ITTO960699A1

ITTO960699A1 - Meccanismo di traslazione del movimento, ad esempio per la regolazione di appoggiatoi per braccia, e relativo procedimento di regolazione.

Info

Publication number: ITTO960699A1
Application number: IT96TO000699A
Authority: IT
Inventors: David M Fee; Stephen A Haytcher; John P Mackoway
Original assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-02-13
Also published as: JP3934180B2; JPH09104272A; US5666861A; IT1284749B1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Meccanismo di traslazione del movimento, ad esempio per la regolazione di appoggiatoi per braccia, e relativo procedimento di regolazione”

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce in generale a meccanismi scorrevoli per la traslazione del movimento e, più in particolare, ad un meccanismo scorrevole rettilineo che può permettere un disallineamento all'interno o all'esterno del meccanismo.

Tecnica anteriore

Sono stati sviluppati diversi meccanismi di regolazione utilizzabili con appoggiatoi per braccia e dispositivi di regolazione di sedili nella cabina dell'operatore di macchine da costruzione. Ad esempio, è desiderabile prevedere un dispositivo di regolazione dell'appoggiatoio del braccio per facilitare un posizionamento corretto di un braccio dell'operatore allo scopo di azionare il quadro comandi della macchina da costruzione. Si vedano ad esempio l'appoggiatoio del braccio ed il quadro comandi descritti nel brevetto statunitense n. 5.244.066 di Mackoway ed altri, depositato il 16 ottobre 1992 e rilasciato il 14 settembre 1993, il cui contenuto è così incorporato per riferimento. A causa dell'ambiente spesso severo associato con le macchina da costruzione e a causa di varianze di produzione, è desiderabile che il meccanismo di regolazione sia in grado di tollerare disallineamenti pur permettendo ancora una regolazione dolce e senza vibrazioni. La presente invenzione è diretta alla realizzazione di un meccanismo di regolazione che tolleri disallineamenti e che sia adattabile per l'impiego con diversi dispositivi di regolazione per l'operatore di una macchina da costruzione .

Enunciazione dell'invenzione

In accordo con una prima forma di attuazione della presente invenzione, è descritto un dispositivo utilizzabile per la traslazione del movimento tra un organo di base ed un organo di lavoro, comprendente un organo di base, un primo organo di lavoro destinato ad una traslazione rispetto all'organo di base, un primo organo lineare fissato ad un primo organo selezionato tra l'organo di base ed il primo organo di lavoro, un secondo organo lineare fissato al primo organo suddetto selezionato tra l'organo di base ed il primo organo di lavoro, in cui il secondo organo lineare è disposto generalmente parallelamente al primo organo lineare, un primo organo a cuscinetto fissato all'altro organo selezionato tra l'organo di base ed il. primo organo di lavoro, in cui il primo organo a cuscinetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il primo organo lineare, un secondo organo a cuscinetto fissato all'altro organo suddetto selezionato tra l'organo di base ed il primo organo di lavoro, in cui il secondo organo a cuscinetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il primo organo lineare, un terzo organo a cuscinetto fissato all'altro organo suddetto tra l'organo di base ed il primo organo di lavoro, un terzo organo lineare ricevuto in modo scorrevole attraverso il terzo organo a cuscinetto; ed un quarto organo a cuscinetto fissato al terzo organo lineare, in cui il quarto organo a cuscinetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il secondo organo lineare.

In accordo con un'altra forma di attuazione della presente invenzione, è descritto un meccanismo di regolazione comandato da un operatore utilizzabile in macchine da costruzione, comprendente un primo organo di supporto, un secondo organo di supporto, un terzo organo di supporto, un primo ed un secondo albero fissati in modo guidato al secondo organo di supporto per un movimento guidato rispetto al primo organo di supporto in una prima direzione, un primo cuscinetto fissato al primo organo di supporto, un terzo albero ricevuto in modo guidato attraverso il primo cuscinetto per un movimento in una seconda direzione, un secondo cuscinetto fissato al terzo albero, in cui il secondo cuscinetto riceve in modo guidato attraverso di esso un albero selezionato tra il primo ed il secondo albero, un quarto ed un quinto albero fissati in modo guidato al secondo organo di supporto per un movimento nella seconda direzione, un terzo cuscinetto fissato al terzo organo di supporto, un sesto albero ricevuto in modo guidato attraverso il terzo cuscinetto per un movimento in una seconda direzione, ed un quarto cuscinetto fissato al sesto albero, in cui il quarto cuscinetto riceve in modo guidato attraverso di esso un albero selezionato tra il quarto ed il quinto albero.

