ITTO20120917A1 - Broccia e relativa macchina brocciatrice - Google Patents

Description

BROCCIA E RELATIVA MACCHINA BROCCIATRICE

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

La presente invenzione si riferisce al settore della brocciatura, ed in particolare ad una broccia.

Come noto la brocciatura à ̈ una lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo che viene realizzata mediante un movimento lineare relativo tra il pezzo in lavorazione e un utensile di brocciatura, o più semplicemente broccia, comprendente una pluralità di taglienti che asportano progressivamente e gradatamente materiale dal pezzo in lavorazione, sino al raggiungimento della forma o del profilo desiderato.

Brevemente, questa lavorazione meccanica viene utilizzata sia per l’ottenimento di profili interni che esterni al pezzo in lavorazione, ad esempio ruote dentate (rispettivamente con dentatura interna o esterna) e/o chiavette e/o sedi per queste ultime o altre forme ancora.

STATO DELL'ARTE

La brocciatura à ̈ spesso destinata alla realizzazione di profili meccanici che devono presentare basse tolleranze dimensionali, come nel caso di una ruota dentata di un ingranaggio, in cui una non corretta realizzazione dei denti comporta attriti, usura ed eventuale grippaggio dell’ingranaggio.

Nel caso di lavorazione di profili interni (lavorazione delle pareti che delimitano un foro) per verificare che il profilo sia fatto con la giusta accuratezza e tolleranze, al giorno d’oggi si à ̈ soliti utilizzare un “tampone†, ovvero un riscontro avente forma e dimensioni opportune.

I tamponi possono essere di tipo “passa†e di tipo “non passa†; il primo avendo forma corrispondente a quelle del foro da realizzare, ma dimensioni leggermente inferiori a quelle minime richieste, il secondo avendo forma corrispondente a quelle del foro da realizzare, ma dimensioni maggiori di quelle massime richieste.

Al termine dell'operazione di brocciatura il pezzo in lavorazione viene estratto dalla macchina brocciatrice e nel foro viene spinto un tampone.

Il criterio di verifica à ̈ un semplice “passa/non passa†, ovvero quando il tampone di tipo “passa†passa significa che sono state raggiunte le dimensioni minime del foro e della sua sagomatura (es. denti), quando invece il tampone di tipo “passa†non passa (perché va in battuta sulle pareti del foro) allora significa che le dimensioni minime del foro e della sagomatura non sono state raggiunte, e sono quindi necessarie lavorazioni addizionali.

Questa operazione di verifica con tampone, pur se precisa, richiede tuttavia un certo tempo, perché à ̈ necessario smontare il pezzo in lavorazione dalla tavola porta-pezzo della macchina, utilizzare il detto tampone ed eventualmente rimontare il pezzo sulla macchina brocciatrice qualora le dimensioni non siano quelle desiderate.

SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

E’ scopo della presente invenzione superare gli svantaggi dell'arte nota.

In particolare, scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una broccia perfezionata che consenta un controllo delle tolleranze di lavorazione in modo veloce e semplice.

Gli inventori hanno individuato che tali obiettivi possono essere raggiunti mediante una broccia incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate.

In una forma di realizzazione, la broccia comprendente un corpo che si sviluppa lungo un asse e da cui aggettano una pluralità di taglienti per lavorare un oggetto, ed in cui almeno un insieme di detti taglienti à ̈ composto da taglienti le cui dimensioni radiali aumentano al crescere della distanza del tagliente da una prima estremità della broccia. La broccia comprende poi un tampone di controllo di tolleranza disposto sul corpo ad una distanza dalla prima estremità superiore alla distanza da detta prima estremità cui à ̈ posizionato ciascun tagliente, in modo tale che in una operazione di brocciatura il tampone incontri l’oggetto lavorato dalla broccia dopo detta pluralità di taglienti, detto tampone presenta una sezione, trasversale a detto asse, di dimensioni sostanzialmente pari a quelle minime di un profilo desiderato come risultato dall'operazione di brocciatura.

In altre parole, la broccia viene prevista di un tampone posto all’estremità posteriore della broccia dopo tutti i taglienti, in questo modo si riesce a verificare la corretta tolleranza dimensionale dei profili realizzati dalla broccia senza che sia necessario smontare il pezzo dalla macchina, con un concreto risparmio di tempo.

