IT201600101048A1 - DEVICE FOR ZERO POINT ANCHORAGE - Google Patents
DEVICE FOR ZERO POINT ANCHORAGEInfo
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Description
“DISPOSITIVO PER L’ANCORAGGIO A PUNTO ZERO” "DEVICE FOR ANCHORING AT ZERO POINT"
Campo dell’invenzione Field of the invention
La presente invenzione concerne un dispositivo per l’ancoraggio a punto zero. In particolare, la presente invenzione trova soprattutto impiego nel campo dei sistemi di bloccaggio rapido per macchine utensili, ad esempio torni, mandrini ecc., in cui utensili o parti da lavorare vengono vincolati ad una struttura di supporto in una posizione di riferimento denominata “punto zero”. The present invention relates to a zero point anchoring device. In particular, the present invention is mainly used in the field of quick locking systems for machine tools, for example lathes, spindles, etc., in which tools or parts to be machined are constrained to a support structure in a reference position called "point zero".
Tecnica anteriore nota Prior art known
Tipicamente, la lavorazione per mezzo di macchine utensili (ad esempio macchine utensili mobili su più assi) richiede una fase preliminare di preparazione e posizionamento degli utensili e dei pezzi da lavorare che deve essere molto precisa per ottenere una lavorazione affidabile e ripetibile. Typically, machining by means of machine tools (for example mobile machine tools on several axes) requires a preliminary stage of preparation and positioning of the tools and workpieces which must be very precise to obtain reliable and repeatable machining.
Per posizionare in modo preciso e rapido gli utensili e/o i pezzi da lavorare in una posizione di riferimento predeterminata (posizione di punto zero), sono noti dispositivi per l’ancoraggio a punto zero in cui è possibile bloccare e sbloccare in modo rapido uno o più perni di posizionamento vincolati all’oggetto da posizionare nella posizione di punto zero. In order to precisely and quickly position the tools and / or workpieces to a predetermined reference position (zero point position), zero point anchoring devices are known in which it is possible to quickly lock and unlock one or more. several positioning pins constrained to the object to be positioned in the zero point position.
Tali sistemi sfruttano la forza di mezzi elastici (ad esempio molle) per posizionare degli elementi di trattenuta (ad esempio sfere metalliche disposte attorno al perno di posizionamento) in una posizione di blocco tale per cui il perno risulta essere bloccato all’interno di una camera di alloggiamento. Per sbloccare il perno, viene tipicamente usato un fluido in pressione per contrastare la spinta dei mezzi elastici e consentire agli elementi di trattenuta di essere portati in una posizione di sblocco in cui il perno può essere estratto dalla camera di alloggiamento. These systems exploit the force of elastic means (for example springs) to position retaining elements (for example metal balls arranged around the positioning pin) in a locking position such that the pin is locked inside a chamber of housing. To unlock the pin, a pressurized fluid is typically used to counteract the thrust of the elastic means and allow the retaining elements to be brought into an unlocked position in which the pin can be extracted from the housing chamber.
Per ottenere una forza di bloccaggio sufficientemente elevata i sistemi di ancoraggio noti usano mezzi elastici che forniscono un’elevata forza elastica. Tali sistemi possono comunque necessitare di pressioni del fluido elevate, in modo da poter contrastare la spinta dei mezzi elastici e poter portare gli elementi di trattenuta nella posizione di sblocco. To obtain a sufficiently high locking force, the known anchoring systems use elastic means that provide a high elastic force. Such systems may in any case require high fluid pressures, so as to be able to counteract the thrust of the elastic means and to be able to bring the retaining elements into the release position.
Tipicamente, la spinta del fluido in pressione viene attuata per mezzo di un pistone avente sostanzialmente la forma di un toroide che scorre attorno al perno di posizionamento e agli elementi di trattenuta. Il pistone è posizionato tra gli elementi elastici ed il fluido in pressione all’interno della camera di alloggiamento. In questi sistemi il pistone deve avere una superficie di contatto con il fluido sufficientemente ampia per ottenere una spinta tale da contrastare la forza dei mezzi elastici. L’ingombro di tali dispositivi può quindi essere notevole nel caso in cui la forza di bloccaggio richiesta sia elevata e/o la pressione a disposizione dell’impianto idraulico sia ridotta. Typically, the thrust of the pressurized fluid is carried out by means of a piston substantially in the shape of a toroid which slides around the positioning pin and the retaining elements. The piston is positioned between the elastic elements and the pressurized fluid inside the housing chamber. In these systems the piston must have a sufficiently large contact surface with the fluid to obtain a thrust such as to counteract the force of the elastic means. The overall dimensions of these devices can therefore be considerable in the event that the required locking force is high and / or the pressure available to the hydraulic system is reduced.
Ulteriormente, il montaggio dei dispositivi per l’ancoraggio a punto zero può essere un’operazione complessa in cui può spesso essere richiesta una certa manualità. Ad esempio, nel caso in cui gli elementi di trattenuta sono di forma sferica, il montaggio del dispositivo risulta essere un’operazione delicata che può richiedere molto tempo anche per una mano d’opera esperta. Furthermore, the assembly of zero-point anchoring devices can be a complex operation in which a certain manual skill may often be required. For example, in the case where the retaining elements are spherical in shape, the assembly of the device is a delicate operation that can take a long time even for an expert workforce.
Riepilogo dell’invenzione Summary of the invention
Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i problemi sopra discussi e di mettere a disposizione un dispositivo per l’ancoraggio a punto zero in grado di fornire una forza di blocco elevata mantenendo al contempo un ingombro ridotto e una pressione del fluido minore rispetto ai sistemi di arte nota. The purpose of the present invention is to solve the problems discussed above and to provide a zero point anchoring device capable of providing a high locking force while maintaining a small footprint and a lower fluid pressure than systems. of known art.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un dispositivo ed un relativo metodo di montaggio in grado di semplificare e velocizzare l’assemblaggio di un dispositivo di ancoraggio a punto zero. A further purpose of the present invention is to provide a device and a relative mounting method capable of simplifying and speeding up the assembly of a zero-point anchoring device.