In accordo con un'altra forma di attuazione della presente invenzione, è descritto un procedimento per regolare un dispositivo comandato dall'operatore utilizzabile in macchine da costruzione, comprendente le fasi consistenti nel regolare un primo organo di lavoro rispetto ad un organo di base in una prima direzione, in cui l'organo di lavoro è guidato nella prima direzione da un primo albero disposto nella prima direzione e ricevuto attraverso una prima bussola ad auto-allineamento ed un secondo albero disposto nella prima direzione e ricevuto attraverso una seconda bussola ad auto-allineamento, in cui la seconda bussola ad auto -allineamento permette un adattamento in una seconda direzione mentre l'organo di lavoro permette un adattamento rispetto all'organo di base in modo da compensare un disallineamento tra il primo albero ed il secondo albero.

Altri aspetti, scopi e vantaggi della presente invenzione si possono ottenere dallo studio dei disegni, della descrizione e delle rivendicazioni annesse .

Breve descrizione dei disegni

La figura 1 rappresenta una vista in elevazione laterale da destra di un appoggiatoio del braccio in accordo con una prima forma di attuazione della presente invenzione.

La figura 2 rappresenta una vista in elevazione frontale dell'appoggiatoio del braccio illustrato nella figura 1.

La figura 3 rappresenta una vista in sezione trasversale dell'appoggiatoio del braccio, nella direzione delle frecce indicate lungo le linee 3-3 della figura 1.

La figura 4 rappresenta una vista in elevazione frontale dell'appoggiatoio del braccio, nella direzione delle frecce indicate lungo le linee 4-4 della figura 1.

La figura 5 rappresenta una vista in sezione trasversale dell'appoggiatoio del braccio, nella direzione delle frecce indicate lungo le linee 5-5 della figura 2.

La figura 6 rappresenta una vista esplosa della porzione cerchiata 6 nella figura 5.

La figura 7 rappresenta una vista esplosa della porzione cerchiata 7 nella figura 5.

La figura 8 rappresenta una vista in sezione trasversale parziale dell'appoggiatoio del braccio, nella direzione delle frecce indicate lungo le linee 8-8 della figura 2.

La figura 9 rappresenta una vista in sezione trasversale parziale dell'appoggiatoio del braccio, nella direzione delle frecce indicate lungo le linee 9-9 della figura 2.

Forma migliore per l'attuazione dell'invenzione Allo scopo di favorire una comprensione dei principi dell'invenzione, si farà ora riferimento alle forme di attuazione illustrate nei disegni, e si utilizzerà un linguaggio specifico per descriverle. Si comprenderà tuttavia che non si intende in questo modo limitare l'ambito dell'invenzione, e sono previste varianti ed ulteriori modifiche del dispositivo illustrato, ed ulteriori applicazioni dei principi dell'invenzione illustrata nella presente, che sarebbero normalmente ovvie per un tecnico del ramo a cui l'invenzione si riferisce.

Con riferimento ora alle figure 1 e 2, è rappresentato un meccanismo di comando 20 comprendente un appoggiatoio 22 per il braccio ed un appoggiatoio 24 per la mano. Il meccanismo di comando 20 funziona in modo simile al meccanismo di comando descritto nel brevetto statunitense n. 5.244.066, precedentemente incorporato nella presente per riferimento. Ad esempio, commutatori elettrici 26 e 28 comandano la velocità al suolo della macchina da costruzione e leve 30 e 32 comandano la sterzatura della macchina da costruzione. In modo simile, il cambio di marcia della macchina da costruzione è realizzato attraverso il meccanismo di comando 20 ruotando una porzione di manopola 34 (figura 5).

