ITTO990780A1 - Apparato per la separazione del cappello di testa di biella medianterottura - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo:

"Apparato per la separazione del cappello di testa di biella mediante rottura"

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un apparato per la separazione del cappello di testa delle bielle mediante rottura, con successivo riaccostamento e avvitatura dei bulloni di unione. Il procedimento è adatto a bielle sia con piano di rottura ortogonale sia inclinato rispetto al corpo. La separazione del cappello dal corpo della biella mediante rottura è noto da diversi anni. In particolare, il brevetto italiano anteriore No.

1.268.130 della Richiedente descrive un procedimento e una macchina per realizzare la separazione del cappello dal corpo della biella in modo da ridurre al minimo le deformazioni del pezzo dovute allo snervamento creato dal carico prima della rottura, cioè in modo da realizzare la cosiddetta frattura fragile.

Scopo della presente invenzione è ora di realizzare un apparato per perfezionare il procedimento e l'apparato di detto brevetto anteriore, in particolare in modo da automatizzare l'intero ciclo operativo.

Un altro scopo è quello di realizzare tale apparato in modo da offrire grande flessibilità nelle condizioni operative, affinché l'apparato possa essere prontamente adattato a fratturare bielle di diverso materiale, forma e dimensioni.

L'invenzione raggiunge i suddetti e altri scopi e vantaggi, quali risulteranno dal seguito della descrizione, con un apparato per la separazione del cappello di testa di biella mediante rottura avente le caratteristiche essenziali esposte nella rivendicazione 1.

Le rivendicazioni subordinate definiscono altre caratteristiche vantaggiose dell'invenzione.

L'invenzione verrà ulteriormente descritta con riferimento a una sua realizzazione preferita descritta nel seguito e illustrata a titolo d'esempio non restrittivo nel disegno allegati, in cui:

La Fig. 1 è una vista schematica in elevazione trasversale di un apparato di separazione di teste di biella secondo una realizzazione preferita dell'invenzione;

la Fig. 2 è una vista in pianta dell'apparato della Fig. 1, in sezione lungo il piano AA;

la Fig. 3 è una vista, in scala ingrandita, di una parte centrale della Fig. 1;

la Fig. 4 è una vista di particolare in sezione, in direzione della freccia B nella Fig. 1;

la Fig. 5 è una vista di particolare in sezione, in direzione della freccia C nella Fig. 1;

la Fig. 6 è una vista simile alla Fig. 2, per una prima variante dell'apparato;

la Fig. 7 è una vista simile alla Fig. 2, per una seconda variante dell'apparato; e

la Fig. 8 è uno schema di un circuito idraulico di comando di un attuai ore idraulico facende parte dell'apparato.

Con riferimento alle Figg. 1-5 dei disegni, l'apparato secondo l'invenzione comprende un'incastellatura fissa a portale 10 che si estende trasversalmente al di sopra di due barre di traslazione 12, note di per sé, munite a intervalli regolari di sedi o blocchetti per mantenere in posizione il cappello e la biella 14.

Sull'incastellatura 10 è montato solidalmente un attrezzo fisso 16 costituito da un corpo massiccio che si estende verso il basso in un semi-perno semicircolare fisso 18 e un attrezzo mobile 20, pur esso costituito da un corpo massiccio che si estende verso il basso in un semipemo semicircolare mobile 22. I due semiperni sono disposti contrapposti lungo i loro lati piani e ortogonali alla direzione di movimento dell'attrezzo mobile, in modo da formare un profilo circolare. L'attrezzo mobile 20 è scorrevole su guide orizzontali 24 (Figg. 2, 4 e 5) solidali all'incastellatura 10, ed è comandato da un attuatore idraulico 23, montato sull'incastellatura, tramite uno stelo 25, avente il compito principale di riavvicinare il semipemo mobile a quello fisso dopo la frattura del cappello, oltre che altri compiti accessori che verranno spiegati nel seguito.

