ITTO960973A1 - Mandrino portautensili. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Mandrino portautensili"

DESCRIZIONE

La presente invenzione sì riferisce ad un mandrino pòrtautensili comprendente:

- un corpo tubolare, intorno al cui asse centrale è ricavata una cavità, detto corpo avendo un'estremità fissabile ad un supporto, in particolare ad una macchina utensile, e

- mezzi di bloccaggio dì un codolo di un utensile in detta cavità, in corrispondenza dell'estremità del corpo opposta a quella fissabile al supporto.

Secondo una tecnica nota, i mezzi di bloccaggio sopra menzionati possono essere di tipo oleodinamico e realizzare il bloccaggio del codolo mediante un rigonfiamento in direzione radialmente interna della parete laterale della cavità di forma sostanzialmente cilindrica. Tale rigonfiamento è provocato dall'alimentazione di fluido in pressione in una camicia circonferenziale ricavata nel corpo del mandrino intorno alla cavità.

E' tuttavia possibile che la superficie del codolo degli utensili non segua perfettamente:il profilo della parete rigonfiabile della cavità, ma presenti particolari tacche od incisioni destinate ad esempio a consentirne il fissaggio su altri tipi-di mandrini. In tale caso la parete rigonfiabile della cavità, quando è sottoposta all'azione- del-fluido in pressione, penetra entro queste tacche con il rischio che tale deformazione diventi irreversibile, provocando il bloccaggio permanente del codolo nella cavità .

Allo scopo di ovviare a tale inconveniente costituisce oggetto della presente invenzione un mandrino del tipo indicato all'inizio della presente descrizione e caratterizzato dal fatto che l'estremità del corpo destinata al bloccaggio dell'utensile è suddivisa da fenditure parallele all'asse centrale in una pluralità di sezioni, e

che detti mezzi di bloccaggio sono suscettibili di serrare dette sezioni agendo in modo circonferenzialmente uniforme sulla superficie esterna.del corpo.

Secondo l'invenzione, quindi, l'azione dei mezzi di bloccaggio, che possono ad esempio essere di tipo meccanico e/o oleodinamico, non si espleta direttamente sul codolo dell'utensile, ma sull'esterno .del corpo del mandrino, che a sua volta la trasmette al codolo, evitando l'insorgere dell'inconveniente sopra menzionato .

Nello stesso tempo il mandrino secondo la presente invenzione consente di ottenere un'ottima centratura dell'utensile, in quanto non richiede l'interposizione di pezzi ausiliari fra il codolo di quest'ultimo e la cavità. E' comunque possibile utilizzare nel mandrino dell'invenzione pezzi ausiliari di questo genere,·qualora particolari esigenze di impiego lo rendano necessario: ad esempio la necessità di dover bloccare un codolo di diametro decisamente inferiore a quello della cavità del corpo del mandrino.

Inoltre il fatto che lo sforzo di serraggio si eserciti in modo circonferenzialmente uniforme sulla superficie esterna del corpo e la suddivisione dell'estremità di bloccaggio di quest'ultimo in più sezioni estendentisi assialmente' impediscono, nel funzionamento, la generazione di sollecitazioni asimmetriche con conseguenti vibrazioni, usure differenziate e simili.

In particolare la suddivisione dell'estremità di bloccaggio del corpo in sezioni estendentisi assialmente interrompe ed annulla la propagazione in senso elicoidale ed avvolgente rispetto all'asse centrale del mandrino delle vibrazioni innescate dalle sollecitazioni, a cui è sottoposto l'utensile nel corso delle lavorazioni.

In una forma favorita di realizzazione, nell'estremità di bloccaggio dell'utensile del corpo del mandrino dell'invenzione è praticato almeno un foro radiale, entro cui è inseribile, e preferibilmente aw itabile, un grano suscettibile di sporgere nella cavità .