Poiché la macchina da costruzione è comandata dal braccio dell'operatore, in particolare dalla mano dell'operatore che appoggia sulla porzione di manopola 34 e dall'avambraccio che appoggia sull'appoggiatoio 22 del braccio, è desiderabile che l'appoggiatoio 22 del braccio sia regolabile in modo da adattarsi nel modo migliore alla posizione confortevole desiderata del braccio dell'operatore. Allo scopo di facilitare questa regolazione, il meccanismo di comando 20 è regolabile verso l'alto e verso il basso oltre che in avanti e all'indietro . Come inteso nella presente, una regolazione verticale del meccanismo di comando 20 corrisponde ad un movimento verso l'alto o verso il basso del meccanismo 20 che solleva o abbassa il braccio dell'operatore; ossia in una direzione generalmente perpendicolare all'appoggiatoio 22 del braccio.Analogamente, una regolazione orizzontale o laterale del meccanismo di comando 20 corrisponde ad un movimento in avanti o all'indietro del meccanismo 20 che estende o ritira il braccio dell'operatore,· ossia in una direzione generalmente lungo il, o parallelamente all'appoggiatoio 22 del braccio.

Con riferimento ora alle figure 3-5, il meccanisrao di comando 20 è fissato alla macchina da costruzione in corrispondenza di una piastra fissa 36. La piastra di montaggio 36 è imbullonata sulla struttura della cabina dell'operatore in modo da costituire la base per il meccanismo 20. Una piastra di lavoro 38 trasla rispetto alla piastra di montaggio 36 attraverso mezzi motori tradizionali, come un motore elettrico che comanda la piastra 38.Alternativamente una regolazione manuale da parte dell'operatore può fornire il mezzo motore. Per una regolazione manuale, un meccanismo di bloccaggio ad attrito mantiene il meccanismo di comando nella posizione desiderata dell'appoggiatoio del braccio.

Per facilitare il movimento verticale relativo tra le piastre 36 e 38, organi cilindrici lineari 40 e 42 sono ricevuti attraverso, e guidati da bussole sferiche 44, 46 e 48. Gli organi lineari 40 e 42 sono disposti generalmente parallelamente l'uno rispetto all'altro e sono imbullonati sulla piastra di lavoro 38 in corrispondenza di flange 50, 52 e 54, 56, rispettivamente. Le bussole sferiche 44 e 46 sono imbullonate sulla piastra di base 36 in punti di montaggio 45 e 47 (figure 3 e 5), mentre la bussola sferica 48 è montata in posizione verticalmente fissa rispetto alla piastra di base 36, come ulteriormente discusso nel seguito. Come risultato, l'organo lineare 40 trasla verticalmente, guidato dalle bussole sferiche 44 e 46. Analogamente, l'organo lineare 42 trasla verticalmente, guidato dalla bussola sferica 48. La funzione sferica delle bussole 44 e 46 compensa una eventuale non linearità tra l'organo lineare 40 e il punto di montaggio delle bussole 44, 46. Ad esempio, se l'organo lineare 40 e/o la piastra 36 sono leggermente curvi, le bussole 44 e 46 possono ruotare in modo da compensare la leggera curvatura. Analogamente, se le bussole 44, 46 sono montate in posizione leggermente eccentrica rispetto all'organo lineare 40 in modo da non essere coassiali con l'organo 40, le bussole 44 e 46 possono ruotare in modo da compensare l'eccentricità di montaggio.

Con riferimento ora alle figure 4 e 5, la bussola sferica 48 ruota ulteriormente per compensare un eventuale non parallelismo tra gli organi lineari 40 e 42. Tuttavia, diversamente dalle bussole 44 e 46, la bussola sferica 48 non è montata sulla piastra 36, ma invece è montata su un terzo organo cilindrico lineare 48 che è fissato in una direzione verticale rispetto alla piastra 36, ma è libero di traslare in una direzione orizzontale rispetto alla piastra 36. Nella forma di attuazione specifica preferita, una bussola cilindrica 60 è montata sulla piastra 36 e riceve e guida l'organo lineare 58 attraverso di essa. Come risultato, l'organo lineare 58 e la bussola sferica 48 traslano in una direzione orizzontale compensando eventuali deviazioni di spaziatura tra gli organi lineari 40 e 42. Ad esempio, se l'organo lineare 42 è montato parallelamente all'organo lineare 40 ma con una spaziatura troppo ravvicinata rispetto all'organo lineare 40, la bussola sferica 48 e l'organo lineare 50 traslano verso l'organo lineare 40 compensando la variazione di spaziatura.

