ITUD940174A1 - Fresa con supporto a cuscinetto - Google Patents

Abstract

Fresa con supporto a cuscinetto, idonea all'esecuzione di scavi per la realizzazione di diaframmi, pareti e fondazioni, presentante almeno una coppia di semitamburi (11a, 11b) coassiali riportanti almeno mezzi a flangia (18) e, sulla periferia, utensili fresanti (24, 21, 121), detti semitamburi (11a, 11b) essendo associati ad un albero motore (16) azionato da motori (15), detti motori (15) essendo posizionati all'interno della coppia di semitamburi (11a, 11b), detti semitamburi (11a, 11b) essendo supportati da un'anima centrale sviluppata sostanzialmente verticalmente in forma di una piastra verticale (12), detti motori (15) essendo solidalmente ancorati di lato alla detta anima centrale sviluppata verticalmente, detta anima centrale presentando un foro (27) di passaggio dell'albero motore (16), la piastra verticale (12) essendo passante e estendendosi sostanzialmente per l'intera altezza dei semitamburi (11a, 11b), detta piastra verticale (12) riportando sui due lati, contrapposti, e coassiali, mezzi a cuscinetto (19) di supporto per detti semitamburi (11a, 11b), detti mezzi a cuscinetto (19) presentando l'anello interno (19a) collegato rigidamente su un lato alla piastra verticale (12) in posizione circonferenziale ed esterna ai mezzi motore (15), mentre l'anello esterno (19b) dei mezzi a cuscinetto (19) presenta la superficie laterale rigidamente collegata alla parte interna dei mezzi a flangia (18).

Description

"FRESA CON SUPPORTO A CUSCINETTO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato una fresa con supporto a cuscinetto come espressa nella rivendicazione principale.

La fresa oggetto del presente trovato viene utilizzata per la realizzazione di diaframmi per ottenere pareti e fondazioni.

Tale tipo di fresa è idoneo ad operare in terreni rocciosi e non fino a profondità di 100 metri e più e può essere associata a mezzi di movimentazione e spostamento quali ad esempio mezzi a gru.

STATO DELLA TECNICA

Sono note nella tecnica le macchine scavatrici che vengono utilizzate per perforare il suolo ed eseguire scavi per la predisposizione di pareti e fondazioni .

Tali macchine scavatrici utilizzano generalmente semitamburi rotanti, del tipo a fresa, disposti a due a due coassiali, essendo generalmente presenti due coppie controrotanti con assi paralleli.

I semitamburi rotanti sono forniti alla loro periferia di utensili di scavo e sono supportati coassiali da un'anima centrale.

Può essere presente una catena fresante disposta sostanzialmente in posizione centrale tra i due semitamburi .

I semitamburi disgregano il terreno che viene poi aspirato tramite una pompa.

In base al tipo di terreno viene variato il tipo di utensile disgregatore.

I semitamburi sono trascinati in rotazione dall'albero di almeno un motore che può essere sia di tipo elettrico che, vantaggiosamente, di tipo idraulico stando l'alta affidabilità ormai raggiunta da tale tipo di motori.

Sono note le richieste degli utilizzatori di tali macchine per ottenere una fresa più compatta possibile e di larghezza ridotta, ciò per limitare lo spessore dello scavo allo scopo di ridurre i costi di scavo e di successivo riempimento.

A tale scopo è noto nella tecnica il fatto di portare il o i motori di azionamento all'interno della coppia di semitamburi coassiali.

Uno dei problemi che dette macchine devono risolvere è quello di realizzare un'anima centrale avente uno spessore più piccolo possibile per evitare che rimanga una striscia di terreno compatto, o di roccia non lavorata dalle frese, tra le frese che definiscono le due coppie di frese coassiali .

Se una tale striscia di roccia si forma, la fresa non riesce più ad avanzare in quanto la parte non fresante (l'anima centrale ovvero il supporto a piastra verticale) si appoggia su un elemento solido non fresato che si oppone all'avanzamento.

Altro problema che le macchine note devono risolvere è quello relativo al fatto che i semitamburi durante lo scavo sono sottoposti a carichi molto elevati ed a notevoli vibrazioni, sì che i motori sono sottoposti a sollecitazioni che ne riducono la durata.