In una forma di realizzazione, il tampone può essere rimosso ed infilato sulla broccia o su un’altra broccia previo esercizio di un’adeguata forza. E’ quindi oggetto della presente invenzione un kit comprendente una broccia ed un tampone di tipo “passa†per un profilo da realizzare mediante detta broccia, in cui la broccia comprende un corpo allungato tra due estremità e da cui aggettano una pluralità di taglienti per lavorare un oggetto, in cui almeno un insieme dei taglienti à ̈ composto da taglienti le cui dimensioni radiali aumentano al crescere della distanza del tagliente da una prima estremità della broccia, ed in cui almeno un tratto del corpo della broccia che comprende la seconda estremità del corpo à ̈ sprovvisto di taglienti e presenta una sezione con diametro inferiore o uguale al diametro di un foro del tampone, così da poter infilare il tampone nel suddetto tratto terminale di broccia.

Forma altresì oggetto della presente invenzione una macchina brocciatrice che comprende una tale broccia, ed in particolare una broccia che comprende un sensore della forza esercitata sul tampone.

In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, tale macchina brocciatrice comprende la broccia, con tampone e sensore, ed un sistema di azionamento della broccia; quest’ultimo à ̈ atto ad interrompere l’azionamento della broccia quando la forza rilevata dal sensore supera un predeterminato valore di soglia. In questo modo si evita di danneggiare la broccia e/o il tampone nel caso in cui un pezzo non sia stato ben lavorato ed il tampone non passi attraverso il pezzo.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose sono descritte nelle rivendicazioni che si intendono parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L’invenzione verrà descritta qui di seguito con riferimento ad esempi non limitativi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari.

Figura 1 illustra una vista laterale di una broccia secondo la presente invenzione;

Figura 2 illustra una vista laterale di un dettaglio della broccia di figura 1;

Figura 3 illustra una sezione di un esploso del dettaglio di fig. 2.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Mentre l’invenzione à ̈ suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione relative illustrate sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi à ̈ alcuna intenzione di limitare l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l’invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni.

Nella descrizione che segue e nelle figure, elementi simili sono identificati con numeri di riferimento simili. L’uso di “ad esempio†, “ecc†, “oppure†indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L’uso di “include†significa “include, ma non limitato a †a meno che non altrimenti indicato.

Con riferimento alla figura 1 in essa à ̈ illustrata una broccia 1 secondo la presente invenzione.

La broccia 1 comprende due opposte estremità terminali 11, 12 provviste di corrispondenti codoli di attacco per l’aggancio alla macchina brocciatrice (non mostrata); in questo modo la broccia 1, durante l’operazione di brocciatura, à ̈ sostenuta in corrispondenza delle sue estremità anteriore 11 e posteriore 12. Tra queste ultime si ha una porzione centrale 13 in cui una pluralità di taglienti 14 si aggettano esternamente rispetto ad un corpo 15 in modo da effettuare la lavorazione di brocciatura. La forma e le dimensioni dei taglienti 14 dipendono della lavorazione che si intende eseguire e sono normalmente ricavati di pezzo col corpo 15.

Tipicamente su di una broccia 1 si distinguono diversi gruppi di taglienti, segnatamente:

- taglienti sgrossatori 14' (i più vicini al codolo di testa, e quindi i primi ad incontrare il pezzo in lavorazione) che sono destinati ad una operazione di sgrossatura; le dimensioni radiali dei taglienti sgrossatori crescono man mano che aumenta la distanza del tagliente dall’estremità di testa, ovvero spostandosi dal codolo di testa (posto all’estremità 11 di figura 1) verso quello di coda (posto all’estremità 12 di figura 1);

- taglienti finitori 14'', destinati alla finitura del pezzo in lavorazione, le cui dimensioni crescono man mano che aumenta la distanza del tagliente dall’estremità anteriore della broccia, ma con un incremento minore rispetto a quello dei taglienti sgrossatori;

- taglienti calibratori 14''', aventi tutti sostanzialmente le medesime dimensioni, destinati a portare nelle quote previste il profilo lavorato e a conferirgli la finitura superficiale desiderata.

Si possono così distinguere, anche nella broccia 1 non montata, la sua estremità anteriore 11 da quella posteriore 12, essendo quest'ultima quella più prossima ai denti calibratori (se presenti) o a denti finitori (se assenti i denti calibratori), ed essendo l’estremità anteriore quella più prossima ai denti sgrossatori o, più in generale, più prossima al più piccolo dei denti sgrossatori.

Giova inoltre segnalare sin d’ora che la broccia 1 in talune varianti à ̈ provvista solo di un codolo ad una delle estremità 11 o 12 essendo quindi trattenuta a sbalzo.