Facendo ora riferimento più in particolare alle Figg. 3, 4 e 5, nel lato piano del semiperno fisso 18 è ricavata una camera 26 in cui è scorrevole a tenuta un pistoncino 28 a cielo emisferico, munito di segmenti metallici di tenuta 29, atto ad attestarsi contro il lato piano del semiperno mobile 22, per formare un attuatore idraulico di espansione o divaricamento dei due semiperni. Nell'attrezzo fisso 16 è poi ricavato anche un serbatoio cilindrico verticale 30 di fluido idraulico, in cui scorre a tenuta un pistone 32, e che è collegato alla camera 26 tramite un condotto 34. Intorno alla zona di attestamento, la superficie del semiperno 22 presenta un solco o camera anulare 35, delimitata esternamente da una guarnizione a labbro 37 che si attesta contro il risalto del semiperno 22 per definire una camera di raccolta dei trafilamenti di fluido idraulico dal pistoncino 28.

Dall'incastellatura 10 si erge una torretta 36, in cui è alloggiato un cilindro idraulico 38, alimentabile con fluido idraulico sotto pressione da una sorgente non illustrata, il cui pistone 40 presenta uno stelo 42 rivolto verso il basso in allineamento e attestamento col pistone 32 per formare con questo un moltiplicatore di pressione. Il rapporto fra le aree di sezione dei pistoni 40 e 32 è preferibilmente compreso fra 10:1 e 25:1.

Il pistone 40 presenta anche uno stelo o appendice 44 rivolta verso l'alto e atta a ricevere l'impatto di una mazza battente 46, disposta scorrevolmente in una guida verticale 48. La mazza 46 è normalmente agganciata da un dente di ritenuta 50 comandato da un attuatore idraulico 52, e la caduta della mazza è assistita da una molla 54, affinché la mazza 46, quando viene sganciata dal dente 50, subisca una pronta accelerazione iniziale verso l’appendice 44. Dopo la caduta, la mazza 46 può essere richiamata mediante un attuatore idraulico 56, per essere riarmata mediante riaggancio sul dente 50.

Un sollevatore 58 è atto a salire dal di sotto delle barre di traslazione 12, su comando di un attuatore non illustrato, per impegnare la biella 14 e sollevarla dalle barre di traslazione 12 fino a una posizione di lavoro in cui l'occhio grande della biella si infila sui due semipemi 18 e 22. Sull'incastellatura 10 è poi montato un primo dispositivo di bloccaggio costituito da un attuatore idraulico 60 che comanda, tramite vite irreversibile, un tassello a V 62 scorrevole su guide 63, atto a premere sull'occhio piccolo della biella 14 e quindi a serrare il corpo della biella contro il semipemo fisso.

L'attrezzo mobile 20 porta un secondo dispositivo di bloccaggio, costituito anch'esso da un attuatore idraulico 64 atto a premere i due comi di un bilanciere articolato 66 contro le sedi dei bulloni sul cappello della biella, per serrare quest'ultima contro il semipemo mobile. L'incastellatura 10 porta ancora un espulsore della biella, costituito da uno spintore 68, azionato da un attuatore 70 tramite un rinvio a leva articolata 72.

L'impianto comprende ancora un altro vantaggioso accorgimento, consistente in un impianto di soffiatura delle polveri eventualmente generate dalla frattura, costituito da due condotti obliqui quali 74 (Figg.

3 e 5), collegabili a una sorgente d'aria compressa non illustrata, ricavati paralleli e obliqui nel corpo dell'attrezzo mobile 20, e terminanti in ugelli d'efflusso 76 sul lato piano del semipemo mobile.

Infine, l'impianto comprende ancora un condotto di drenaggio 78 ricavato nel corpo dell'attrezzo mobile, che va dalla camera anulare 35 a un raccordo 79 collegabile a una pompa d'aspirazione non illustrata per il recupero delle perdite di fluido idraulico che si raccolgono nella camera 35.

