to the said through hole (3d) by means of a seeger ring (3f). 13) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 6, in which said elastic means (11) allows a variation of the position of said rod (12) when the piston (10) is in said first end-of-stroke position, in which the said end (10a) is for the most part extended out of said cylinder (1). 14) Pneumatically operated self-locking cylinder according to claim 5, in which said support (20) can slide with respect to said rod (12) and is limited in its stroke by a locking pin (20a).