In tale caso l'avvitamento entro il rispettivo foro del grano fa sì che la punta di quest'ultimo sporga:oltre la parete della cavità, con la sua penetrazione in un incavo di forma corrispondente vantaggiosamente ricavato sulla superficie esterna del codolo, così da impedirne eventuali sfilamenti in direzione assiale. Inoltre l'impegno esistente fra il grano ed il codolo evita la rotazione del codolo entro la cavità anche a seguito dell'applicazione di sforzi eccezionali sull'utensile, tali da vincere l'attrito esistente fra le superfici a contatto del codolo e della cavità.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi e fornita a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 é una vista in elevazione di un mandrino secondo l'invenzione con il codolo di un utensile inserito nella cavità, detta figura essendo una sezione 'lungo la linea I-I di figura 3,

la figura 2 é una vista in elevazione di un mandrino secondo l'invenzione senza il codolo di un utensile inserito nella cavità, detta figura essendo una sezione lungo la linea II-Il di figura 3,

la figura 3 è una vista in pianta ed in sezione lungo la linea III-III di figura 1, e

la figura 4 è una vista analoga alla figura 1 di una forma alternativa di realizzazione dell'invenzione ,

Un mandrino portautensili comprende un corpo tubolare 10, intorno al cui asse centrale 12 è ricavata una cavità 14. Il corpo 10 ha un'estremità 16 fissabile ad un supporto non illustrato, in particolare ad una macchina utensile, e .1'estremità opposta 18 provvista di mezzi di bloccaggio nella cavità 14 di un codolo 20 (fig. 1) di un utensile, quale una fresa, una punta, un maschio filettante e simili.

Questi, mezzi di bloccaggio comprendono un manicotto 22 suscettibile di avvolgere l'estremità 18 del corpo 10 destinata al bloccaggio dell'utensile, la quale è suddivisa (figg. 2 e 3) da fenditure 24 parallele all'asse centrale 12 in una pluralità dissezioni 26. Tali fenditure 24 sono quattro, disposte sfalsate di 90° l'una rispetto all'altra.

Il manicotto 22 è formato da un primo ed un secondo anello 28, 30 uniti da mezzi vincolari - comprendenti in particolare una corona di sfere 32 alloggiate in piste praticate su superfìci affacciate di estremità degli anelli 28, 30 - che consentono la libera rotazione reciproca di questi ultimi, ma determinano spostamenti comuni in direzione parallela all'asse centrale 12.

Il primo anello 28 presenta, all'estremità distale opposta a quella vincolata al secondo anello 30, una superficie interna profilata conicamente 34 che è suscettibile di cooperare con una superficie conica corrispondente 36 dell'estremità 18 del corpo tubolare 10. La superficie interna profilata conicamente 34 è ricavata su di un risalto anulare interno 38 del primo anello 28, che si sviluppa radialmente verso l'interno. La porzione terminale dell'estremità 18 del corpo 10 presenta un incavo circonferenziale 40 atto ad alloggiare il risalto 38.

Il secondo anello 30 presenta una superficie interna filettata 42 atta ad impegnarsi su di una corrispondente filettatura 44 ricavata sulla superficie esterna del corpo 10.

Nell'estremità 18 del corpo 10 destinata al bloccaggio dell'utensile sono praticati quattro fori radiali 46 disposti simmetricamente rispetto all'asse centrale 12. Un numero corrispondente di aperture 48 è ricavato attraverso la parete del primo anello 28. Nei fori 46 sono av itabili rispettivi grani 50 aventi una punta 51 suscettibile di sporgere (fig. 1) nella cavità 14 ed una testa 52 azionabile da un operatore attraverso la corrispondente apertura 48.

Per poter inserire il codolo 20 dell'utensile nella cavità 14 del mandrino sopra descritto, occorre svitare i grani 50 finché le loro punte 51 non sporgono più entro la cavità 14 e svitare l'anello 30 dalla filettatura 44, consentendo il divaricamento delle sezioni 26 dell'estremità 18 del corpo 10.