Con riferimento ora alle figure 6 e 7, è illustrata più in dettaglio la costruzione delle bussole sferiche 44, 46 e 48 e della bussola cilindrica 60. Nella figura 6, la bussola cilindrica 60 comprende un alloggiamento 62 ed un cuscinetto lineare 64 contenuto nell'alloggiamento 62. Guarnizioni a labbro 66 e 68 sono disposte su ciascun lato della bussola 64 per impedire che sporcizia o altri corpi estranei entrino nella regione di supporto definita generalmente dal cuscinetto lineare 64. L'organo lineare 58 è una vite a spallamento formante uno spallamento 70 ad una sua estremità ed una porzione filettata 72 fissata alla bussola sferica 48. Lo spallamento 70 funge da arresto per limitare il campo di movimento dell'organo lineare 58.

Le bussole sferiche 46 e 48 sono di costruzione simile alla bussola 60 per il fatto che ciascuna di esse comprende un alloggiamento ed un cuscinetto lineare contenuto nell'alloggiamento. Nella figura 6, il cuscinetto sferico 48 comprende un alloggiamento 76 che forma un'estremità filettata 74 destinata al montaggio sull'organo lineare 58. L'estremità 74 funge anche da arresto per limitare il campo di movimento dell'organo lineare 58. L'alloggiamento 76 comprende un organo sferico 78 che contiene nel suo interno un cuscinetto lineare 80. L'organo sferico 78 è montato nell'alloggiamento 76 mediante stampaggio ad iniezione di una materia plastica, come nylon caricato con vetro, nella cavità 77, creando così una stretta interfaccia sferica di rotazione tra l'organo 78 e l'alloggiamento 76. In modo simile alla bussola cilindrica 60, guarnizioni a labbro 82 ed 84 sono disposte su ciascun lato dell'organo sferico 78 per impedire l'ingresso di sporcizia o altri corpi estranei nella regione di supporto definita generalmente dal cuscinetto lineare 80.

Nella figura 7 è rappresentata più in dettaglio la costruzione della bussola sferica 46. Poiché la bussola 46 ha una costruzione simile alla bussola 44, è descritta nella presente soltanto la bussola 46, con l'intesa che la bussola 44 è di costruzione simile. La bussola 46 comprende un alloggiamento 86 ed un organo sferico 88 che contiene nel suo interno un cuscinetto lineare 90. L'organo sferico 88 è montato nell'alloggiamento 86 mediante stampaggio ad iniezione di una materia plastica nella cavita 87, creando così una stretta interfaccia sferica di rotazione tra l'organo 88 e l'alloggiamento 86. Guarnizioni a labbro 92 e 94 sono disposte su ciascun lato dell'organo sferico 78 per impedire l'ingresso di sporcizia o altri corpi estranei nella regione di supporto definita generalmente dal cuscinetto lineare 90 .

Con riferimento ora alle figure 8 e 9, il funzionamento in avanti e all'indietro del meccanismo 20 avviene in modo simile al funzionamento verticale del meccanismo 20. Per facilitare il movimento orizzontale relativo tra le piastre 38 e 39, organi cilindrici lineari 100 e 102 sono ricevuti attraverso, e guidati da bussole sferiche 104, 106 e 108. In modo simile agli organi lineari 40 e 42, gli organi lineari 100 e 102 sono disposti generalmente l'uno parallelamente all'altro e sono imbullonati sulla piastra di lavoro 38 in corrispondenza di flange 110, 112 e 114, 116, rispettivamente. Diversamente dagli organi lineari 100 e 102, tuttavia, gli organi lineari 100 e 102 sono obliqui rispetto alla piastra 38. In particolare, diversamente dagli organi lineari 40 e 42 che definiscono un piano parallelo alla piastra 38, gli organi lineari 100 e 102 definiscono un piano che è obliquo rispetto alla piastra 38.