La broccia 1 comprende un tampone 2 di controllo di tolleranza disposto sul corpo 15 della broccia 1. Il tampone 2, che presenta un foro per permettere di infilarlo sul corpo 15, viene inserito sul corpo 15 infilandolo dall’estremità posteriore 15 cosicché la sua distanza dall’estremità anteriore à ̈ superiore a quella di tutti i taglienti 14, cosicché il tampone risulta disposto sulla broccia in modo da incontrare il pezzo in lavorazione dopo tutti i taglienti. Preferibilmente il tampone 2 à ̈ fissato alla broccia in posizione adiacente al codolo posto all’estremità posteriore 12.

Il tampone 2 à ̈ un tampone di tipo “passa†, realizzato preferibilmente in acciaio temperato, ed in particolare un acciaio temperato con durezza intorno ai 55-60 Hrc in modo tale da avere la necessaria durezza per resistere alle eventuali forze che si dovessero generare sul tampone in caso di brocciatura mal riuscita e di conseguente contatto tra pezzo in lavorazione e tampone.

Il tampone 2 presenta quindi (in un piano trasversale a quello di sviluppo del corpo 15) un profilo non tagliente di dimensioni pari a quelle minime del profilo che si desidera ottenere mediante l'operazione di brocciatura.

In questo modo al termine della lavorazione dei denti calibratori 14''' (o finitori 14'', se i calibratori sono assenti) si riesce a verificare il rispetto delle corrette tolleranze dimensionali e di forma senza rimuovere il pezzo dalla macchina brocciatrice, ma semplicemente controllando che il tampone 2 passi attraverso il foro sagomato realizzato precedentemente dai denti 14.

Tale operazione viene effettuata facendo semplicemente proseguire il moto relativo di brocciatura tra pezzo e broccia 1 oltre i denti calibratori (o, equivalentemente, finitori), fino a far passare il tampone attraverso il pezzo lavorato, senza quindi che vi sia necessità di rimuovere il pezzo dalla macchina, raggiungendo così gli scopi sopra preposti.

Per quanto attiene al fissaggio del tampone 2 sul corpo 15, la broccia 1 secondo l'invenzione prevede dei mezzi di vincolo alla rotazione del tampone 2 rispetto al corpo 15.

Alternativamente o in combinazione a questi, la broccia 1 comprende dei mezzi atti ad impedire lo scorrimento del tampone 2 lungo il corpo 15.

In una forma esecutiva, il tampone 2 viene incollato al corpo 15 mediante una colla, preferibilmente una colla loctite®, che agisce come mezzo di vincolo alla rotazione e alla traslazione del tampone 2.

In una forma di realizzazione, il tipo e la quantità di colla da utilizzarsi per fissare il tampone al corpo della broccia, viene scelta in modo tale da resistere ad una forza di spinta predeterminata e preferibilmente dipendente dalle dimensioni della broccia.

Per permettere di realizzare liberamente il tampone senza vincoli particolari derivanti dalla superficie di contatto che questo deve avere col corpo 15, nella forma di realizzazione di figura 1 la broccia 1 comprende un anello di fermo 3 che viene fissato (ad esempio incollato) al tampone 2. La funzione dell’anello di fermo à ̈ principalmente quella di aumentare la superficie di contatto con il corpo 15 su cui si può quindi stendere la colla.

Dato che l’anello di fermo 3, à ̈ fissato al corpo 15 ed al tampone 2, in una forma di realizzazione, ancorché non preferita, à ̈ possibile incollare o fissare l’anello 3 al corpo 15 in modo da evitare rotazione e traslazione relative. Ciò, per conseguenza, impedirà la traslazione o la rotazione del tampone 2 rispetto al corpo 15. L’anello di fermo, agisce così da mezzo di vincolo alla rotazione e alla traslazione del tampone 2.

L'utilizzo della colla per arrestare lo scorrimento assiale del tampone 2 e/o dell’anello di fermo 3 sul corpo 15 si dimostra particolarmente utile al fine di evitare che il tampone 2 e/o l’anello 3 o la broccia 1 stessa si danneggino nel caso in cui il tampone 2 dovesse non passare nel foro sagomato realizzato dai taglienti 14.

Si consideri infatti che la forza impressa dalla macchina brocciatrice al pezzo in lavorazione (per spostarlo assialmente lungo l'estensione della broccia in modo da effettuare la lavorazione) Ã ̈ abbastanza elevata, dovendo la stessa forza essere sufficiente all'operazione di asportazione di truciolo; nel caso in cui il foro sagomato realizzato dai taglienti 14 non presenta le corrette dimensioni, il tampone 2 va in battuta sulle pareti del pezzo che delimitano il foro stesso, rischiando di gripparsi contro a queste ultime e rimanendo bloccato.