Quindi si effettua il bloccaggio del codolo 20 nella cavità 14, avvitando l'anello 30 e provocando in questo modo una traslazione assiale dell'intero manicotto 22 formato dai due anelli 28, 30. La superficie interna profilata conicamente 34 dell'anello 28 può così serrare la superficie conica corrispondente 36 dell'estremità 18 del corpo tubolare 10, determinando il riavvicinamento delle sezioni 26 che formano il corpo 10 grazie all'occlusione delle fenditure 24.

Nello stesso tempo la possibilità di.libera rotazione degli anelli 28, 30 l'uno rispetto all'altro evita che si determinino dannosi strisciamenti delle superfici coniche 34, 36 a contatto.

Si sviluppa in questo modo un'azione di serraggio circonf erenzialmente uniforme sulla superficie esterna del corpo 10 e conseguentemente sul codolo 20. Questa azione si esercita inoltre principalmente in corrispondenza dell'estremità 18 del corpo 10, cioè nella posizione più efficace.

Quindi si avvitano i grani 50, finché le rispettive punte 51 vanno in contatto con la superficie del codolo 20, che, in corrispondenza di due grani 50 sfalsati di 90°, presenta sfaccettature incavate 54 (figg. 1 e 3), con la creazione di un ulteriore vincolo fra codolo 20 e mandrino. In tal modo, nel funzionamento, si evitano sia un possibile sfilamento del vcodolo 20 in direzione assiale che una rotazione di quest^ultimo entro la cavità 14 a seguito dell'applicazione di sforzi eccezionali sull'utensile, tali da vincere la forza di serraggio che si esercita fra la parete della cavità 14 e la superficie del codolo 20 .

Regolando opportunamente la profondità di avvitamento dei vari grani 50, è inoltre possibile correggere eventuali deviazioni della centratura dell'utensile sul mandrino. Tali deviazioni non possono peraltro essere che di piccola entità, perché, come sopra descritto, l'azione esercitata dal manicotto·22 sul corpo 10 e quindi sul codolo 20 è circonferenzialmente simmetrica e pertanto autocentrante.

La figura 4 illustra una forma alternativa di realizzazione della presente invenzione, in cui numeri uguali a quelli utilizzati con riferimento alla precedenti figure contraddistinguono parti uguali od equivalenti.

In questo caso, oltre ai mezzi di bloccaggio meccanico del codolo 20 dell'utensile che sono stati descritti in precedenza, sono previsti anche mezzi di bloccaggio di tipo oleodinamico.

in dettaglio nella porzione .del manicotto 22, che avvolge l'estremità 18 del corpo 10 destinata al bloccaggio dell'utensile, è ricavata una camicia 56 che si estende circonferenzialmente intorno all'estremità 18 ed è riempita da un fluido oleodinamico. La camicia 56 è separata dalla superfìcie affacciata dal corpo 10 da una parete cedevole 58.

Sono inoltre previsti mezzi in sé noti suscettibili di porre sotto pressione questo fluido, quali una vite 60 aw itabile entro un foro 62 che pone la camicia 56 in comunicazione con l'esterno.

Le operazioni di bloccaggio del codolo 20 nella cavità 14 comprendono in questo caso tutte quelle descritte in relazione al mandrino delle figure 1-3 ed inoltre, al termine di queste, l'avvitamento della vite 60 nel foro 62.

Si provocano così la riduzione del volume della camicia 56 e la messa in pressione del fluido contenutovi, con il conseguente rigonfiamento della parete cedevole 58 e l'ulteriore serraggio delle sezioni 26 costituenti l'estremità 18 del corpo 10, che esercita un'azione di bloccaggio supplementare sul codolo 20.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di .costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed'illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dal suo ambito.