In modo simile alle bussole 44 e 46, le bussole sferiche 104 e 106 sono imbullonate sulla piastra di base 39, mentre la bussola sferica 108 è montata in posizione orizzontalmente fissa rispetto alla piastra di base 39, come ulteriormente discusso nel seguito. Come risultato, l'organo lineare 100 trasla guidato orizzontalmente dalle bussole sferiche 104 e 106. Analogamente, l'organo lineare 102 trasla guidato orizzontalmente dalla bussola sferica 108.

Con riferimento ora alla figura 9, la bussola sferica 108 è montata su un terzo organo lineare cilindrico 118 che è fissato in una direzione orizzontale rispetto alla piastra 39, ma è libero di traslare in una direzione verticale rispetto alla piastra 39. Nella forma di attuazione specifica preferita, una bussola cilindrica 120 è montata sulla piastra 39 e riceve e guida attraverso di essa l'organo lineare 118. Come risultato, l'organo lineare 118 e la bussola sferica 108 traslano in una direzione verticale compensando eventuali deviazioni di spaziatura tra gli organi lineari 100 e 102.

La costruzione specifica delle bussole sferiche 104, 106 e 108 e della bussola cilindrica 120 è simile alla costruzione delle bussole sferiche 44, 46 e 48 e della bussola cilindrica 60.