Questi ed ulteriori scopi sono risolti dalla presente invenzione mediante un dispositivo per l’ancoraggio a punto zero ed un metodo per il montaggio del suddetto dispositivo secondo le rivendicazioni indipendenti. Aspetti preferiti sono indicati nelle rivendicazioni dipendenti. These and further purposes are solved by the present invention by means of a zero-point anchoring device and a method for mounting the aforementioned device according to the independent claims. Preferred aspects are indicated in the dependent claims.
In particolare, il dispositivo per l’ancoraggio a punto zero secondo la presente invenzione comprende una piastra di base ed un elemento a flangia definenti una camera di alloggiamento per l’inserimento di un perno di posizionamento attraverso un’apertura provvista sull’elemento a flangia. In particular, the zero point anchoring device according to the present invention comprises a base plate and a flange element defining a housing chamber for the insertion of a positioning pin through an opening provided on the flange element. .
Il dispositivo comprende ulteriormente mezzi di trattenuta mobili rispetto al perno di posizionamento ed un pistone traslabile all’interno della camera di alloggiamento per l’azionamento dei mezzi di trattenuta. The device further comprises retaining means movable with respect to the positioning pin and a translatable piston inside the housing chamber for operating the retaining means.
Il dispositivo comprende mezzi di trattenuta sono preferibilmente mobili rispetto all’asse longitudinale della camera di alloggiamento tra una configurazione di blocco per bloccare il perno all’interno della camera di alloggiamento ed una configurazione di sblocco per consentire l’estrazione del perno dalla camera di alloggiamento. The device comprises retaining means which are preferably movable with respect to the longitudinal axis of the housing chamber between a locking configuration for locking the pin inside the housing chamber and an unlocking configuration to allow the pin to be extracted from the housing chamber .
Secondo una spetto della presente invenzione, l’elemento a flangia comprende una sporgenza disposta attorno all’apertura attraverso la quale viene inserito il perno di posizionamento in camera di alloggiamento. La sporgenza si estendente verso l’interno della camera di alloggiamento ed è provvista di una pluralità di sedi, interamente realizzate nella sporgenza, entro cui sono almeno in parte confinati i mezzi di trattenuta. Le suddette sedi in cui sono alloggiati i mezzi di trattenuta sono vantaggiosamente conformate per impedire il contatto tra i mezzi di trattenuta e la piastra di base. According to one aspect of the present invention, the flange element comprises a protrusion arranged around the opening through which the positioning pin is inserted into the housing chamber. The protrusion extends towards the inside of the housing chamber and is provided with a plurality of seats, entirely made in the protrusion, within which the retaining means are at least partially confined. The aforementioned seats in which the retaining means are housed are advantageously shaped to prevent contact between the retaining means and the base plate.
Grazie alla presente invenzione, i mezzi di trattenuta possono essere disposti all’interno della camera di alloggiamento senza contattare la piastra di base. In questo modo è quindi possibile realizzare un pistone avente una superficie di base di ampiezza sostanzialmente pari a quella della sezione trasversale della camera di alloggiamento. Thanks to the present invention, the retaining means can be arranged inside the housing chamber without contacting the base plate. In this way it is therefore possible to make a piston having a base surface having a width substantially equal to that of the cross section of the housing chamber.
Tale caratteristica permette ottenere un dispositivo compatto nel caso in cui il pistone venga movimentato sotto lazione di un fluido in pressione immesso in camera di alloggiamento. In questo modo, l’ampiezza della superficie di contatto del pistone con il fluido in pressione viene massimizzata, ottenendo un dispositivo con una forza di bloccaggio elevata ed avente un ingombro ridotto e una pressione del fluido minore rispetto ai sistemi di arte nota. This characteristic allows to obtain a compact device in the case in which the piston is moved under the action of a pressurized fluid introduced into the housing chamber. In this way, the amplitude of the contact surface of the piston with the pressurized fluid is maximized, obtaining a device with a high locking force and having a small footprint and a lower fluid pressure than the prior art systems.
Preferibilmente, le sedi per l’alloggiamento dei mezzi di trattenuta comprendono una pluralità di fori passanti disposti attorno all’asse longitudinale della camera di alloggiamento. Più preferibilmente, le sedi per l’alloggiamento dei mezzi di trattenuta hanno forma leggermente rastremata verso l’asse longitudinale della camera di alloggiamento. Preferably, the seats for housing the retaining means comprise a plurality of through holes arranged around the longitudinal axis of the housing chamber. More preferably, the seats for housing the retaining means have a slightly tapered shape towards the longitudinal axis of the housing chamber.
Secondo un aspetto della presente invenzione, la camera di alloggiamento ed il pistone hanno forma sostanzialmente cilindrica. Il pistone comprende una parete di base inferiore ed una parete di base superiore connesse tra loro da una parete laterale. La parete di base superiore comprende un’apertura per l’inserimento della sporgenza dell’elemento a flangia all’interno di una cavità formata all’interno del pistone tra la parete di base inferiore e la parete laterale. According to an aspect of the present invention, the housing chamber and the piston have a substantially cylindrical shape. The piston comprises a lower base wall and an upper base wall connected to each other by a side wall. The upper base wall includes an opening for inserting the protrusion of the flange element inside a cavity formed inside the piston between the lower base wall and the side wall.
