ITUB20154075A1 - Una chiave regolabile per afferrare e torcere dadi , bulloni ed altri profili a sezione esagonale - Google Patents

Description

Ambito dell'invenzione

La presente invenzione riguarda il settore degli utensili a pinza, chiave o come terminale operativo di elettro utensili e bracci robotici predisposti per afferrare e regolare dadi, bulloni ed altri oggetti come gli inserti con base a sezione esagonale oppure 1'ambito degli attrezzi necessari nell'idraulica, nella meccanica e nel fai da tè per afferrare e torcere profili esagonali o tondi. In particolare si riferisce ad un innovativo apparato di serraggio a diaframma munito di un gruppo di denti articolati in movimenti complanari , sincronizzati e convergenti verso un punto centrale ed in grado di stringere in modo saldo ed uniforme corpi di varie sezioni come dadi e bulloni, aste ed altri oggetti, operando circolarmente attorno ad essi con una progressiva riduzione del diametro del lume interno.

Brevi cenni alla tecnica nota :

Gli utensili capaci di adattarsi a sezioni variabili di bulloni e dadi non sono molti: La chiave (inglese) dotata di serraggio a vite, presente da almeno un secolo, lavora solo su due lati (due spigoli del dado) , è pesante ,ingombrante e, nei modelli meno professionali, si allenta con facilità. Le pinze a pappagallo, come le cagne, in genere, afferrano gualungue sezione ma con denti zigrinati che danneggiano 1'oggetto da torcere e normalmente afferrano solo due o tre punti dei bulloni. Esiste un apparato composto da in fascio di piccole aste cilindriche contenute in un bicchiere metallico in grado di afferrare in modo alguanto distruttivo teste di dadi di vario diametro Da gualche anno sono prodotti e distribuiti alcuni modelli di pinze di serraggio per dadi Fig. 1 dotati di sei dentini a forma di parallelepipedo che si possono muovere avanti e indietro in direzione radiale verso il centro dell'oggetto da serrare con un movimento meccanico affine al movimento dei mandrini nei comuni trapani domestici ; ognuna di queste chiavi o pinze può afferrare dadi di lato non inferiore alla larghezza dei dentini stessi, ma, crescendo il diametro del dado, la superficie di appoggio dei denti non varia e la presa sul lato dei dadi dei diametri superiori decresce rapidamente; Inoltre, in questi apparati , in fase torcente, la spinta tangenziale sui denti stessi diventa rapidamente dannosa per la chiave stessa , per cui difficilmente, si può torcere una gamma di diametri di non più di una decina di millimetri. Il vantaggio nell'utilizzo di queste pinze e chiavi, (tutte prodotte in almeno due formati scalari per includere i diametri di uso più comune) nonostante un certo ingombro della loro meccanica risiede nella leggerezza e nella portabilità rispetto al problema di portarsi dietro o procurarsi un intero set di chiavi di tutti i diametri. L'uso di tali utensili, meno forti e meno precisi di quelli professionali mono-diametro, rimane quindi prevalentemente domestico . Nella chiusura diaframmale degli obiettivi fotografici (che non va confusa con quella oggetto del presente deposito) : le lamelle si sovrappongono in modo semi-complanare ed hanno un fulcro fisso ed un punto d'azione del leveraggio azionato da una corona mobile ma queste lamelle non convergono scivolando 1'una accanto all'altra bensì, parzialmente, si sovrappongono .

Sintesi dell'invenzione:

Lo scopo della presente invenzione è produrre una apparato connesso ad una pinza, una chiave o una testa per elettroutensile di tipo a diametro regolabile , che consenta una presa sicura, per afferrare, serrare e/ o torcere oggetti prevalentemente a sezione esagonale, che risolva i suddetti inconvenienti e sia in grado di agire uniformemente su tutte le superfici laterali di oggetti esagonali come ad esempio dadi e bulloni adattandosi a diversi diametri degli stessi Inoltre, in questa applicazione appoggiando le superfici dei sei denti della chiave su tutte e sei le superfici laterali di questi oggetti, si crea una maggiore distribuzione dello sforzo ed un serraggio sicuro e forte ma non distruttivo. Nella soluzione a pinza il serraggio guidato da due leve manuali permette, allentando momentaneamente la presa dei denti sul dado, di continuare 1'azione torcente in più fasi , senza estrarre e riposizionare la pinza attorno all'oggetto. Questi ed altri scopi sono ottenuti con lo specifico sistema diaframmale di serraggio dell'apparato come descritto in seguito .

