ITTO20090179A1

ITTO20090179A1 - Dispositivo di innesto rapido

Info

Publication number: ITTO20090179A1
Application number: IT000179A
Authority: IT
Inventors: Giorgi Paolo De; Giorgi Stefano De
Original assignee: Gemini S N C Di F Lli De Giorgi
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-11
Also published as: IT1393211B1

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo:

?Dispositivo di innesto rapido?,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi di innesto rapido atti a realizzare simultaneamente una connessione meccanica ed una connessione di fluido, del tipo comprendente un primo organo di innesto ed un secondo organo di innesto aventi rispettive porzioni definenti l?una un ricettacolo e l?altra una porzione a maschio predisposta per essere ricevuta entro detto ricettacolo.

Dispositivi di questo tipo sono ad esempio utilizzati nell?industria per accoppiare selettivamente un?alimentazione pneumatica ed eventualmente anche un?alimentazione elettrica con una pluralit? di dispositivi attuatori. Ad esempio si predispone su un polso di robot articolato un organo di collegamento all?alimentazione pneumatica e all?alimentazione elettrica, in modo tale per cui il robot pu? essere comandato per accoppiare in successione detto organo di collegamento con una pluralit? di dispositivi a comando pneumatico e/o elettrico destinati ad eseguire una serie di operazioni. In tal modo, ? possibile effettuare le diverse operazioni in tempi diversi facendo uso di un unico robot.

Pi? in generale, i dispositivi del tipo qui considerato sono utilizzabili ogni volta sia necessario collegare rapidamente un dispositivo a comando pneumatico ed eventualmente anche elettrico con le relative alimentazioni.

Lo scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un dispositivo di innesto del tipo sopra specificato che risulti efficiente ed affidabile nel funzionamento e che nello stesso tempo abbia una struttura relativamente semplice e di basso costo.

Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di realizzare un dispositivo di innesto che sia in grado di garantire la tenuta sia nel caso di collegamento del dispositivo ad una sorgente di pressione, sia nel caso di collegamento ad una sorgente di vuoto

In vista di raggiungere tale scopo, l?invenzione ha per oggetto Dispositivo di innesto rapido per realizzare simultaneamente una connessione meccanica ed una connessione di fluido, comprendente un primo organo di innesto ed un secondo organo di innesto aventi rispettive porzioni definenti l?una un ricettacolo e l?altra una porzione a maschio predisposta per essere ricevuta entro detto ricettacolo,

caratterizzato dal fatto che detta porzione a maschio ? provvista di due o pi? leve angolarmente distanziate intorno ad un asse principale, che sono montate articolate intorno ad assi tangenziali su detta porzione a maschio, dal fatto che detta porzione a maschio ? provvista di uno stelo attuatore mobile assialmente avente una porzione conica atta ad impegnare una prima porzione di ciascuna di dette leve articolate per provocare l?oscillazione di ciascuna leva verso una posizione di bloccaggio, in cui una seconda porzione della leva impegna una superficie di arresto di detto ricettacolo, cos? da impedire un disaccoppiamento degli organi di innesto; e

dal fatto che uno di detti primo e secondo organo d?innesto ? provvisto di almeno due perni tubolari ad estremit? conica aventi ciascuno asse parallelo e distanziato dall?asse principale del dispositivo di innesto, e che l?altro organo di innesto presenta ricettacoli ausiliari atti a ricevere a tenuta la suddetta estremit? conica di ciascun perno tubolare, in modo da realizzare un collegamento a tenuta di fluido fra la cavit? di detto perno tubolare e la cavit? di detto ricettacolo ausiliario.

A ciascun perno tubolare con estremit? conica ? associato un anello di tenuta, preferibilmente del tipo O-ring, che assicura la tenuta del suddetto collegamento di fluido nella condizione accoppiata dei due organi di innesto.

Nella forma preferita di attuazione, sono previsti due perni tubolari ad estremit? conica disposti da parti opposte rispetto all?asse principale del rispettivo organo di innesto e cooperanti con due ricettacoli ausiliari dell?altro organo di innesto.