Preferibilmente, il dispositivo comprende ulteriormente mezzi elastici per mantenere i mezzi di trattenuta nella configurazione di blocco. Vantaggiosamente, i mezzi elastici sono disposti tra l’elemento a flangia ed il pistone. Preferably, the device further comprises elastic means for maintaining the retaining means in the locking configuration. Advantageously, the elastic means are arranged between the flange element and the piston.
Preferibilmente, la camera di alloggiamento è configurata per l’immissione di un fluido in pressione (preferibilmente olio) tra la piastra di base ed il pistone per portare i mezzi di trattenuta nella configurazione di sblocco contrastando la spinta dei mezzi elastici. Preferably, the housing chamber is configured for the introduction of a pressurized fluid (preferably oil) between the base plate and the piston to bring the retaining means into the release configuration, counteracting the thrust of the elastic means.
Preferibilmente, i mezzi elastici comprendono una pluralità di molle a tazza disposte in modo sostanzialmente coassiale alla camera di alloggiamento. Più preferibilmente, i mezzi elastici comprendono una prima coppia di molle a tazza disposte in parallelo tra loro ed una seconda coppia di molle a tazza disposte in parallelo tra loro. La prima coppia e la seconda coppia di molle a tazza sono disposte in serie tra loro. Preferably, the elastic means comprise a plurality of cup springs arranged substantially coaxially to the housing chamber. More preferably, the elastic means comprise a first pair of cup springs arranged parallel to each other and a second pair of cup springs arranged parallel to each other. The first pair and the second pair of Belleville washers are arranged in series with each other.
Preferibilmente, i mezzi di trattenuta comprendono una pluralità di elementi di trattenuta aventi forma sostanzialmente sferica. Più preferibilmente i mezzi di trattenuta sono realizzati in materiale metallico (preferibilmente ferromagnetico). Preferably, the retaining means comprise a plurality of retaining elements having a substantially spherical shape. More preferably, the retaining means are made of metallic material (preferably ferromagnetic).
Ulteriore oggetto della presente invenzione è un metodo per il montaggio del suddetto dispositivo per l’ancoraggio a punto zero. Il metodo comprende le fasi di: A further object of the present invention is a method for mounting the aforementioned zero-point anchoring device. The method includes the steps of:
a) posizionare il pistone sulla piastra di base in modo sostanzialmente coassiale alla camera di alloggiamento; a) positioning the piston on the base plate substantially coaxial with the housing chamber;
b) posizionare i mezzi elastici sul pistone in modo sostanzialmente coassiale alla camera di alloggiamento; b) positioning the elastic means on the piston substantially coaxial with the housing chamber;
c) posizionare i mezzi di trattenuta nelle sedi della sporgenza dell’elemento a flangia; c) place the retaining means in the seats of the protrusion of the flange element;
d) chiudere la camera di alloggiamento serrando l’elemento a flangia alla piastra di base; d) close the housing chamber by tightening the flange element to the base plate;
Secondo un aspetto della presente invenzione, i mezzi di trattenuta sono realizzati in materiale ferromagnetico. Vantaggiosamente, la fase c) comprende una fase c2) di inserire un magnete all’interno della sporgenza dell’elemento a flangia per attrarre e mantenere i mezzi di trattenuta all’interno delle sedi. Il metodo comprende infine la fase e) di rimuovere il magnete dalla sporgenza facendolo passare attraverso l’apertura dell’elemento a flangia a seguito della fase d). According to an aspect of the present invention, the retaining means are made of ferromagnetic material. Advantageously, step c) includes a step c2) of inserting a magnet inside the protrusion of the flange element to attract and maintain the retaining means inside the seats. The method finally includes step e) to remove the magnet from the protrusion by passing it through the opening of the flange element following step d).
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Ulteriori aspetti e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari dalla descrizione che segue, fatta a titolo illustrativo e non limitativo, con riferimento ai disegni schematici allegati, nei quali: Further aspects and advantages of the present invention will become clearer from the following description, given for illustrative and non-limiting purposes, with reference to the attached schematic drawings, in which:
- la Figura 1 è una vista prospettica in esploso di una particolare forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione; Figure 1 is an exploded perspective view of a particular embodiment of the device according to the present invention;
- le Figure 2 e 3 sono viste in sezione di una particolare forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione nella configurazione di blocco e nella configurazione di sblocco rispettivamente. Figures 2 and 3 are sectional views of a particular embodiment of the device according to the present invention in the lock configuration and in the release configuration respectively.