Descrizione dei disegni

Nell'apparato Fig. 2 attivato in questo esempio non esclusivo da un leveraggio a pinza: un paio di corone di basso spessore (1) parallele e centrate su un unico asse, dotate di apposite forature ed intagli (2) sono connesse a due bracci o manopole di leva (5). Tra queste corone è posizionato un gruppo di denti o inserti (3) che nella versione illustrata sono sei dotato ognuno di un perno (4) i cui due estremi connettono in modo mobile i denti alle corone attraversando lo spessore delle stesse negli appositi intagli. I perni dei denti sono ribattuti esternamente alle corone o terminano con sistemi di ritenzione equivalenti (6) che scorrono sulla superficie delle corone e regolano il movimento parallelo di tali inserti tra i piani delle corone lasciando liberi denti e corone di articolarsi reciprocamente con movimenti vincolati e definiti. In questa soluzione per dare al sistema maggiore stabilità le corone si possono chiudere lateralmente ed esternamente con dei bordi ad anello (7) che si lambiscono e contengono gli inserti o denti. Il movimento tangenziale e convergente delle manopole fa ruotare le corone ad esse connesse in senso relativo inverso (orario ed antiorario) trascinando i denti , tramite gli appositi intagli , che sono orientati secondo angoli simmetrici ed opposti, verso 1'asse centrale dell'apparato producendo la progressiva riduzione ed agendo in senso contrario, 1'aumento diaframmale del lume di serraggio dell 'apparato . La Fig .3 rappresenta la pinza descritta in fase di completa chiusura . Il movimento divergente delle manopole agisce invece in senso contrario, aprendo il lume diaframmale ed interrompendo il serraggio dell 'apparato sull'oggetto presente nel lume stesso. La sezione al/a2 Fig .4 rappresenta la parte articolata del meccanismo . In questo modo una lieve apertura del diaframma permette poi di riposizionare i denti della chiave su altri lati dell'oggetto da muovere per proseguire la torsione senza estrarre la pinza dall'oggetto . I denti nel caso specifico di questa conformazione Fig . 5 sono dotati di due superfici piane , una anteriore (8) ed una posteriore (9) con un angolo di giunzione di 60 gradi, quella anteriore appoggia sul lato dell' oggetto da torcere e fa da appoggio alla superficie posteriore del dente che la fronteggia , la superficie posteriore scorre parallelamente e a contatto con la superficie anteriore del dente che segue; 1'ordine orario o antiorario della successione di tali superfici non è rilevante. Quando le manopole o leveraggi si aprono o si chiudono, i perni si muovono avanti o indietro in direzione radiale () , ma i denti , ognuno dei quali si trova anche a contatto con quello precedente e quello successivo, compiono un moto composto : traslativo (radiale e convergente ) che è guidato dal perno ed un moto rotativo incernierato su tale perno (orario o antiorario) . Tale moto rotatorio è causato dal contatto con scorrimento reciproco dei lati contigui dei denti ognuno dei quali è vincolato da tre punti di appoggio uno imposto dal perno e gli altri due prodotti dal contatto con i denti limitrofi , tale geometria permettendo quindi la specifica e originale chiusura a diaframma dell 'apparato descritto . La conformazione delle altre super fici del dente (10) , rispondono ad esigenze di riduzione al minimo ingombro del diametro dell' utensile , ma sono possibili altre conformazioni . Le estensioni bilaterali della superficie operativa dei denti (il) si raccordano al piano esterno delle corone ed ampliano ulteriormente le superfici di contatto tra il dente e il pezzo da serrare ma non sono essenziali al funzionamento della chiave . Nella zona di raccordo tra le manopole e le corone in una zona cieca può essere posizionata una molla (12) che facilita 1 apertura divergente