Nel funzionamento, mentre i semipemi 18 e 22 sono accostati fra loro e la mazza battente è armata, le barre 12 portano una biella 14 in posizione sotto l'apparato sopra descritto. Il sollevatore 58 solleva la biella finché il suo occhio grande si impegna sui semiperni. A questo punto si aziona l'attuatore 60 per impegnare l'occhio piccolo col tassello a V 62, si applica poi una modesta pressione al cilindro idraulico 23, per il bloccaggio dell'occhio grande della biella, e infine si aziona l'attuatore 64 per premere il bilanciere 66 contro il cappello. Sia il corpo che il cappello della biella sono quindi serrati indipendentemente uno dall'altro, rispettivamente fra tassello 62 e semipemo fisso 18, e fra semipemo mobile 22 e bilanciere 66.

Si aumenta ora la pressione nel cilindro 23 per pretensionare le sezioni resistenti fra cappello e corpo della biella fino a un carico poco inferiore al carico di snervamento. A questo punto si disimpegna la mazza battente 46, per applicare un picco di pressione attraverso il moltiplicatore di pressione, tale da provocare il rapido superamento del carico di rottura del cappello, separando così il cappello dal corpo della biella, con brusco allontanamento del semiperno mobile da quello fisso. Si ottiene così una frattura istantanea, fragile e contemporanea sulle due facce. Le due parti della biella rimangono ciascuna saldamente tenuta dai rispettivi immorsaggi, come detto sopra. In questa fase, l'attuatore 23 è pressurizzato sulla camera anteriore, come si descriverà più in dettaglio nel seguito.

Si soffia ora un getto d'aria compressa di lavaggio attraverso gli ugelli 76, per pulire le superfici di rottura da polvere e particelle sciolte, e a questo punto si riarma la mazza 46 pressurizzando il cilindro 56 nella camera inferiore fino a riagganciare il dente 50, e si riaccosta con forte pressione il cappello al corpo di biella mediante l'attuatore 23 per riportare i semipemi in posizione iniziale. Si rilasciano poi gli immorsaggi creati dal tassello a V 62 e dal bilanciere 66, in modo da liberare la biella 14, la quale viene poi accompagnata dall'espulsore 68 e dal sollevatore 58 fino a depositarsi sulle barre 12, per essere trasportata ai trattamenti successivi, in particolare a una successiva stazione di avvitatura non illustrata.

Per ottenere un'azione frenante alla corsa dell'attrezzo mobile al momento dell'applicazione del picco di pressione di frattura, all'attuatore 23 è applicata una modesta pressione nella camera posteriore, tale da non pregiudicare la rapidità della frattura, ma da opporre una resistenza di frenata alla traslazione del semipemo mobile dopo che la frattura lo ha liberato, controllando il flusso d'uscita dell'olio dalla camera posteriore. Oppure, per migliorare la durata del dispositivo, è possibile utilizzare l'attuatore 23 anche come ausilio al contributo della forza di rottura, agendo sui valori di pressione della camera anteriore. La Fig. 8 rappresenta schematicamente un circuito idraulico di comando dell'attuatore idraulico 23 per realizzare sia le funzioni di pretensionamento del cappello, sia di frenata e ammortizzamento della corsa dell'attrezzo mobile dopo la rottura, sia ancora di riaccostamento dei semiperni. Da una sorgente di pressione idraulica applicata in 80 il circuito si divide in una prima vena 81 che alimenta la camera anteriore dell'attuatore 23 attraverso una valvola riduttrice di pressione 82 e un'elettrovalvola 83 a quattro vie e due posizioni, e in una seconda vena 84 che va alla camera posteriore dell'attuatore 23 attraverso un regolatore di flusso 85 a taratura fissa e una strozzatura calibrata 86. Dal nodo fra il regolatore 85 e la strozzatura 86 parte un condotto 87 che va allo scarico attraverso una valvola di non ritorno 88 tarata a pressione costante. Infine, quando l'elettrovalvola 83 è commutata, l'alimentazione di pressione va alla camera posteriore dell'attuatore 23 attraverso una seconda valvola di non ritorno 89.