E' noto il documento US-A-3 ,894,587 il quale prevede un'anima centrale a piastra verticale, sulla quale viene solidalmente fissato il motore di azionamento che porta in rotazione i due semitamburi che costituiscono la coppia.

Detta soluzione permette di scaricare tutte le sollecitazioni dai semitamburi, attraverso i motori, direttamente sull’anima centrale la quale costi.tui.sce corpo uni.co con detti motori ed assorbe, i carichi e le vibrazioni determinate dai detti semitamburi in fase di lavoro.

Con questa soluzione tuttavia, lo scopo di limitare in fase di lavoro carichi rilevanti agli alberi dei motori non viene completamente risolto in quanto detti motori risultano ugualmente fortemente sollecitati, in particolare in condizioni di lavoro gravose, in quanto caricati con carichi a sbalzo.

Ciò in quanto i semitamburi sono montati direttamente sull'albero di azionamento dei motori stessi .

Per raggiungere lo scopo di allungare la vita di detti motori, è noto 1'EP-B-0 .262 .050, il quale prevede di scaricare le forze che si esercitano sui semitamburi direttamente sull'anima centrale.

Detto documento prevede che l'anima centrale a piastra verticale venga attraversata da una boccola tubolare (viene prevista una boccola per ogni coppia di semitamburi) al cui interno viene alloggiato il motore di azionamento dei semitamburi.

Detto motore di azionamento è coassiale con i semitamburi ed il carter del motore è ancorato sulla detta boccola.

La boccola prevede alle estremità una flangia idonea a supportare i cuscinetti dei semitamburi corrispondenti .

Questo documento prevede che il motore di azionamento possa essere sia un motore idraulico che un motore elettrico.

Detto documento anteriore prevede il bloccaggio del carter del motore rispetto alla boccola, sì che detto motore è reso solidale a detta boccola e non all'anima centrale a piastra verticale, ciò facendo sì che motore e boccola risultino un corpo unico. Detto trovato permette pertanto di scaricare anche tramite la boccola, e non solo tramite i motori, le sollecitazioni dai semitamburi sull'anima centrale. Tuttavia, risulta evidente il fatto che i semitamburi, essendo supportati dalle rispettive flange fissate alla boccola, generano sulla boccola una spinta assimilabile ad una trave a sbalzo con carico posto al di là del motore.

Ciò porta ad una trasmissione di sollecitazioni e carichi dinamici ai motori stessi, che pur non essendo direttamente associati ai semitamburi, lo sono di fatto per il tramite della boccola.

Non è chiaro inoltre come tale documento permetta di ridurre lo spessore dell'anima centrale a piastra verticale in quanto nulla si dice in merito ed in quanto la soluzione reai izzativa sembra

Nella soluzione secondo 1 'EP-B-0 .262.050 , le flange devono essere montate mediante viti od altro sulle rispettive boccole, creando ulteriori problemi sia di resistenza meccanica che di montaggio e manutenzione .

Ancora, il cuscinetto portante il semitamburo si trova in posizione posta oltre il motore sì che il semitamburo viene sollecitato a sbalzo come nell'US-A-3 .894.587.

Inoltre, il fatto che il cuscinetto si trovi oltre il motore, unitamente alle esigenze di piccolo spessore dello scavo, impone che il cuscinetto debba essere, di fatto, di dimensioni molto ridotte e quindi di per sè debole, nonché disposto sostanzialmente asimmetricamente.

Anche i sistemi di tenuta idraulica devono essere necessariamente ridotti e quindi poco efficienti, incidendo ciò sulla durata dei cuscinetti e dei motori .

E' poi da rilevare che il montaggio dei motori, richiedendo una notevole precisione per il posizionamento e l'allineamento del foro di montaggio della boccola e quello della flangia, comporta lunghi tempi di esecuzione, difficoltà di manutenzione e di intervento, costi aggiuntivi ed altri inconvenienti ancora.

Inoltre, nella soluzione secondo l EP-B-0.262.050, in cui i cuscinetti sono solo in cooperazione con la flangia, le forze che agiscono sul semitamburo in prossimità dell'anima centrale creano una sollecitazione di torsione che è aggiuntiva a quelle proprie dello scavo e che si traduce in uno sforzo anomalo sulla flangia e sul cuscinetto.