La presenza della colla, invece, permette di evitare di forzare il tampone nella situazione in cui quest'ultimo “non passa†nel foro, perché la forza adesiva della colla non à ̈ normalmente sufficiente a generare tale grippaggio, ma, al contrario, essa cede, liberando l'anello 3 e permettendo così in ultima analisi al tampone 2 di scorrere sul corpo 15 della broccia 1, evitando il bloccaggio.

In una forma esecutiva, alternativa o da abbinare all’uso della colla, i mezzi di vincolo a rotazione del tampone 2 sono previsti tra tampone 2 e corpo 15, e ad esempio comprendono un dente radiale, previsto sul tampone 2, cooperante con una rispettiva cava prevista nel corpo 15, o viceversa.

In un'altra forma esecutiva i mezzi di vincolo a rotazione del tampone 2 sono previsti tra tampone 2 e anello di fermo 3, ad esempio comprendono un dente radiale previsto sul tampone 2 e cooperante con una rispettiva cava (in particolare radiale o anulare) prevista sull’anello di fermo 3, o viceversa.

Eventuali rotazioni sull'asse della broccia 1 del tampone 2 possono essere evitate grazie ai mezzi anti-rotazione, sopra descritti, predisponendo ad esempio tra tampone 2 e anello 3 un vincolo di impedimento alla rotazione, come ad esempio un dente radiale che aggetta dal corpo 15 e si insedia in una apposita cava radiale del tampone 2 (non mostrati) o viceversa.

Sono così ottenuti gli scopi sopra descritti.

Sono ovviamente alla portata del tecnico del ramo eventuali modifiche a quanto sino ad ora descritto, tutte da intendersi comprese nell’ambito di protezione della presente invenzione come definito dalle rivendicazioni allegate.

Ad esempio, in una forma di realizzazione, la broccia può comprendere un sensore della forza esercitata sul tampone dal pezzo in lavorazione. Un tale sensore può comprendere un estensimetro o un piezoelettrico e generare in uscita un segnale di corrente o tensione proporzionale alla forza esercitata sul tampone. Tale segnale può essere quindi utilizzato per azionare un segnale d’allarme (ad esempio visivo o sonoro) localmente o in remoto nel caso in cui il sensore sia anche previsto di un sistema di comunicazione. Ad esempio, in una forma di realizzazione la broccia viene prevista di un led o di un corrispondente dispositivo di illuminazione, che si accende quando la forza misurata dal sensore supera un valore di soglia (preimpostato a livello di fabbrica o impostabile dall’utente). Questa soluzione consente all’operatore della macchina brocciatrice di prendere atto immediatamente di eventuali anomalie e fermare la macchina brocciatrice.

In una forma di realizzazione, il sensore di forza può essere collegato all’anello di fermo 3 anziché al tampone e misura così indirettamente la forza esercitata sul tampone. Con riferimento ad una broccia del tipo sopra descritto con riferimento alle figure 1-3, questa forma di realizzazione permettere una più semplice installazione del sensore di forza e la sua connessione ad eventuali dispositivi locali o remoti.

In un’ulteriore alternativa, si può pensare di incollare il tampone 2 stesso al corpo 15, il che consente anche in talune soluzioni di evitare l'anello di fermo 3, poiché la forza adesiva della colla mantiene in posizione il tampone anche rispetto a scorrimenti di quest'ultimo sul corpo 15.

E’ infine chiaro che la presente invenzione si riferisce anche ad una macchina brocciatrice che ricomprende una broccia dotata di una o più delle caratteristiche sopra descritte e qui di seguito rivendicate.

In particolare, in una ulteriore forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, la macchina brocciatrice viene prevista di un sistema di azionamento della broccia che, in modo di per se noto, mette in movimento relativo la broccia rispetto al pezzo da lavorare così da ottenerne la brocciatura.

Nel caso in cui la broccia sia prevista di tampone e sensore di forza, il sistema di azionamento della macchina brocciatrice à ̈ operativamente connesso al sensore di forza e configurato per interrompere il funzionamento della broccia nel momento in cui la forza sul tampone supera il suddetto livello di soglia.