delle manopole ( in opposizione alla stretta della mano che le chiude ). Nella soluzione rappresentata tale molla è avvolta attorno ad un perno mobile (13) con estremi terminanti in ribattini di appoggio che coll abora alla stabilita complanare delle due corone stabilizzando la molla stessa. In tale versione è possibile usare il perno di cui sopra come vite di serraggio per bloccare la chiusura della chiave in alcuni diametri definiti o usare tale perno come fulcro di piani (14) con bordi eccentrici rispetto a tale perno con i quali creare posizioni di blocco dell 'apparato in una determinata posizione . La Fig .6 rappresenta una conformazione dell 'articolazione dei denti diversa da quella della Fig.2, a titolo di esempio applicando tale diverso meccanismo su di una chiave a braccio unico (15) con una articolazione delle corone anche essa non esclusiva: una vite senza fine (16). Nella variante di apparato illustrato nella Fig. 6 e d in sezione bl/b2 Fig.8 i denti Fig.8 sono trascinati in un moto lineare in un verso ed in quello opposto dalle corone (17)in modo analogo a quanto avviene nell'apparato di Fig .2 e compiono un moto tangenziale rispetto al centro dell'apparato scorrendo sui lati di un binario poligonale (18) che è connesso al braccio di leva. Un diverso apparato di movimentazione Fig.9 e Fig.10 dei precedenti sistemi di serraggio è attrezzato per essere inserito in testa ad un elettro-utensile : un avvitatore o il terminale di un braccio robotico dai guali deriva la sua forza torcente tramite un albero di trasmissione (19) predisposto per connettersi ad un semplice mandrino o altra presa di forza rotante . Questa terza e non esclusiva disposizione degli attuatori di movimento può essere strutturata in modo da integrare sia il sistema di movimento dei denti rappresentato in Fig.6 che guello che gui si rappresenta con 1'articolazione meccanica dei denti rappresentato nella Fig.2 . Nella Fig.10 sezione cl/c2 della Fig.9 guesto terzo tipo di realizzazione preferita si configura con un bicchiere di lunghezza variabile (21)che può contenere la vite eccedente un bullone o 1'estremo dell'oggetto da serrare), guesto bicchiere connette 1'albero di trasmissione ad una delle corone (20), un altro bicchiere più largo (26) il cui fondo è conformato come una seconda corona aziona tramite perni già descritti relativi denti Fig. 11 contenuti tra gueste due superfici . Due fermi inpem eati in modo eccentrico (22) sulla prima corona, se azionati rendono 1'apparato solidale con 1'oggetto da torcere costringendo le due corone a muoversi unite. Con un'altra diversa conformazione dei denti Fig.12 e Fig.131'apparato si presta a scalfire, incidere o tagliare 1'oggetto contornato guando la superficie operativa di tali denti sia attraversata da una lama (23), transitante in appositi intagli dei denti limitrofi (24) risultando ad esempio tale applicazione utile per nella separazione di segmenti di guaine dai cavi elettrici. In una ulteriore conformazione dei denti dell'apparato descritto guesti possono operare come elementi di saracinesche diaframmali per variare la portata di un flusso in condotte di liguidi, Inerti, polveri o per estrudere materiali plastici e viscosi compreso fusioni metalliche nel guai caso i denti stessi sarebbero composti di materiali termo-resistenti come le ceramiche . Una ulteriore conformazione dei denti Fig. 14 dell'apparato descritto tramite la quale è possibile usare delle estensioni di detti denti Fig.15 esterni alle corone di contenimento con i quali agire come una fresa a diametro variabile su piani di materiali da scavare. E' possibile conformare gli apparati descritti con un numero variabile di denti Fig. 16 e Fig.17 cambiando di conseguenza l'angolo delle superfici tra i lati di scorrimento anteriori e posteriori dei denti stessi.