Il documento US-A-4 ,098,539 non prevede che il motore sia interno tra i due semitamburi; tuttavia prevede anch'esso un'anima centrale con una boccola passante che sostiene, a mezzo cuscinetti, i due semitamburi .

E' inoltre presente almeno una flangia anulare, collegata alle estremità della boccola, che sostiene i cuscinetti.

Questo documento presenta pertanto gli stessi problemi menzionati con riferimento all'EP-B-0.262 .050.

In modo sostanzialmente analogo, il documento US-A-4, 785,559 prevede un'anima centrale a piastra verticale attraversata da una boccola tubolare cava ad asse orizzontale e coassiale con i semitamburi motore di azionamento dei semitamburi.

La boccola tubolare cava sost mezzo cuscinetti, i semitamburi attraverso l'interposizione dei mozzi resi solidali ai semitamburi ed associati ad un albero comune coassiale ai semitamburi,

I mozzi, associati ai rispettivi semitamburi, sono montati mediante scanalature sull albero comune ciò permettendo di trasferire il moto da un semitamburo all'altro per la rotazione simultanea e coordinata degli stessi.

Anche i documenti FR-A-1.545.629 e FR-A-2.221.027 prevedono un'anima centrale che supporta i due semitamburi rotanti.

Tutti i documenti citati non risolvono in maniera efficace il problema dell'assorbimento dei carichi, in forma di sollecitazioni e vibrazioni, che si trasmettono dai semitamburi rotanti in fase di scavo alla struttura di sostegno dei motori.

Ancora, la configurazione di supporto dei semitamburi risulta spesso debole, non sufficiente a garantire la necessaria rigidità dei semitamburi stessi, particolarmente in condizioni di lavoro gravose quali ad esempio quelle caratterizzate da terreni rocciosi o dalla presenza di ostacoli nell'area di scavo.

Per risolvere questi nonché per proponent ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato .

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

II presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Lo scopo del trovato è quello di realizzare una fresa idonea all'esecuzione di scavi per l’ottenimento di pareti e fondazioni.

La fresa secondo il trovato presenta coppie di semitamburi rotanti, del tipo a fresa, disposti a due a due coassiali, essendo presenti due coppie controrotanti con assi paralleli.

I semitamburi sono trascinati in rotazione da un albero associato a due motori coassiali preferenzialmente di tipo idraulico.

I semitamburi portano sulla periferia utensili disgregatori del tipo a ruota fresante e/o a catena fresante generalmente associati ad un anello portautensili.

Secondo il trovato, la fresa presenta un'anima centrale, costituita sostanzialmente da una piastra verticale passante sostanzialmente per l'intera altezza dei semitamburi e presentante superiormente i mezzi di aggancio ed ancoraggio agli organi di movimentazione ed azionamento.

Su detta piastra verticale vengono ancorati di lato rigidamente e contrapposti i due motori di azionamento dei semitamburi, i quali sono associati ai semitamburi stessi unicamente per il tramite di detto albero.

Detti motori risultano così scarsamente interessati dalle sollecitazioni e dalle vibrazioni che si generano per l'azione degli utensili fresanti, scaricando peraltro dette sollecitazioni residue completamente sulla piastra verticale di supporto a cui sono solidalmente associati.

Secondo il trovato, sulla detta piastra verticale viene ancorato, per ogni semitamburo, almeno un mezzo a cuscinetto di supporto che si estende in posizione esterna e circonf erenziale ai mezzi motore .

Detto mezzo a cuscinetto di supporto costituisce l'elemento di supporto e di trasmissione dei carichi e delle sollecitazioni dai semitamburi direttamente alla detta piastra verticale.

Detto mezzo a cuscinetto di supporto presenta una dimensione ed una struttura tale da garantire una elevata resistenza ed una notevole capacità di assorbimento urti e vibrazioni.

Detto mezzo a cuscinetto di supporto presenta una larghezza tale da coprire almeno parzialmente l'estensione laterale dei mezzi motore sì da fornire un'ampia superficie di supporto e di assorbimento dei carichi per l'anello portautensili a cui è associato .