Da quanto sopra, à ̈ poi chiaro che broccia e tampone possono essere distribuiti e venduti separatamente per poi essere assemblati secondo i principi sopra descritti. E’ quindi chiaro che in una forma di realizzazione, l’invenzione si riferisce altresì ad un kit comprendente una broccia ed un tampone di tipo “passa†per un profilo da realizzare mediante detta broccia, in cui la broccia comprende un corpo allungato tra due estremità e da cui aggettano una pluralità di taglienti per lavorare un oggetto, in cui almeno un insieme dei taglienti à ̈ composto da taglienti le cui dimensioni radiali aumentano al crescere della distanza del tagliente da una prima estremità della broccia, ed in cui almeno un tratto del corpo della broccia che comprende la seconda estremità del corpo à ̈ sprovvisto di taglienti e presenta una sezione con diametro inferiore o uguale al diametro di un foro del tampone, così da poter infilare il tampone nel suddetto tratto terminale di broccia.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Broccia (1) comprendente un corpo (15) che si sviluppa lungo un asse e da cui aggettano una pluralità di taglienti (14,14',14'',14''') per lavorare un oggetto, ed in cui almeno un insieme (14’) di detti taglienti (14,14',14'',14''') à ̈ composto da taglienti le cui dimensioni radiali aumentano al crescere della distanza del tagliente da una prima estremità (11) della broccia (1), caratterizzata dal fatto di comprendere un tampone (2) di controllo di tolleranza disposto sul corpo (15) ad una distanza da detta prima estremità superiore alla distanza cui à ̈ posizionato ciascun tagliente da detta prima estremità, in modo tale che in una operazione di brocciatura il tampone (2) incontri l’oggetto lavorato dalla broccia dopo detta pluralità di taglienti, detto tampone (2) presenta una sezione, trasversale a detto asse, di dimensioni sostanzialmente pari a quelle minime di un profilo desiderato come risultato dall'operazione di brocciatura.
2. 2. Broccia (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto tampone (2) comprende un foro per infilare il tampone stesso su detto corpo (15), ed in cui la broccia (1) comprende mezzi di vincolo alla rotazione di detto tampone (2) rispetto a detto corpo (15) e mezzi anti-scorrimento atti ad impedire un movimento assiale di detto tampone (2) lungo detto corpo (15).
3. 3. Broccia (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi anti-scorrimento di detto tampone (2) rispetto a detto corpo (15) comprendono una colla interposta tra detto tampone (2) e detto corpo (15).
4. 4. Broccia (1) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detti mezzi anti-scorrimento di detto tampone (2) rispetto a detto corpo (15) comprendono un anello di fermo (3) fissato a detto tampone (2) e a detto corpo (15), detto anello di fermo (3) essendo in particolare fissato a detto corpo (15) mediante una colla.
5. 5. Broccia (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detti mezzi di vincolo alla rotazione di detto tampone (2) comprendono un dente radiale cooperante con una rispettiva cava radiale predisposti su detto corpo (15) e su detto tampone (2).
6. 6. Broccia (1) secondo la rivendicazione 4, in cui detti mezzi di vincolo alla rotazione di detto tampone (2) comprendono un dente radiale cooperante con una rispettiva cava radiale predisposti su detto anello di fermo (3) e su detto tampone (2).
7. 7. Broccia (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ulteriormente comprendente un sensore atto a rilevare una forza esercitata su detto tampone.
8. 8. Broccia (1) secondo la rivendicazione 7, ulteriormente comprendente un dispositivo di illuminazione atto a generare un segnale luminoso quando detto sensore rileva una forza superiore ad una soglia.
9. 9. Macchina brocciatrice comprendente una broccia (1) secondo la rivendicazione 7 o 8, ed un sistema di azionamento di detta broccia (1), caratterizzata dal fatto che detto sistema di azionamento à ̈ atto ad interrompere l’azionamento della broccia quando la forza rilevata dal sensore supera un predeterminato valore di soglia.
10. 10. Kit comprendente una broccia (1) ed un tampone di tipo “passa†per un profilo da realizzare mediante detta broccia, in cui la broccia comprende un corpo (15) allungato tra due estremità e da cui aggettano una pluralità di taglienti (14,14',14'',14''') per lavorare un oggetto, in cui almeno un insieme (14’) di detti taglienti (14,14',14'',14''') à ̈ composto da taglienti le cui dimensioni radiali aumentano al crescere della distanza del tagliente da una prima estremità (11) della broccia (1), ed in cui almeno un tratto del corpo della broccia che comprende la seconda estremità (12) del corpo (15) à ̈ sprovvisto di taglienti e presenta una sezione con diametro inferiore o uguale al diametro di un foro del tampone (2), così da poter infilare il tampone nel suddetto tratto terminale di broccia.