Con riferimento alle suddette figure, la presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per l’ancoraggio a punto zero del tipo comprendente una piastra di base 2, un elemento a flangia 3 configurato per essere vincolato a detta piastra di base 2, ed un pistone 4, detta piastra di base 2 e detto elemento a flangia 3 essendo conformati per definire una camera di alloggiamento 5 all’interno della quale detto pistone 4 è traslabile tra detta piastra di base 2 e detto elemento a flangia 3, detto elemento a flangia 3 comprendendo un’apertura 6 per l’inserimento di un perno di posizionamento 11 all’interno della camera di alloggiamento 5, detto dispositivo 1 comprendendo mezzi di trattenuta 7 mobili rispetto al perno di posizionamento 11, detto pistone 4 e detti mezzi di trattenuta 7 essendo mobili tra una configurazione di blocco C1 in cui il pistone 4 è disposto per mantenere detti mezzi di trattenuta 7 in una posizione prossimale rispetto al perno 11 ed impedire l’estrazione del perno 11 dalla camera di alloggiamento 5, ed una configurazione di sblocco C2 in cui il pistone 4 è disposto per consentire l’allontanamento dei mezzi di trattenuta 7 verso una posizione distale rispetto al perno 11 e la conseguente estrazione del perno 11 dalla camera di alloggiamento 5, detto dispositivo 1 comprendendo ulteriormente mezzi elastici 9 disposti per spingere il pistone 4 e mantenere i mezzi di trattenuta 7 nella configurazione di blocco C1, detta camera di alloggiamento 5 essendo configurata per l’immissione di un fluido atto a spingere detto pistone 4 e portare i mezzi di trattenuta 7 nella configurazione di sblocco C2 contrastando la spinta dei mezzi elastici 9. With reference to the aforementioned figures, the present invention relates to a zero-point anchoring device of the type comprising a base plate 2, a flange element 3 configured to be constrained to said base plate 2, and a piston 4 , said base plate 2 and said flange element 3 being shaped to define a housing chamber 5 inside which said piston 4 is translatable between said base plate 2 and said flange element 3, said flange element 3 comprising an opening 6 for the insertion of a positioning pin 11 inside the housing chamber 5, said device 1 comprising retaining means 7 movable with respect to the positioning pin 11, said piston 4 and said retaining means 7 being movable between a locking configuration C1 in which the piston 4 is arranged to keep said retaining means 7 in a position proximal to the pin 11 and to prevent the extraction of the pin 1 1 from the housing chamber 5, and an release configuration C2 in which the piston 4 is arranged to allow the retention means 7 to move away towards a position distal to the pin 11 and the consequent extraction of the pin 11 from the housing chamber 5 , said device 1 further comprising elastic means 9 arranged to push the piston 4 and keep the retaining means 7 in the block configuration C1, said housing chamber 5 being configured for the introduction of a fluid adapted to push said piston 4 and carry the retaining means 7 in the release configuration C2 opposing the thrust of the elastic means 9.
Detto elemento a flangia 3 comprende una sporgenza 3a disposta attorno a detta apertura 6 ed estendentesi verso l’interno della camera di alloggiamento 5, detta sporgenza 3a essendo provvista di una pluralità di sedi 13 per l’alloggiamento dei mezzi di trattenuta 7. Dette sedi 13 essendo conformate per impedire il contatto tra i mezzi di trattenuta 7 e la piastra di base 2. Said flange element 3 comprises a protrusion 3a arranged around said opening 6 and extending towards the inside of the housing chamber 5, said protrusion 3a being provided with a plurality of seats 13 for housing the retaining means 7. Said seats 13 being shaped to prevent contact between the retaining means 7 and the base plate 2.
Forme di realizzazione dell’invenzione Embodiments of the invention
In figura 1 viene mostrata una vista in esploso di un dispositivo 1 per l’ancoraggio a punto zero secondo la presente invenzione. Il dispositivo 1 comprende una piastra di base 2, un elemento a flangia 3 ed un pistone 4. La piastra di base 2 e l’elemento a flangia 3 sono conformati per definire una camera di alloggiamento 5 all’interno della quale il pistone 4 può traslare tra la piastra di base 2 e l’elemento a flangia 3. Figure 1 shows an exploded view of a device 1 for anchoring at zero point according to the present invention. The device 1 comprises a base plate 2, a flange element 3 and a piston 4. The base plate 2 and the flange element 3 are shaped to define a housing chamber 5 inside which the piston 4 can translate between the base plate 2 and the flange element 3.
Il dispositivo 1 comprende un’apertura 6 per l’inserimento di un perno di posizionamento 11. Il perno di posizionamento 11 è normalmente vincolato all’oggetto (non mostrato) da ancorare in una posizione di riferimento (punto zero) , come ad esempio l’origine di un sistema di riferimento di coordinate. The device 1 comprises an opening 6 for the insertion of a positioning pin 11. The positioning pin 11 is normally constrained to the object (not shown) to be anchored in a reference position (zero point), such as the origin of a coordinate reference system.
Tipicamente il perno di posizionamento 11 è provvisto di un’estremità filettata 11a atta ad essere avvitata all’oggetto da ancorare (ad esempio un pezzo da lavorare e/o un utensile) ed un’estremità 11b atta ad essere bloccata in modo reversibile all’interno del dispositivo 1. Typically, the positioning pin 11 is provided with a threaded end 11a able to be screwed to the object to be anchored (for example a workpiece and / or a tool) and an end 11b able to be reversibly locked to the inside the device 1.
In particolare, l’apertura 6 è realizzata sull’elemento a flangia 3 in modo tale il perno 11 possa essere inserito all’interno della camera di alloggiamento 5. Preferibilmente, la tolleranza di accoppiamento tra il perno di posizionamento 11 e l’apertura 6 dell’elemento a flangia 3 è di tipo H6h6. In particular, the opening 6 is made on the flange element 3 in such a way that the pin 11 can be inserted inside the housing chamber 5. Preferably, the coupling tolerance between the positioning pin 11 and the opening 6 of the flange element 3 is of type H6h6.
Nella forma di realizzazione mostrata in figura 1, il pistone 4 è contenuto all’interno di una camera di alloggiamento 5 definita tra una prima cavità 5a ricavata nella piastra di base 2 ed una seconda cavità 5b ricavata nella flangia 3. Ulteriori forme di realizzazione possono comunque prevedere ad esempio che la camera di alloggiamento 5 sia formata da una sola cavità interamente ricavata nella piastra di base 2 e chiusa da un elemento a flangia 3 sostanzialmente piatto, pur restando nell’ambito di protezione della presente invenzione. Alternativamente, un’ulteriore forma di realizzazione può prevedere che la camera di alloggiamento 5 sia formata da una sola cavità interamente ricavata nell’elemento a flangia 3 e chiusa da una piastra di base 2 sostanzialmente piatta. In the embodiment shown in Figure 1, the piston 4 is contained inside a housing chamber 5 defined between a first cavity 5a obtained in the base plate 2 and a second cavity 5b obtained in the flange 3. Further embodiments can however, provide for example that the housing chamber 5 is formed by a single cavity entirely formed in the base plate 2 and closed by a substantially flat flange element 3, while remaining within the scope of protection of the present invention. Alternatively, a further embodiment can provide that the housing chamber 5 is formed by a single cavity entirely formed in the flange element 3 and closed by a substantially flat base plate 2.