In particolare è possibile prevedere un qualunque numero e/o disposizione dei grani 50, pur essendo preferita una disposizione simmetrica. Lo stesso vale per il numero e/o la disposizione delle fenditure 24 del corpo 10.

inoltre è possibile realizzare i mezzi di bloccaggio del codolo esclusivamente in forma oleodinamica, ad esempio del tipo illustrato nella figura 4, senza prevedere la presenza di mezzi di bloccaggio di tipo meccanico.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. · Mandrino portautensili comprendente: - un corpo tubolare (10), intorno al cui asse centrale (12) è ricavata una cavità (14), detto corpo (10) avendo un'estremità (16) fissabile ad un supporto, in particolare ad una macchina utensile, e - mezzi di bloccaggio di un codolo (20) di un utensile in detta cavità (14) , in corrispondenza dell'estremità (18) del corpo (10) opposta a quella fissabile al supporto, detto mandrino essendo caratterizzato dal fatto che l'estremità (18) del corpo (10) destinata al bloccaggio dell'utensile è suddivisa da fenditure (24) parallele all'asse centrale (12) in una pluralità di sezioni (26), e che detti mezzi di bloccaggio sono suscettibili di serrare dette sezioni (26) agendo in modo circonferenzialmente uniforme 'sulla superficie esterna del corpo (10).
2. 2. Mandrino secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nell'estremità (18) del corpo (10) destinata al bloccaggio dell'utensile è praticato almeno un foro radiale (46), entro cui è inseribile un grano (50) suscettibile di sporgere nella cavità (14).
3. 3. Mandrino secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto foro (46) è filettato e detto grano (50) è avvitatile al suo interno.
4. 4 . Mandrino secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio sono di tipo meccanico.
5. 5. Mandrino secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio comprendono un manicotto (22) suscettibile di avvolgere l'estremità (18) del corpo (10) destinata al bloccaggio dell'utensile, detto manicotto (22) presentando un'estremità distale con una superficie interna profilata conicamente (34) che è suscettibile di cooperare con una superficie conica corrispondente (36) dell'estremità (18) del corpo (10), essendo inoltre provvisti mezzi atti a causare un movimento relativo delle superfici coniche (34, 36) in direzione parallela all'asse centrale (12).
6. 6. Mandrino secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto manicotto è formato da un primo (28) ed un secondo (30) anello uniti da mezzi vincolari che consentono la libera rotazione reciproca, ma determinano spostamenti comuni in direzione parallela all'asse centrale (12), il primo anello (28) presentando detta superficie interna profilata conicamente (34) ed il secondo anello (30) presentando una superficie interna filettata (42) atta ad impegnarsi su di una corrispondente filettatura (44) ricavata sulla superficie esterna del corpo (10).
7. 7. Mandrino secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta superficie interna profilata conicamente (34) è ricavata su di un risalto anulare interno (38) del primo anello (28), che si sviluppa radialmente verso l'interno, e che la-porzione terminale dell'estremità (18) del corpo (10) presenta un incavo circonferenziale (40) atto .ad alloggiare detto risalto (38).
8. 8.. Mandrino secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi vincolari comprendono una corona di sfere (32) alloggiate in piste praticate su superfici affacciate del primo'(28) e del secondo (30) anello.
9. 9. Mandrino secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni 2 a 8, caratterizzato dal fatto che detti fori radiali (46), a cui è associato un rispettivo grano (50), sono in numero di quattro e sono disposti simmetricamente rispetto all'asse centrale (12), un numero equivalente di aperture (48) essendo ricavate attraverso la parete del manicotto (22) per consentire ad un operatore dì azionare la testa (52) dei grani (50).
10. 10. Mandrino secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto -che detti mezzi di bloccaggio sono, parzialmente o totalmente, di tipo oleodinamico.
11. 11. Mandrino secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio comprendono : - un manicotto (22) suscettibile di avvolgere l'estremità (18) del corpo (10) destinata al bloccaggio dell'utensile ed in cui è ricavata una camicia '(56) che si estende circonferenzìalmente intorno a detta estremità (18) del corpo (10) ed è riempita da un fluido oleodinamico, detta camicia (56) essendo separata dalla superficie affacciata dal corpo (10) da una parete cedevole (58), e - mezzi (60, 62) suscettibili di porre sotto pressione detto fluido, provocando il rigonfiamento della parete cedevole (58) contro la superficie affacciata del corpo (10).