Secondo il trovato, detto mezzo a cuscinetto di supporto presenta l'anello interno collegato rigidamente su un lato della detta piastra verticale e l'anello esterno fissato rigidamente alla parte interna dei mezzi a flangia che collegano l'albero motore all'anello portautensili.

Secondo una variante, tra il mezzo a cuscinetto di supporto e l'anello portautensili è presente un anello intermedio su cui viene calettato detto mezzo a cuscinetto.

Secondo una variante del trovato, tra l'anello porta utensili fresanti ed il mezzo a cuscinetto di supporto è presente almeno un mezzo di assorbimento degli urti e delle sollecitazioni che si generano durante la fase di scavo.

mezzi a guarnizione almeno tra il mezzo a cuscinetto di supporto e la piastra verticale.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.

Nella tavola abbiamo che:

- la fig. 1 illustra una sezione longitudinale di una forma realizzativa preferenziale della fresa secondo il trovato;

- la fig. 2 illustra un particolare di variante della fresa di fig. 1.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Nelle figure allegate è illustrata parzialmente una fresa 10 secondo il trovato comprendente almeno una prima coppia di semitamburi Ila, llb coassiali ed associati ad una piastra verticale 12, la fresa 10 comprendendo tipicamente una seconda coppia di semitamburi a loro volta coassiali e con asse parallelo a detta prima coppia.

La piastra verticale 12 ha funzione di anima centrale e di supporto per i due semitamburi, Ila e llb e presenta superiormente mezzi 13 di collegamento ed ancoraggio agli opportuni mezzi di movimentazione e supporto, ad esempio facenti parte di una gru o di un mezzo analogo.

La piastra verticale 12 presenta, nel caso di specie centralmente, i canali 14 per il convogliamento dell'alimentazione idraulica, dei cavi elettrici e di ogni altro elemento necessario per il funzionamento degli organi della fresa 10.

Sulla piastra verticale 12 vengono rigidamente ancorati, in posizione sostanzialmente mediana della stessa, i due motori 15, preferenzialmente di tipo idraulico, essendo presente un motore 15 per ogni semitamburo Ila e llb.

I motori 15 sono associati ad un albero 16, inserito all'interno di un foro 27 praticato sulla detta piastra verticale 12, sul quale vengono fissati, per ognuno dei semitamburi Ila e llb, giunti di trasmissione coppia 17.

Con detti giunti di trasmissione coppia 17 coopera, per ogni semitamburo 11, una flangia di trasmissione coppia 18, la quale si collega cinematicamente all'anello 23 che supporta le ruote fresanti 24 e la catena fresante 21.

Ogni flangia di trasmissione coppia 18 è associata, nel caso di specie, ad un relativo anello intermedio 25 il quale è collegato all'anello 23t / porta utensili fresanti 21 e 24.

Ogni anello intermedio 25 è supportato, nel caso di specie, da un relativo cuscinetto di supporto 19 il quale ha la funzione di sostegno e di trasmissione delle sollecitazioni dei semitamburi Ila e llb alla piastra verticale 12.

Detto cuscinetto di supporto 19 ha anche la funzione di svincolare la flangia di trasmissione coppia 18 dalla funzione di supporto degli elementi fresanti, in modo che tutte le sollecitazioni dell'azione di scavo vadano a scaricarsi, per il tramite del cuscinetto di supporto 19, sulla piastra verticale 12.

Detto cuscinetto di supporto 19 è esterno al relativo mezzo motore 15 e ne copre gran parte dell'estensione laterale.

Detta ampia superficie di supporto garantita dai cuscinetti di supporto 19 permette una ripartizione delle sollecitazioni correttamente distribuita, uniforme e limita fortemente possibili torsioni e deformazioni puntuali.

La trasmissione delle sollecitazioni non va peraltro ad interessare in misura rilevante i motori 15 in quanto essi non risultano associati alla struttura di sostegno dei semitamburi Ila e llb.

Il cuscinetto di supporto 19 presenta, nel caso di specie, l'anello interno 19a rigidamente collegato alla piastra verticale 12 in posizione esterna e circonf erenziale ai mezzi motore 15, mentre l'anello esterno 19b presenta la sua superficie circonf erenziale rigidamente collegata alla parte interna della flangia 18.