Preferibilmente, la camera di alloggiamento 5 presenta una forma sostanzialmente cilindrica con un asse longitudinale A-A. In questa forma di realizzazione anche il pistone 4 presenta una forma sostanzialmente cilindrica ed è disposto coassialmente alla camera di alloggiamento 5. Preferably, the housing chamber 5 has a substantially cylindrical shape with a longitudinal axis A-A. In this embodiment, the piston 4 also has a substantially cylindrical shape and is arranged coaxially to the housing chamber 5.
Con riferimento alla figura 1, il dispositivo 1 comprende ulteriormente mezzi di trattenuta 7 comprendenti preferibilmente una pluralità di elementi di trattenuta 8 aventi forma sostanzialmente sferica. Gli elementi di trattenuta sono alloggiati all’interno della camera di alloggiamento 5 in modo da poter essere movimentati rispetto al perno 11 in funzione della posizione del pistone 4 all’interno della camera di alloggiamento 5. With reference to Figure 1, the device 1 further comprises retaining means 7 preferably comprising a plurality of retaining elements 8 having a substantially spherical shape. The retaining elements are housed inside the housing chamber 5 so that they can be moved with respect to the pin 11 according to the position of the piston 4 inside the housing chamber 5.
In particolare, l’elemento a flangia 3 comprende una sporgenza 3a disposta attorno all’apertura 6 ed estendentesi verso l’interno della camera di alloggiamento 5. La sporgenza 3a comprende preferibilmente una parete cilindrica disposta coassialmente alla camera di alloggiamento 5. La sporgenza 3a è provvista di una pluralità di sedi 13 per l’alloggiamento dei mezzi di trattenuta 7. Le sedi 13 sono conformate per impedire il contatto tra i mezzi di trattenuta 7 e la piastra di base 2. In particular, the flange element 3 comprises a protrusion 3a arranged around the opening 6 and extending towards the inside of the housing chamber 5. The protrusion 3a preferably comprises a cylindrical wall arranged coaxially to the housing chamber 5. The protrusion 3a it is provided with a plurality of seats 13 for housing the retaining means 7. The seats 13 are shaped to prevent contact between the retaining means 7 and the base plate 2.
Nella forma di realizzazione mostrata in figura 1, i mezzi di trattenuta 7 comprendono sei elementi di forma sostanzialmente sferica 8 di materiale metallico, preferibilmente ferromagnetico, disposte in altrettante sedi 13 realizzate sulla parete cilindrica della sporgenza 3a. Le sedi 13 sono preferibilmente realizzati attorno all’asse longitudinale A-A della camera di alloggiamento 5 nella forma di fori passanti. In the embodiment shown in Figure 1, the retaining means 7 comprise six substantially spherical shaped elements 8 of metal material, preferably ferromagnetic, arranged in as many seats 13 made on the cylindrical wall of the projection 3a. The seats 13 are preferably made around the longitudinal axis A-A of the housing chamber 5 in the form of through holes.
Con riferimento alle figure 2 e 3, il pistone 4 ed i mezzi di trattenuta 7 sono mobili tra una configurazione di blocco C1 (mostrata in figura 2) in cui il pistone 4 è disposto per mantenere i mezzi di trattenuta 7 in una posizione prossimale rispetto al perno 11 ed impedire l’estrazione del perno dalla camera di alloggiamento 5, ed una configurazione di sblocco C2 (mostrata in figura 3) in cui il pistone 4 è disposto per consentire l’allontanamento dei mezzi di trattenuta 7 verso una posizione distale rispetto al perno 11 e la conseguente estrazione del perno 4 dalla camera di alloggiamento 5. With reference to Figures 2 and 3, the piston 4 and the retaining means 7 are movable between a block configuration C1 (shown in Figure 2) in which the piston 4 is arranged to maintain the retaining means 7 in a position proximal to to the pin 11 and prevent the extraction of the pin from the housing chamber 5, and an release configuration C2 (shown in figure 3) in which the piston 4 is arranged to allow the retention means 7 to move away towards a position distal with respect to to the pin 11 and the consequent extraction of the pin 4 from the housing chamber 5.
In altre parole, in base alla posizione assunta dal pistone 4 all’interno del dispositivo 1, i mezzi di trattenuta 7 sono mantenuti in una configurazione di blocco C1, in cui il perno 11 è vincolato al dispositivo 1, oppure sono lasciati liberi di disporsi in una configurazione di sblocco C2, in cui è consentita l’estrazione del perno 11 dal dispositivo 1. In other words, on the basis of the position assumed by the piston 4 inside the device 1, the holding means 7 are maintained in a locking configuration C1, in which the pin 11 is constrained to the device 1, or they are left free to arrange themselves in an unlocking configuration C2, in which the extraction of the pin 11 from the device 1 is allowed.
Quando il pistone 4 è mosso nella configurazione di blocco C1, le sfere 8 sono mantenute in una posizione prossimale rispetto al perno 11 per impedire l’estrazione del perno 11 dalla camera di alloggiamento 5. When the piston 4 is moved in the lock configuration C1, the balls 8 are kept in a proximal position with respect to the pin 11 to prevent the extraction of the pin 11 from the housing chamber 5.
Quando il pistone è mosso nella configurazione di sblocco C2, le sfere 8 sono libere di disporsi in una posizione distale rispetto al perno 11 per consentire l’estrazione del perno 11 dalla camera di alloggiamento 5. When the piston is moved in the release configuration C2, the balls 8 are free to arrange themselves in a distal position with respect to the pin 11 to allow the extraction of the pin 11 from the housing chamber 5.