Sempre nel caso della forma preferita di attuazione ciascuna di dette leve articolate ? girevole su un perno di articolazione che ? orientato tangenzialmente rispetto a detto asse principale e che ? ricevuto entro una sede frontale ricavata sulla superficie frontale del rispettivo organo di innesto ed ? bloccato entro tale sede mediante un elemento di chiusura fissato al corpo di detto organo di innesto.

Secondo un?ulteriore caratteristica preferita, il dispositivo incorpora un attuatore a fluido per il comando di detto stelo mobile assialmente. Tale attuatore a fluido comprende uno stantuffo connesso rigidamente a detto stelo e mezzi elastici per spingere detto stantuffo nella direzione che provoca uno spostamento delle leve articolate verso la posizione di innesto. E? tuttavia prevista anche una soluzione in cui il suddetto stelo ? comandato da una leva ad azionamento manuale.

Nella suddetta forma preferita di attuazione, detti primo e secondo organo di innesto sono provvisti anche di rispettivi elementi di connettore elettrico che si accoppiano fra loro nella condizione di accoppiamento del dispositivo, cos? da realizzare anche una connessione elettrica.

I suddetti organi di innesto sono provvisti di mezzi di centraggio ad impegno reciproco, per realizzare il centraggio reciproco di detti organi di innesto nella condizione di accoppiamento, sia per quanto riguarda un allineamento dei due assi centrali dei due organi di innesto, sia per quanto riguarda un loro corretto posizionamento angolare reciproco.

In una prima forma di attuazione, detti mezzi di centraggio ad impegno reciproco sono costituiti da detti perni tubolari e dai rispettivi ricettacoli ausiliari, che sono conformati per realizzare, oltre al suddetto collegamento a tenuta di fluido, anche il centraggio reciproco di detti organi di innesto nella condizione di accoppiamento.

In una variante, detti mezzi di centraggio ad impegno reciproco comprendono un elemento di testa portato da detto stelo attuatore e atto ad essere ricevuto entro una cavit? centrale di detto primo organo di innesto, e una coppia di sedi predisposte su detto primo organo di innesto in posizioni distanziate dal suo asse centrale ed angolarmente distanziate fra loro, dette sedi essendo atte a ricevere due rispettive di dette leve articolate nella condizione di accoppiamento, in modo tale da costituire un riferimento per la posizione angolare reciproca corretta dei due organi di innesto nella condizione di accoppiamento.Grazie alle caratteristiche sopra indicate, il dispositivo d?innesto secondo l?invenzione ? caratterizzato da una elevata efficienza ed affidabilit? di funzionamento, pur avendo nello stesso tempo una struttura relativamente semplice e di basso costo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 ? una vista in sezione del dispositivo di innesto nella condizione disaccoppiata,

la figura 2 ? una vista in sezione del dispositivo di innesto nella condizione accoppiata,

la figura 3 ? una vista in scala ampliata di un particolare della figura 2,

la figura 4 ? una vista prospettica esplosa del dispositivo d?innesto secondo l?invenzione,

le figure 5, 6 sono viste in scala ampliata di particolari della figura 4,

la figura 7 ? una variante della figura 2, e

la figura 8 ? una vista in sezione secondo la linea VIII-VIII della figura 7.

Nei disegni il numero 1 indica nel suo insieme un dispositivo di innesto comprendente un primo organo di innesto 2 avente un corpo di materiale metallico con un?apertura centrale 3 di forma circolare, il cui asse ? indicato con 3a, definente un ricettacolo per una porzione a maschio 4 di un secondo organo di innesto 5. Il secondo organo di innesto 5 ha un corpo metallico con un asse principale 5a che coincide con l?asse 3a del primo organo di innesto 2 nella condizione accoppiata del dispositivo. Il corpo metallico 5 definisce una cavit? cilindrica 60 entro cui ? montato scorrevole, nel caso dell?esempio illustrato, uno stantuffo 7 di un attuatore pneumatico a doppio effetto, con relativo anello di tenuta 7a. La funzione dello stantuffo 7 sar? illustrata nel seguito. Lo stantuffo 7 divide la cavit? cilindrica 60 in due camere 8,9. La camera 8 ? definita fra lo stantuffo 7 e una parete 6 del corpo 5, mentre la camera 9 ? definita fra lo stantuffo 7 e un coperchio 10, cui ? associato un anello di tenuta 10a e fissato mediante viti 10b. Contro il coperchio 10 poggiano le estremit? di due molle elicoidali coassiali 11,12. Le estremit? opposte di tali molle agiscono contro lo stantuffo 7.