Claims (14)

1. Rivendicazioni 1 . Un apparato azionato da leve a pinza Fig. 2 o a chiave Fig. 6 per il serraggio a mano o, Fig.9 azionato tramite attuatori meccanici e composto da una serie di denti che possono muoversi tra uno o più piani o una o più corone di appoggio parallele che ne guidano il movimento e sono azionati da uno o più piani o corone le guali guidate da apposite leve imprimono a detti denti uno specifico moto complanare di tipo convergente , insieme rotatorio e radiale rispetto all'oggetto su cui operare oppure semplicemente tangenziale a guesto Fig 9 caratterizzato dal fatto che tale apparato è predisposto per il serraggio torsione e rilascio di dadi , bulloni od altri oggetti prismatici a sezione poligonale : tramite il guaie si può produrre un saldo serraggio o una torsione in senso orario ed antiorario di detti oggetti . le superfici laterali di tali oggetti per tutta la loro estensione restano durante 1'azione saldamente e totalmente a contatto con i denti dell'apparato stesso. - il lume interno di tale apparato può variare in modo da da adattarsi ad oggetti di diverse dimensioni e diametri.
2. 2. Un sistema di movimentazione dell'apparato descritto nella rivendicazione 1 con cui un gruppo di denti dotati di vertici con angoli di 60 gradi perpendicolari al piano sul guaie detti denti compiono il loro movimenti vincolati e complanari , può essere serrato o allentato da apposite leve attorno ad oggetti di sezione esagonale di diametro variabile in modo che tutto lo spazio attorno a tale oggetto sia sempre occupato da tali denti e tali denti siano spinti verso il centro di tale oggetto da un azione di serraggio o apertura agente in direzioni radiali in modo tale che ogni dente abbia uno dei lati appoggiato al lato complanare di guello successivo (8) ed uno appoggiato a guello precedente ( 9 ) per cui il dente compie oltre a detto movimento radiale anche un movimento rotatorio attorno al punto cerniera dove le leve imprimono i descritti movimenti radiali nei due versi di serraggio e di apertura.
3. 3. Un modello di apparato non esclusivo per realizzare la rivendicazione n 1 e 2 nel guai e: Fig. 2 due bracci di leva azionati manualmente e assistiti da una molla si aprono e chiudono agendo tramite due corone dotate di appositi intagli su di un gruppo di denti ( 3 ) connessi a dette corone tramite appositi perni terminanti in elementi di contenimento di tutta la struttura ( 4 ) , creando cosi' 1'azione contro- rotante di tali corone attorno ad un asse centrale, e i 1'indicato sistema di serraggio e rilascio di dadi, bulloni aste ed altri oggetti simili .
4. 4. In alternativa alla rivendicazione 3. sempre al fine di realizzare l' apparato descritto alla rivendicazione n°1 e 2: un diverso e non esclusivo apparato Fig. 6 per la movimentazione dei denti , i quali , in questa diversa configurazione compiono un moto relativo ai piani di supporto ed all 'oggetto da afferrare, sempre simultaneo, uniforme e complanare ma che segue per ogni dente una direzione tangente rispetto al centro dell 'apparato a differenza di quella radiale indicata nella 2° rivendicazione essendo tale apparato idoneo a imporre tramite i necessari levi smi un moto dei denti nei due versi di tale tangente per aprire e chiudere 1 'apparato attorno ad oggetti di diametro variabile . Ogni dente si avvale di vincoli come binari che lo costringono a muoversi nella fase di apertura e di serraggio su tratti rettilinei coincidenti con i lati di un poligono ad esempio un esagono.
5. 5. Una diversa conformazione dell'apparato di serraggio manuale indicato nelle precedenti rivendicazioni in cui uno dei piani di supporto dei denti è collocato al termine di una leva mentre 1'altro elemento di movimentazione è collocato in prossimità ( 16 ) o sul corpo dell'apparato ed è azionato manualmente per raggiungere il diametro di serraggio attorno all'oggetto da afferrare.
6. 6. Una diversa conformazione dell'apparato descritto in una o più delle precedenti rivendicazioni nel guaie tale apparato Fig. 9 e Fig.10 è azionato da una sola leva ( 19 ) agente in asse col centro dell'apparato stesso , potendo tale leva essere azionata da una macchina rotante come un mandrino di un trapano o 1'estremo di un braccio robotico ed anche manualmente comprendendo tale diversa conformazione sistemi di vincolo e blocco della posizione di contatto tra i denti e 1'oggetto da serrare .
7. 7. Una particolare e non esclusiva conformazione laterale dei denti indicati nelle precedenti rivendicazioni per la guale Fig.4 il dente occupa con delle estensioni a forma di segmento circolare (11) parte dello lo spazio del lume interno alle corone descritte nella rivendicazione n°2 per allargare la superficie di appoggio sull'oggetto.
8. 8. Un vincolo come un eccentrico (14) e (22) che applicato agli apparati descritti nelle precedenti rivendicazioni permetta il blocco dell'azione della leva sul serraggio e relativa apertura dei denti in una posizione desiderata, fissando il diametro di tale apertura m una posizione rigida fino ad un successivo sblocco di detto vincolo.
9. 9. 1'apparato descritto nelle precedenti rivendicazioni realizzato non come in queste prevalentemente in metallo ma per lo più tramite l'utilizzo di materiali plastici rinforzati o materiali compositi .
10. 10. L'impiego dell'apparato descritto nelle precedenti rivendicazioni in campi tecnici e pratici diversi da quello indicato nella prima rivendicazione: ovvero come un apparato di cattura per afferrare e o movimentare in ambito di meccanica e robotica aste od altri corpi di dimensioni diverse , oppure come un apparato per regolare come saracinesca flussi di liquidi , viscosi ed inerti sfusi , o ancora come apparato di strangolamento per tubi e membrane o un apparato per rompere gusci o altri solidi.
11. 11. L'apparato descritto in una o più delle precedenti rivendicazioni col quale il lato dei denti rivolti verso 1'oggetto sono conformati come delle lame o degli spigoli Fig. 12 e Fig. 13 al fine di procurare il taglio o la scalfittura radiale dell 'oggetto serrato risultando tale apparato idoneo al taglio delle guaine esterne dei cavi elettrici per sgusciarne dei segmenti.
12. 12. L'apparato descritto in una o più delle precedenti rivendicazioni ma dotato di una particolare conformazione dei denti tramite la quale è possibile 1'estrusione di profili a sezione variabile di materiali plastici o viscosi, anche ad alte temperature tramite la realizzazione dei denti in materiale termo-resistente o ceramico.
13. 13. Una diversa conformazione dei denti che compongono una o più delle precedenti rivendicazioni nella quale Fig. 14 delle estensioni (25)di detti denti all'esterno della corona di contenimento permettono all'apparato, quando azionato da elettromotori, di operare come una fresa a diametro variabile, per scavare materiali cedevoli
14. 14. L'apparato descritto in una o più delle precedenti rivendicazioni nel quale il numero dei denti può essere diverso da 6, permettendo 1'apparato cosi composto di agire su oggetti di diversa sezione, ad esempio Fig. 16 e Fig. 17.