Secondo la forma di realizzazione mostrata nelle figure allegate, il pistone 4 presenta, in corrispondenza della sua porzione superiore, un’apertura 4a (preferibilmente un foro cieco) per l’inserimento della sporgenza 3a della flangia 3 in modo tale che la parete di base inferiore 4b del pistone sia disposta tra la sporgenza 3a e la piastra di base 2. According to the embodiment shown in the attached figures, the piston 4 has, in correspondence with its upper portion, an opening 4a (preferably a blind hole) for the insertion of the projection 3a of the flange 3 so that the base wall lower piston 4b is arranged between the projection 3a and the base plate 2.
Preferibilmente, il pistone 4 comprende preferibilmente una parete di base inferiore 4b ed una parete di base superiore 4c connesse tra loro da una parete laterale 4d. La parete di base superiore 4c comprende un’apertura 4a per l’inserimento della sporgenza 3a della flangia 3 all’interno di una cavità formata all’interno del pistone 4 tra la parete di base inferiore 4b e la parete laterale 4d. Preferably, the piston 4 preferably comprises a lower base wall 4b and an upper base wall 4c connected to each other by a side wall 4d. The upper base wall 4c includes an opening 4a for the insertion of the projection 3a of the flange 3 inside a cavity formed inside the piston 4 between the lower base wall 4b and the side wall 4d.
Il dispositivo 1 comprende ulteriormente mezzi elastici 9 disposti tra il pistone e l’elemento a flangia 3 per spingere il pistone 4 verso la piastra di base 2 e mantenere i mezzi di trattenuta 7 nella configurazione di blocco C1. The device 1 further comprises elastic means 9 arranged between the piston and the flange element 3 to push the piston 4 towards the base plate 2 and keep the retaining means 7 in the lock configuration C1.
Preferibilmente, i mezzi elastici 9 possono essere delle molle a tazza 10a-10d disposte in odo sostanzialmente coassiale tra tra l’elemento a flangia 3 ed il pistone 4 (all’interno della cavità 5b della camera di alloggiamento 5). Preferably, the elastic means 9 can be cup springs 10a-10d arranged in a substantially coaxial way between the flange element 3 and the piston 4 (inside the cavity 5b of the housing chamber 5).
Più in particolare, i mezzi elastici 9 possono comprendere quattro molle a tazza 10a-10d disposte in modo che una prima coppia 10a-10b di molle a tazza siano disposte in parallelo tra loro ed una seconda coppia 10c-10d di molle a tazza siano disposte in parallelo tra loro. La prima coppia 10a-10b e la seconda coppia 10c-10d di molle a tazza sono disposte in serie tra loro. More particularly, the elastic means 9 can comprise four cup springs 10a-10d arranged so that a first pair 10a-10b of cup springs are arranged in parallel with each other and a second pair 10c-10d of cup springs are arranged in parallel with each other. The first pair 10a-10b and the second pair 10c-10d of disc springs are arranged in series with each other.
Sono comunque previste ulteriori forme di realizzazione in cui i mezzi elastici 9 possono comprendere una o più molle assiali (ad esempio elicoidali) oppure una o più molle a tazza disposte secondo configurazioni diverse da quella descritta sopra. However, further embodiments are envisaged in which the elastic means 9 can comprise one or more axial springs (for example helical) or one or more cup springs arranged according to configurations different from that described above.
La piastra di base 2 presenta un canale 15 per consentire il passaggio di un fluido (preferibilmente olio) all’interno della camera di alloggiamento 5. In particolare, il canale 15 permette la connessione tra mezzi di alimentazione di un fluido in pressione (non mostrati) e la cavità 5a della camera di alloggiamento 5. The base plate 2 has a channel 15 to allow the passage of a fluid (preferably oil) inside the housing chamber 5. In particular, the channel 15 allows the connection between supply means of a pressurized fluid (not shown ) and the cavity 5a of the housing chamber 5.
Il pistone può quindi traslare verso l’elemento a flangia 3 grazie alla spinta ricevuta dal fluido in pressione immesso all’interno della camera di alloggiamento 5. In particolare, il fluido in pressione immesso nella camera di alloggiamento 5 è inserito attraverso il canale 15 nella regione della camera 5 compresa tra la piastra di base 2 ed il pistone 4. Il fluido in pressione spinge il pistone 4 agendo su una superficie di contatto del pistone 4, che nella forma di realizzazione mostrata nelle figure allegate, corrisponde con la base inferiore 4b del pistone 4. The piston can therefore translate towards the flange element 3 thanks to the thrust received by the pressurized fluid introduced into the housing chamber 5. In particular, the pressurized fluid introduced into the housing chamber 5 is inserted through the channel 15 into the region of the chamber 5 between the base plate 2 and the piston 4. The pressurized fluid pushes the piston 4 by acting on a contact surface of the piston 4, which in the embodiment shown in the attached figures corresponds to the lower base 4b piston 4.
Il dispositivo 1 comprende inoltre una guarnizione 12 per garantire la tenuta del pistone 4 all’interno della camera 5. La guarnizione 12 è disposta sulla parete laterale 4d del pistone 4 in modo tale che il fluido in pressione immesso nella camera di alloggiamento 5 sia contenuto all’interno della cavità 5a della camera di alloggiamento 5, vale a dire all’interno della regione compresa tra la piastra di base 2 ed il pistone 4. The device 1 also comprises a gasket 12 to ensure the seal of the piston 4 inside the chamber 5. The gasket 12 is arranged on the side wall 4d of the piston 4 in such a way that the pressurized fluid introduced into the housing chamber 5 is contained inside the cavity 5a of the housing chamber 5, i.e. inside the region between the base plate 2 and the piston 4.