Nel caso di specie, sono presenti guarnizioni 22 di tenuta disposte tra l’anello intermedio 25 e la piastra verticale 12.

Le guarnizioni 22 servono per proteggere il cuscinetto di supporto 19 da infiltrazioni di acqua o di altro materiale quale sabbia, ghiaia, sassi, ecc .

Secondo una variante, i motori 15 sono associati a mezzi di protezione costituiti, nel caso di specie, da un coperchio 29 associato a mezzi a guarnizione di tenuta 28.

Detti mezzi a guarnizione di tenuta 28 permettono il montaggio ed il collegamento del detto coperchio 29 sul giunto di trasmissione coppia 17.

Nel caso di specie, tra l'anello intermedio 25 e l'anello 23 porta ruote fresanti 24 è presente un mezzo ammortizzatore antiurto 20.

Nel caso di specie, l'anello intermedio 25 presenta denti 125 che si inseriscono all'interno di asole praticate sull'anello 23 porta utensili fresanti 24, attorno a detti denti 125 essendo posizionati detti mezzi ammortizzatori antiurto 20. Questa configurazione limita la deformazione angolare derivante dagli sforzi di scavo che si trasmettono sulla struttura dagli utensili fresanti 24.

Nel caso di variante illustrato in fig. 2, la catena fresante 121 è associata ad un pattino di sostegno 26 presente su almeno un tratto periferico della piastra verticale 12.

Claims (1)

1 - Fresa con supporto a cuscinetto, idonea all'esecuzione di scavi per la realizzazione di diaframmi, pareti e fondazioni, presentante almeno una coppia di semitamburi (Ila, llb) coassiali riportanti almeno mezzi a flangia (18) e, sulla periferia, utensili fresanti (24, 21, 121), detti semitamburi (Ila, llb) essendo associati ad un albero motore (16) azionato da motori (15), detti motori (15) essendo posizionati all'interno della coppia di semitamburi (Ila, llb), detti semitamburi (Ila, llb) essendo supportati da un'anima centrale sviluppata sostanzialmente verticalmente in forma di una piastra verticale (12), detti motori (15) essendo solidalmente ancorati di lato alla detta anima centrale sviluppata verticalmente, detta anima centrale presentando un foro (27) di passaggio dell'albero motore (16), caratterizzata dal fatto che la piastra verticale (12) è passante e si estendente sostanzialmente per l intera altezza dei semitamburi (Ila, llb), detta piastra verticale (12) riportando sui due lati, contrapposti e coassiali, mezzi a cuscinetto (19) di supporto per detti semitamburi (Ila, llb), detti mezzi a cuscinetto (19) presentando l'anello interno (19a) collegato rigidamente su un lato alla piastra verticale (12)'3⁄4 in posizione circonferenziale ed esterna ai mezzi motore (15), mentre l'anello esterno (19b) dei mezzi a cuscinetto (19) presenta la superficie laterale rigidamente collegata alla parte interna dei mezzi a flangia (18). 2 - Fresa come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che tra l'anello (23) porta utensili fresanti (24) ed i mezzi a cuscinetto (19) è presente almeno un anello intermedio (25). 3 - Fresa come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che i mezzi a cuscinetto (19) si estendono in direzione ortogonale alla piastra verticale (12), in posizione circonferenziale esterna ai rispettivi mezzi motore (15) e sostanzialmente per gran parte della larghezza dei semitamburi (Ila, llb). 4 - Fresa come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno tra i mezzi ad anello portautensili (23) ed i mezzi a cuscinetto (19) sono presenti mezzi a guarnizione di tenuta (22). 5 - Fresa come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che tra i mezzi a cuscinetto (19) ed i mezzi ad anello (23) porta utensili fresanti (24, 21, 121) sono presenti mezzi ammortizzatori antiurto (20). 6 - Fresa come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la catena fresante (121) coopera con un pattino di sostegno (26) presente su almeno un tratto periferico della piastra verticale (12). 7 - Fresa come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i mezzi motore (15) sono associati a mezzi di protezione a coperchio (29) e guarnizione (28).