Anche se l'invenzione è stata illustrata e descritta in dettaglio nei disegni e nella descrizione precedente, questa deve essere considerata in senso illustrativo e non limitativo, essendo inteso che soltanto la forma di attuazione preferita è stata illustrata e descritta, e che si desiderano proteggere tutte le varianti e modifiche che rientrano nello spirito dell'invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo utilizzabile per la traslazione del movimento tra un organo di base ed un organo di lavoro, comprendente: un organo di base,· un primo organo di lavoro destinato ad una traslazione rispetto all'organo di base suddetto; un primo organo lineare fissato ad un primo organo selezionato tra l'organo di base suddetto ed il primo organo di lavoro suddetto,· un secondo organo lineare fissato al primo organo suddetto selezionato tra l'organo di base suddetto ed il primo organo di lavoro suddetto, in cui il secondo organo lineare suddetto è disposto generalmente parallelamente al primo organo lineare suddetto; un primo organo a cuscinetto fissato all'altro organo selezionato tra l'organo di base suddetto ed il primo organo di lavoro suddetto, in cui il primo organo a cuscinetto suddetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il primo organo lineare suddetto; un secondo organo a cuscinetto fissato all'altro organo suddetto selezionato tra l'organo di base suddetto ed il primo organo di lavoro suddetto, in cui il secondo organo a cuscinetto suddetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il primo organo lineare suddetto ,-un terzo organo a cuscinetto fissato all'altro organo suddetto selezionato tra l'organo di base suddetto ed il primo organo di lavoro suddetto; un terzo organo lineare ricevuto in modo scorrevole attraverso il terzo organo a cuscinetto suddetto; e un quarto organo a cuscinetto fissato al terzo organo lineare suddetto, in cui il quarto organo a cuscinetto suddetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il secondo organo lineare suddetto.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: un secondo organo di lavoro destinato ad una traslazione rispetto al primo organo di lavoro suddetto ,-un quarto organo lineare fissato al primo organo suddetto selezionato tra l'organo di base suddetto ed il primo organo di lavoro suddetto; un quinto organo lineare fissato al primo organo suddetto selezionato tra l'organo di base suddetto ed il primo organo di lavoro suddetto, in cui il quinto organo lineare suddetto è disposto generalmente parallelamente al quarto organo lineare suddetto,-un quinto organo a cuscinetto fissato al secondo organo di lavoro suddetto, in cui il quinto organo a cuscinetto suddetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il quarto organo lineare suddetto,-un sesto organo a cuscinetto fissato al secondo organo di lavoro suddetto, in cui il sesto organo a cuscinetto suddetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il quarto organo lineare suddetto,-un settimo organo a cuscinetto fissato al secondo organo di lavoro suddetto,-un sesto organo lineare ricevuto in modo scorrevole attraverso il sesto organo a cuscinetto suddetto ; e un ottavo organo a cuscinetto fissato al sesto organo lineare suddetto, in cui l'ottavo organo a cuscinetto suddetto riceve in modo scorrevole attraverso di esso il quarto organo lineare suddetto,· in cui il primo, il secondo ed il terzo organo lineare suddetti e il primo, il secondo, il terzo ed il quarto organo a cuscinetto suddetti traslano il primo organo di lavoro suddetto in una prima direzione rispetto all'Organo di base suddetto, e il quarto, il quinto ed il sesto organo lineare suddetti e il quinto, il sesto, il settimo e l'ottavo organo a cuscinetto suddetti traslano il secondo organo di lavoro suddetto in una seconda direzione rispetto al primo organo di lavoro suddetto.
3. Dispositivo di regolazione comandato da un operatore utilizzabile in una macchina da costruzione, comprendente: un primo organo di supporto; un secondo organo di supporto; un terzo organo di supporto,-un primo ed un secondo albero fissati in modo guidato al secondo organo di supporto suddetto per un movimento guidato rispetto al primo organo di supporto suddetto in una prima direzione; un primo cuscinetto fissato al primo organo di supporto suddetto; un terzo albero ricevuto in modo guidato attraverso il primo cuscinetto suddetto per un movimento in una seconda direzione; un secondo cuscinetto fissato al terzo albero suddetto, in cui il secondo cuscinetto suddetto riceve in modo guidato attraverso di esso un albero selezionato tra il primo ed il secondo albero suddetti,-un quarto ed un quinto albero fissati in modo guidato al secondo organo di supporto suddetto per un movimento nella seconda direzione suddetta; un terzo cuscinetto fissato al terzo organo di supporto suddetto; un sesto albero ricevuto in modo guidato attraverso il terzo cuscinetto suddetto per un movimento in una seconda direzione; e un quarto cuscinetto fissato al sesto albero suddetto, in cui il quarto cuscinetto suddetto riceve in modo guidato attraverso di esso un albero selezionato tra il quarto ed il quinto albero suddetti.
4. Dispositivo di regolazione comandato da un operatore secondo la rivendicazione 3, in cui la prima direzione suddetta è perpendicolare alla seconda direzione suddetta.
5. Procedimento per regolare un dispositivo comandato da un operatore utilizzabile in una macchina da costruzione, comprendente le seguenti fasi: regolazione di un primo organo di lavoro rispetto ad un organo di base in una prima direzione, in cui l'organo di lavoro suddetto è guidato nella prima direzione suddetta da un primo albero disposto nella prima direzione suddetta e ricevuto attraverso una prima bussola ad auto-allineamento e da un secondo albero disposto nella prima direzione suddetta e ricevuto attraverso una seconda bussola ad auto-allineamento ; in cui la seconda bussola ad auto-allineamento suddetta permette un adattamento in una seconda direzione mentre l'organo di lavoro suddetto permette un adattamento rispetto all'organo di base suddetto per compensare un disallineamento tra il primo albero suddetto ed il secondo albero suddetto.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui la prima direzione suddetta è perpendicolare alla seconda direzione suddetta.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 5, comprendente inoltre le seguenti fasi: regolazione di un secondo organo di lavoro rispetto al primo organo di lavoro suddetto nella seconda direzione suddetta, in cui il secondo organo di lavoro suddetto è guidato nella seconda direzione suddetta da un terzo albero disposto nella seconda direzione suddetta e ricevuto attraverso una terza bussola ad auto-allineamento, e da un quarto albero disposto nella seconda direzione suddetta e ricevuto attraverso una quarta bussola ad auto-allineamento ; in cui la quarta bussola ad auto-allineamento suddetta permette un adattamento nella prima direzione suddetta mentre il secondo organo di lavoro suddetto permette un adattamento rispetto al primo organo di lavoro suddetto per compensare un disallineamento tra il terzo albero suddetto ed il quarto albero suddetto.