Nella configurazione di blocco C1, mostrata in figura 2, i mezzi di trattenuta 7 impediscono l’estrazione del perno 11 dalla camera di alloggiamento 5. I mezzi di trattenuta 7, come ad esempio gli elementi sostanzialmente sferici 8, sono infatti mantenuti dal pistone 4 in una posizione prossimale al perno 11. In the block configuration C1, shown in Figure 2, the retaining means 7 prevent the pin 11 from being extracted from the housing chamber 5. The retaining means 7, such as for example the substantially spherical elements 8, are in fact maintained by the piston 4 in a position proximal to the pin 11.
Il perno 11 presenta un’estremità 11b conformata sostanzialmente a fungo, in altre parole, la parte terminale 11b del perno 11 presenta una rientranza seguita da una sporgenza nella direzione radiale del perno 11. The pin 11 has an end 11b substantially shaped like a mushroom, in other words, the end part 11b of the pin 11 has a recess followed by a protrusion in the radial direction of the pin 11.
In questo modo, quando i mezzi di trattenuta 7 sono disposti nella configurazione di blocco C1, essi possono disporsi in prossimità del perno 11 in corrispondenza della rientranza della parte terminale del perno 11. In questa posizione, la sporgenza della parte terminale del perno 11 che segue la rientranza di cui sopra, impedisce l’estrazione del perno 11 dalla camera 5, in quanto le sfere 8 ne ostruiscono il passaggio. In this way, when the retaining means 7 are arranged in the locking configuration C1, they can be arranged in proximity to the pin 11 in correspondence with the recess of the end part of the pin 11. In this position, the protrusion of the end part of the pin 11 which the above recess follows, it prevents the pin 11 from being extracted from the chamber 5, since the balls 8 obstruct its passage.
Nella configurazione di blocco C1 i mezzi elastici 9 spingono il pistone 4 in una posizione tale per cui il pistone 4 mantiene i mezzi di trattenuta 7 nella configurazione di blocco C1. In particolare, l’apertura 4a del pistone presenta un bordo conformato in modo da spingere i mezzi di trattenuta 7 radialmente verso l’asse longitudinale A-A, verso il perno di posizionamento 11 quando il pistone è in battuta sulla piastra di base 2. In the locking configuration C1, the elastic means 9 push the piston 4 into a position such that the piston 4 maintains the retaining means 7 in the locking configuration C1. In particular, the opening 4a of the piston has an edge shaped so as to push the retaining means 7 radially towards the longitudinal axis A-A, towards the positioning pin 11 when the piston is in abutment on the base plate 2.
Con riferimento alle figure 2 e 3, i fori passanti 13 per l’alloggiamento dei mezzi di trattenuta 7 sono conformati per accogliere parzialmente al loro interno le sfere 8. Preferibilmente, le sedi 13 hanno forma leggermente rastremata verso l’asse longitudinale A-A della camera di alloggiamento 5. Vantaggiosamente, i fori passanti 13 hanno una forma rastremata tale per cui, quando le sfere 8 sono mantenute nella configurazione di blocco C1, le sfere metalliche 8 sporgono verso l’interno della sporgenza 3a (verso il perno 11) senza cadere verso il fondo della camera di alloggiamento 5. With reference to Figures 2 and 3, the through holes 13 for housing the retaining means 7 are shaped to partially accommodate the balls 8 inside them. Preferably, the seats 13 have a slightly tapered shape towards the longitudinal axis A-A of the chamber. 5. Advantageously, the through holes 13 have a tapered shape such that, when the balls 8 are kept in the block configuration C1, the metal balls 8 protrude towards the inside of the projection 3a (towards the pin 11) without falling towards the bottom of the housing chamber 5.
Il diametro della sezione dei fori 13 in corrispondenza della superficie interna della sporgenza 3a (vale a dire che si affaccia verso il perno di posizionamento 11) è leggermente minore rispetto al diametro delle sfere 8. Analogamente, il diametro della sezione dei fori 13 in corrispondenza della superficie esterna della sporgenza 3a è leggermente maggiore rispetto al diametro delle sfere 8 per consentire l’inserimento delle sfere 8. The diameter of the section of the holes 13 in correspondence with the internal surface of the projection 3a (that is to say that it faces towards the positioning pin 11) is slightly smaller than the diameter of the balls 8. Similarly, the diameter of the section of the holes 13 in correspondence of the external surface of the projection 3a is slightly larger than the diameter of the balls 8 to allow the insertion of the balls 8.
Con riferimento alla figura 3, il pistone 4 viene spinto dal fluido in pressione immesso all’interno della camera di alloggiamento 5 attraverso il condotto 15. Il pistone 4 viene traslato verso l’elemento a flangia 3 contrastando la spinta dei mezzi elastici 9. With reference to Figure 3, the piston 4 is pushed by the pressurized fluid introduced into the housing chamber 5 through the duct 15. The piston 4 is translated towards the flange element 3, counteracting the thrust of the elastic means 9.
Nella configurazione di sblocco C2, mostrata in figura 3, il bordo dell’apertura 4a del pistone 4 viene traslato verso l’elemento a flangia 3, lasciando i mezzi di trattenuta 7 liberi di muoversi in allontanamento dal perno 11 verso la parete laterale 4d del pistone 4. In questa configurazione gli elementi di trattenuta 8 (che di preferenza hanno forma sostanzialmente sferica), sono lasciati sostanzialmente liberi di muoversi verso una posizione distale rispetto al perno 11. In the release configuration C2, shown in Figure 3, the edge of the opening 4a of the piston 4 is translated towards the flange element 3, leaving the retaining means 7 free to move away from the pin 11 towards the side wall 4d of the piston 4. In this configuration the retaining elements 8 (which preferably have a substantially spherical shape), are left substantially free to move towards a position distal with respect to the pin 11.