Si inizia il ciclo di rottura coll'elettrovalvola 83 nella posizione illustrata. Applicando pressione in 80 viene pressurizzata la camera anteriore (cioè in alto nella Fig. 8) dell'attuatore 23 per applicare un pretensionamento fra corpo e cappello della biella, mentre al tempo stesso viene anche pressurizzata in misura ridotta la camera posteriore attraverso la vena 84. Dopo la caduta della mazza e separazione del cappello, il fluido idraulico presente nella camera posteriore tende a defluire attraverso il condotto 87, ma è ostacolato dalla strozzatura 86 e quinda rallenta la corsa dell'attrezzo mobile. Dopo la fermata dell'attrezzo mobile, si commuta l'elettrovalvola 83 per pressurizzare la camera posteriore dell'attuatore 23, scaricando la camera anteriore, per riaccostare il cappello al corpo della biella. Dopo espulsione della biella e caricamento della biella successiva, l'elettrovalvola 83 viene ricommutata alla posizone iniziale illustrata.

Con riferimento alla Fig. 4, il moltiplicatore di pressione è dotato anche di un accorgimento di compensazione delle perdite di fluido dovute ad eventuali trafilamenti, consistente in un condotto 90 che confluisce nel condotto 34 a partire da un raccordo 92, e contenente una valvola di ritegno a sfera 94, che consente rabbocchi di fluido senza peraltro interferire col funzionamento del dispositivo. In luogo del tappo 96 può essere inserita una sonda (non illustrata) di monitoraggio dell'andamento delle pressioni.

La Fig. 6 rappresenta una variante del dispositivo di frattura, per bielle in cui si richiede un piano di separazione obliquo anziché ortogonale rispetto al corpo di biella. Il dispositivo è sostanzialmente identico a quello già descritto, salvo per la sostituzione del tassello a V 62, premente sull'occhio piccolo, con un tassello sagomato 162, calibrato per premere con pressione bilanciata sul fianco della biella.

Nella Fig. 7 è rappresentata ancora un'altra variante, in cui il tassello a V 62 è sostituito da un tassello a U 262, avente due bracci allungati 262', 262", che affiancano il corpo della biella e premono su lati opposti dell'occhio grande. In questo modo si mantiene scarico il corpo di biella e si esclude dal sistema dinamico l'effetto elastico del corpo, che potrebbe essere pregiudizievole. NeH'ambito di questa soluzione è anche possibile prevedere di sostituire l'attuatore 60 e il tassello 62 o 262 con una coppia di cilindri (non illustrati) che premano sull'occhio grande, direttamente o attraverso un dispositivo che garantisca Γ irreversibilità del moto. Anche l'attuatore 64 e il bilanciere 66 potrebbero essere sostituiti da una coppia di elementi cuneiformi (non illustrati) con uguale angolo di inclinazione e dotati di movimento di avanzamento indipendente che, traslando in direzione perpendicolare alle facce di rottura, premono, attraverso gli elementi mobili sull’occhio grande, la biella contro il relativo semiperno. L'identica angolazione dei due elementi cuneiformi comporta un avanzamento regolare ed un bloccaggio uniforme dell'occhio grande.