Lo stantuffo 7 ? connesso ad uno stelo 13 che ? montato scorrevole, con l?interposizione di un anello di tenuta 14 entro un foro centrale 6a ricavato nella parete 6.

Sul suo lato esterno, la parete 6 definisce sedi per il montaggio articolato di una pluralit? (sei nell?esempio illustrato) di leve 15.

Come visibile nelle figure 4, 5, ciascuna leva 15 ha un corpo appiattito con due facce piane opposte ed ? munita di un perno di articolazione 16 su cui la leva ? girevole, che sporge da entrambe le facce. Sulla superficie frontale esterna del corpo 5 sono ricavate sedi 17 (figura 5) entro cui vengono accolti i perni 16, tali perni essendo orientati tangenzialmente rispetto all?asse principale 5a ed essendo trattenuti entro le sedi 17 dalla flangia periferica 18a di un elemento di chiusura 18 fissato mediante viti 19 al corpo 5. L?elemento 18 ha una parte centrale 18b e una serie di intagli radiali che ricevono e guidano lateralmente le leve 15 e formano anche una superficie di arresto 18c che definisce una posizione di fine corsa per le leve 15, evitando che esse escano dall?impegno corretto con lo stelo 13. L?elemento 18 assolve anche la funzione di fine-corsa per lo stelo 13, in quanto la sua estremit? ha uno spallamento interno 18d che arresta un piattello 30a fissato all?estremit? dello stelo. Grazie alla suddetta disposizione, nella condizione disinnestata (figura 1) le leve sono mantenute in posizione per effetto dell?impegno dei loro bracci 15b fra il piattello 30a e l?estremit? della porzione conica 130. Qualora lo stelo 13 venga attivato in assenza di un innesto fra gli organi 1, 2, la superficie di arresto 18c evita comunque una uscita delle leve 15 dalla loro posizione corretta.

Grazie alla suddetta struttura, ciascuna delle leve 15 risulta articolata intorno ad un asse 15a diretto tangenzialmente rispetto all?asse centrale 5a.

Lo stelo 13 ha una porzione conica 130 atta ad impegnare un primo braccio 15b di ciascuna leva articolata 15 per far oscillare ciascuna leva verso una posizione di innesto, in cui un suo secondo braccio 15c ? atto ad impegnare una superficie di arresto 20 ricavata a sottosquadro entro il ricettacolo 3 (vedere figure 2, 3).

Nella condizione accoppiata dell?organo a maschio 4 e del ricettacolo 3, la rotazione delle leve 15 nella posizione di innesto (illustrata nelle figure 2, 3) viene ottenuta grazie all?azione combinata delle molle 11, 12 e di aria in pressione alimentata alla camera 9 mediante mezzi di alimentazione che non sono illustrati nei disegni.

La disposizione ? tale per cui nel caso di avaria e conseguente mancanza di pressione di fluido nella camera 9, l?innesto viene mantenuto comunque bloccato dall?azione delle molle 11, 12.

Come visibile nella figura 5, i corpi metallici 2, 5 presentano ciascuno una coppia di orecchie 22, 23. Ciascuna di tali orecchie presenta una cavit? interna destinata ad essere messa in comunicazione di fluido con un condotto o tubazione che pu? essere collegato ad un elemento di raccordo (non illustrato) avvitato entro un rispettivo foro filettato 24, 25. Entro ciascuna delle orecchie 23 del corpo 5 ? avvitato frontalmente un perno tubolare 26, con estremit? conica 27, su cui ? montato coassialmente un anello di tenuta del tipo convenzionale ?O-ring?, indicato con il numero di riferimento 28. Ciascuno dei perni 26 ? diretto secondo un asse 29 (vedere anche figure 1,2) parallelo e distanziato rispetto all?asse centrale 5a dell?organo di innesto 5. Corrispondentemente, le orecchie 22 presentano due ricettacoli ausiliari 30 destinati a ricevere le estremit? coniche dei perni tubolari 26 (vedere figure 2, 3) cos? da realizzare il centraggio reciproco dei due organi di innesto nella condizione di accoppiamento, sia con riferimento ad un perfetto allineamento dei due assi 3a e 5a dei due organi di innesto sia con riferimento ad un loro corretto posizionamento angolare reciproco. In tale condizione, l?anello di tenuta 28 viene schiacciato e conseguentemente espanso in direzione radiale, per garantire una perfetta tenuta di fluido nel collegamento fra le due camere destinate a comunicare con i raccordi montati entro i fori filettati 24, 25.