Grazie alla presente invenzione, è quindi possibile usare elementi elastici, come ad esempio molle a tazza 10a-10c, in grado di esercitare un’elevata spinta sul pistone e una conseguente forza di blocco dei mezzi di trattenuta sul perno, senza il bisogno di usare elevate pressioni del fluido o elevati ingombri del dispositivo 1. Thanks to the present invention, it is therefore possible to use elastic elements, such as for example Belleville springs 10a-10c, capable of exerting a high thrust on the piston and a consequent locking force of the retaining means on the pin, without the need to use high fluid pressures or large device dimensions 1.
Le sedi 13 provviste nella sporgenza 3a della flangia 3 consentono di alloggiare i mezzi di trattenuta 7 senza il supporto della piastra di base 2. In questo modo è possibile massimizzare la superficie di contatto del pistone 4 con il fluido in pressione mantenendo le dimensioni del dispositivo 1 compatte. The seats 13 provided in the projection 3a of the flange 3 allow the holding means 7 to be housed without the support of the base plate 2. In this way it is possible to maximize the contact surface of the piston 4 with the pressurized fluid while maintaining the dimensions of the device 1 compact.
Ad esempio, nel caso delle molle a tazze 10a-10d (ad esempio due coppie di molle a tazza disposte in parallelo tra loro ed in cui le due coppie sono disposte in serie tra loro), è possibile ottenere una forza di blocco di 40 kN. Il dispositivo può quindi essere sbloccato con una pressione dell’olio di circa 40 bar e con un pistone avente una superficie di contatto di diametro pari a circa 5.7 cm. For example, in the case of disc springs 10a-10d (for example two pairs of disc springs arranged in parallel with each other and in which the two pairs are arranged in series with each other), it is possible to obtain a locking force of 40 kN . The device can therefore be unlocked with an oil pressure of about 40 bar and with a piston having a contact surface with a diameter of about 5.7 cm.
Anche se il dispositivo 1 mostrato nelle figure 1-3 presenta una sola camera di alloggiamento 5, ed è configurato per l’ancoraggio di un singolo perno 11, ulteriori forme di realizzazione possono prevedere una pluralità di dispositivi 1 realizzati con un’unica piastra di base 2. Ad esempio la piastra di base 2 può essere realizzata con una pluralità di cavità 5a, ciascuna provvista di rispettivo condotto 15 per l’immissione di un fluido in pressione. In questo modo una pluralità di dispositivi 1 possono essere disposti in un determinato modo per ancorare più perni 11 e sbloccati contemporaneamente tutti insieme. Even if the device 1 shown in figures 1-3 has a single housing chamber 5, and is configured for anchoring a single pin 11, further embodiments can provide a plurality of devices 1 made with a single plate of base 2. For example, the base plate 2 can be made with a plurality of cavities 5a, each provided with a respective duct 15 for introducing a pressurized fluid. In this way, a plurality of devices 1 can be arranged in a determined way to anchor several pins 11 and simultaneously unlocked all together.
Il dispositivo 1 può essere facilmente montato seguendo le fasi del metodo secondo la presente invenzione. The device 1 can be easily assembled following the steps of the method according to the present invention.
Schematizzando, dopo una prima fase a) di posizionare il pistone 4 sulla piastra di base 2 in modo sostanzialmente coassiale alla camera di alloggiamento 5, segue una fase b) di posizionare i mezzi elastici 9 sul pistone 4 in modo sostanzialmente coassiale alla camera di alloggiamento 5. Schematically, after a first step a) of positioning the piston 4 on the base plate 2 substantially coaxial to the housing chamber 5, a step b) follows of positioning the elastic means 9 on the piston 4 substantially coaxial to the housing chamber 5.
I mezzi di trattenuta 7 vengono quindi posizionati in una fase c) nelle sedi 13 della sporgenza 3a dell’elemento a flangia 3. Questa fase viene vantaggiosamente realizzata nel caso di mezzi di trattenuta 7 realizzati in materiale ferromagnetico. In particolare, la fase c) comprende una fase c2) di inserire un magnete all’interno della sporgenza 3a per attrarre e mantenere i mezzi di trattenuta 7 all’interno delle sedi 13. The retaining means 7 are then positioned in a step c) in the seats 13 of the projection 3a of the flange element 3. This step is advantageously carried out in the case of retaining means 7 made of ferromagnetic material. In particular, step c) includes a step c2) of inserting a magnet inside the protrusion 3a to attract and maintain the retaining means 7 inside the seats 13.
Dopo a ver chiuso la camera di alloggiamento 5 serrando l’elemento a flangia 3 alla piastra di base 2 in una fase d), il magnete può essere rimosso dalla sporgenza 3a facendolo passare attraverso l’apertura 6 dell’elemento a flangia 3 in una fase e). After closing the housing chamber 5 by tightening the flange element 3 to the base plate 2 in a step d), the magnet can be removed from the projection 3a by passing it through the opening 6 of the flange element 3 in a step e).
Preferibilmente, durante la fase d) l’elemento a flangia 3 viene serrato alla piastra di base 2 attraverso dei mezzi di serraggio (ad esempio viti o bulloni) che possono essere inseriti nei fori 14 dell’elemento a flangia 3 e della piastra di base 2. I mezzi di serraggio sono preferibilmente dimensionati e realizzati con un materiale tale per cui nelle prove di trazione risultino essere i primi elementi a rompersi Preferably, during step d) the flange element 3 is tightened to the base plate 2 by means of tightening means (for example screws or bolts) which can be inserted in the holes 14 of the flange element 3 and of the base plate 2. The clamping means are preferably sized and made of a material such that in the tensile tests they are the first elements to break
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