Naturalmente sono possibili ancora numerose altre variazioni alle realizzazioni preferite descritte sopra, nell'ambito degli insegnamenti dell'invenzione. Per esempio, benché le realizzazioni preferite prevedano un semiperno mobile e uno fisso, entrambi i semiperni potrebbero essere mobili, oppure i due semipemi potrebbero essere scambiati, rendendo mobile quello associato al corpo di biella e fisso quello associato al cappello. Inoltre, per frenare l'elemento mobile, potrebbero essere adottati dispositivi d'arresto di tipo tradizionale, come noto nel ramo, in luogo della contropressione nell'attuatore 23. Ancora, benché la disposizione con biella orizzontale e sollevata dal basso secondo le realizzazioni descritte sopra sia preferibile per facilità di carico e scarico del pezzo e anche per facilità di evacuazione dei trucioli e delle polveri, cionondimeno l'impianto potrebbe essere orientato in modo che la biella sia verticale o inclinata, oppure ancora orizzontale ma alimentata dall'alto, con opportune modifiche ai dispositivi, quali appariranno evidenti all'esperto nel ramo. Infine, molti degli attuatori indicati nella descrizione potrebbero essere realizzati diversamente da come illustrato, in particolare essi potrebbero essere meccanici anziché idraulici.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella mediante rottura, avente un'incastellatura che porta due attrezzi, di cui almeno uno mobile, presentanti rispettivi semiperni accostabili per formare un profilo circolare atto a impegnare l'occhio grande di una biella e separabili da mezzi divaricatori per rompere il cappello della biella, e che porta inoltre mezzi di bloccaggio della biella, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre: - mezzi di trasferimento (58) di una biella da una linea di trasporto delle bielle (12) a detti semipemi (18, 22) e viceversa; - primi mezzi attuatori (60) atti a premere almeno un primo organo di bloccaggio (62, 162, 262) contro parti del corpo della biella per serrare quest'ultimo contro il semiperno rivolto verso il corpo; - secondi mezzi attuatori (64) atti a premere almeno un secondo organo di bloccaggio (66) contro parti del cappello della biella per serrare quest'ultimo contro il semiperno rivolto verso il cappello; - terzi mezzi attuatori (23, 25) per riaccostare il cappello contro il corpo della biella; e - mezzi espulsori (68, 70, 72) per espellere la biella dai semipemi dopo rottura e riaccostamento e restituirla ai mezzi di trasferimento.
2. 2. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi divaricatori consistono in una camera cilindrica (26) ricavata in uno di detti semipemi e in un pistone (28) scorrevole a tenuta in detta camera e attestabile contro l'altro semiperno, e in un condotto (34) di adduzione di fluido in pressione a detta camera cilindrica.
3. 3. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto attrezzo presentante detta camera cilindrica è solidale all'incastellatura e in esso è ricavato detto condotto (34) di adduzione di fluido.
4. 4. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto condotto di adduzione di fluido (34) fa capo a un moltiplicatore di pressione (30, 32, 38, 40, 42) aumentabile da una sorgente di fluido idraulico.
5. 5. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il moltiplicatore di pressione è atto a ricevere anche un'azione impulsiva da una mazza battente (46) accelerata con mezzi azionabili tramite mezzi di ritenuta sganciabili (50, 52) e riarmabile da quarti mezzi attuatori (56).
6. 6. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ritenuta consistono in un dente (50) mobile sotto comando di quinti mezzi attuatori.
7. 7. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detta mazza battente (46) è sollecitata da mezzi elastici (54).
8. 8. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto che detto primo organo di bloccaggio è un tassello a V (62) atto a premere sull'occhio piccolo della biella.
9. 9. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto che detto primo organo di bloccaggio è un blocco sagomato (162) atto a premere obliquamente su parti del corpo della biella, per la frattura obliqua del cappello.
10. 10. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto che detto primo organo di bloccaggio è un tassello a U (262) avente due bracci atti a premere su lati opposti dell'occhio grande della biella.
11. 11. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo una delle rivendicazioni 1-10, caratterizzato dal fatto che detto secondo organo di bloccaggio è un bilanciere articolato (66) i cui due comi sono atti a premere su lati opposti del cappello della biella.
12. 12. Apparato per la separazione del cappello di testa di biella secondo una delle rivendicazioni 1-10, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi di soffiatura delle superfici di frattura del cappello della biella, consistenti in almeno un condotto (74) d'adduzione d'aria compressa facente capo a ugelli (76) che si aprono in uno dei semiperni in posizioni prospicienti le aree di rottura del cappello.