Come visibile nella figura 4, sui due corpi 2, 5 sono montati due elementi di connettore elettrico 31, 32 con i relativi contatti 33, 34 che si accoppiano fra di loro nella condizione accoppiata dei due organi di innesto, realizzando cos? anche il collegamento elettrico.

Come risulta evidente dalla descrizione che precede, il dispositivo d?innesto secondo l?invenzione si caratterizza da un lato per un?elevata efficienza e affidabilit? di funzionamento e dall?altro lato per il fatto di avere una struttura relativamente semplice e costituita da un ridotto numero di parti. Il dispositivo garantisce la perfetta tenuta sia del collegamento meccanico, sia del collegamento di fluido, fra l?altro con l?adozione di semplici anelli di tenuta del tipo O-ring.

Un ulteriore vantaggio derivante dall?uso di annelli di tenuta di questo tipo ? che essi garantiscono la necessaria tenuta sia nel caso di passaggio di fluido in pressione in una direzione o nell?altra, sia nel caso il dispositivo venga collegato ad una sorgente di vuoto e tale vuoto debba essere mantenuto all?interno del dispositivo stesso.

Con riferimento alle figure 4-6, nell?esempio illustrato sono previsti organi espulsori 40, costituiti ciascuno da una bussola contenente un perno a richiamo elastico, che sono ricevuti e fissati in fori 40a del corpo 5 e sono atti a spingere contro il corpo 2 cos? da agevolare la separazione dei due elementi 5, 2 nella fase di disinnesto. Gli organi espulsori non sono comunque essenziali e potrebbero anche essere omessi.

Le figure 7, 8 mostrano una variante in cui i pernitubolari 26 vengono ricevuti con un minimo gioco entro i ricettacoli 30, per cui essi assolvono la funzione di collegamento a tenuta, mediante gli anelli O-ring 28, ed una funzione di ?pre-centraggio?. La funzione di centraggio vero e proprio viene assolta, per quanto riguarda l?allineamento degli assi 3a, 5a, da una porzione di testa 131 dello stelo attuatore 13, di forma cilindrica e ingrossata, che viene ricevuta entro una rispettiva porzione cilindrica 200 della cavit? 3 del primo organo di innesto 2. Per quanto riguarda il centraggio angolare, la funzione ? affidata a due sedi diametralmente opposte, definite da spine 201 parallele all?asse 3a e fissate al corpo dell?organo 2, che ricevono due delle suddette leve articolate 15 (vedere figura 8). Le spine 201 sono fissate entro fori praticati nel corpo dell?organo 2 e ivi trattenute mediante grani filettati.

Naturalmente, fermo restando i principi del trovato, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo d?esempio, senza per questo uscire dall?ambito della presente invenzione.

Ad esempio, come gi? indicato, in luogo di un attuatore pneumatico si potrebbe prevedere una leva ad azionamento manuale per comandare lo spostamento assiale dello stelo 13 che provoca il movimento delle leve 15 verso la posizione di bloccaggio.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di innesto rapido per realizzare simultaneamente una connessione meccanica ed una connessione di fluido, comprendente un primo organo di innesto (2) ed un secondo organo di innesto (5) aventi rispettive porzioni definenti l?una un ricettacolo (3) e l?altra una porzione a maschio (4) predisposta per essere ricevuta entro detto ricettacolo (3), caratterizzato dal fatto che detta porzione a maschio (4) ? provvista di due o pi? leve (15) angolarmente distanziate intorno ad un asse principale (5a), che sono montate articolate intorno ad assi tangenziali (15a) su detta porzione a maschio (4), dal fatto che detta porzione a maschio ? provvista di uno stelo attuatore (13) mobile assialmente avente una porzione conica (130) atta ad impegnare una prima porzione (15b) di ciascuna di dette leve articolate (15) per provocare l?oscillazione di ciascuna leva (15) verso una posizione di bloccaggio, in cui una seconda porzione (15c) della leva (15) impegna una superficie di arresto (20) di detto ricettacolo, cos? da impedire un disaccoppiamento degli organi di innesto (2, 5); e dal fatto che uno di detti primo e secondo organo d?innesto (5) ? provvisto di almeno due perni tubolari (26) ad estremit? conica aventi ciascuno un asse (29) parallelo e distanziato dall?asse principale (3a,5a) del dispositivo di innesto, e che l?altro organo di innesto (2) presenta ricettacoli ausiliari (30) atti a ricevere a tenuta la suddetta estremit? conica di ciascun perno tubolare (26), in modo da realizzare un collegamento a tenuta di fluido fra la cavit? di ciascun perno tubolare e la cavit? del rispettivo ricettacolo ausiliario (30).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a ciascun perno tubolare (26) con estremit? conica (27) ? associato un anello di tenuta (28) che assicura la tenuta del suddetto collegamento di fluido nella condizione accoppiata dei due organi di innesto (2, 5).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che sono previsti due perni tubolari (26) ad estremit? conica (27) disposti da parti opposte rispetto all?asse principale (5a) del rispettivo organo di innesto (5) e cooperanti con due ricettacoli ausiliari (30) dell?altro organo di innesto.
4. Dispositivo di innesto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti organi di innesto (2, 5) sono provvisti di mezzi di centraggio ad impegno reciproco, per realizzare il centraggio reciproco di detti organi di innesto (2, 5) nella condizione di accoppiamento.
5. Dispositivo di innesto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di centraggio ad impegno reciproco sono costituiti da detti perni tubolari (26) e dai rispettivi ricettacoli ausiliari (30), che sono conformati per realizzare, oltre al suddetto collegamento a tenuta di fluido, anche il centraggio reciproco di detti organi di innesto (2, 5) nella condizione di accoppiamento.
6. Dispositivo di innesto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di centraggio ad impegno reciproco comprendono: - un elemento di testa (131) portato da detto stelo attuatore (13) e atto ad essere ricevuto entro una cavit? centrale (200) di detto primo organo di innesto (2), e - una coppia di sedi predisposte su detto primo organo di innesto (2) in posizioni distanziate dal suo asse centrale (3a) ed angolarmente distanziate fra loro, dette sedi essendo atte a ricevere due rispettive di dette leve articolate (15) nella condizione di accoppiamento, in modo tale da costituire un riferimento per la posizione angolare reciproca corretta dei due organi di innesto nella condizione di accoppiamento.
7. Dispositivo di innesto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette leve articolate (15) presenta un perno di articolazione (16), che ? orientato tangenzialmente rispetto a detto asse principale (5a) e che ? ricevuto entro una sede frontale (17) ricavata sulla superficie frontale di detto secondo organo di innesto (5) ed ? bloccato entro tale sede mediante un elemento di chiusura (18) fissato al corpo di detto secondo organo di innesto (5).
8. Dispositivo di innesto secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che incorpora un attuatore a fluido per il comando di detto stelo mobile assialmente (13).
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto attuatore a fluido comprende uno stantuffo (7) connesso rigidamente a detto stelo (13) e mezzi elastici (11, 12) per spingere detto stantuffo nella direzione che provoca uno spostamento delle leve articolate (15) verso la posizione di bloccaggio.
10. Dispositivo di innesto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo organo di innesto (2, 5) sono provvisti di rispettivi elementi di connettore elettrico (31, 32) che si accoppiano fra loro nella condizione di accoppiamento del dispositivo, cos? da realizzare anche una connessione elettrica. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato ? per gli scopi specificati.