ITAP940004A1 - Dispositivo per avvitare/svitare elementi filettati - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

DISPOSITIVO PER AVVITARE/SVITARE ELEMENTI FILETTATI

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto una macchina per serrare e sbloccare viti, dadi e bulloni di una certa dimensione, che necessitano di elevati momenti torcenti e comprende un organo moltiplicatore di coppia (1), caratterizzato da moto irreversibile, e bracci regolabili o fissi di appoggio o ancoraggio.

Il dispositivo per avvitare/svitare secondo il trovato è espresso nella rivendicazione principale e si applica ad elementi filettati quali bulloni, viti, dadi, ecc. , vantaggiosamente del tipo richiedenti un elevato momento torcente per il loro sbloccaggio, come ad esempio quelli associati alle ruote di veicoli commerciali.

Nel seguito si farà riferimento allo specifico impiego riguardante i bulloni associati alle ruote di un veicolo ma il dispositivo si applica anche a tutti gli altri tipi di impiego.

STATO DELLA TECNICA

Le chiavi e le attrezzature attualmente in commercio non consentono un agevole impiego in quanto non possiedono la irreversibilità del moto e mancano di efficaci appoggi sui punti di fissaggio.

Succede spesso che il camionista che deve sostituire una ruota forata per strada, non riuscendo a sbloccare i dadi con i mezzi attualmente a sua disposizione, è costretto a chiamare il pronto intervento del soccorso stradale, con conseguente dispendio di tempo, denaro e con ripercussioni negative su consegne ed appuntamenti.

Le chiavi ed i dispositivi, utilizzati per avvitare /svitare i bulloni delle ruote, che sono generalmente in dotazione ai veicoli commerciali, quali i camion, non sempre consentono al camionista di svitare i bulloni della ruota in caso di foratura in quanto detti bulloni sono stati stretti in officina con attrezzi pneumatici.

L'utilizzo delle comuni chiavi, con leve di azionamento associate a mezzi a prolunga, oltre a richiedere un notevole dispendio di energia, è pericoloso e fonte di frequenti incidenti dovuti a sf ilamenti della chiave o a cedimenti delle prolunghe utilizzate.

Infatti, spesso l'utilizzatore deve salire sulla leva di azionamento, utilizzando il peso del proprio corpo per imprimere lo sforzo necessario a svitare i detti bulloni.

Queste operazioni sono lunghe, laboriose e pericolose.

Per ridurre gli sforzi da applicare da parte dell 'utilizzatore , sono stati finora proposti dispositivi, costituiti da un albero por.ta-chiave associato solidalmente ad un organo moltiplicatore di coppia, che generano il momento torcente necessario ad avvitare/svitare l'elemento filettato. Detto albero porta-chiave presenta, ad una sua estremità, la chiave cooperante con l'elemento filettato da avvitare/svitare ed all'altra estremità una leva di azionamento.

Detta leva di azionamento è ortogonale al detto albero porta-chiave e si muove rotativamente su un piano ortogonale all'albero porta-chiave per avvitare/svitare l'elemento filettato.

Detto organo moltiplicatore di coppia presenta in posizione intermedia un braccio fisso di ancoraggio e bloccaggio, disposto obliquo rispetto all'albero porta-chiave, che viene fatto cooperare con la sua estremità libera con la struttura su cui è montato il bullone da avvitare/svitare.

Nel caso specifico di bullone associato ad una ruota, detto braccio fisso di ancoraggio e bloccaggio coopera vantaggiosamente con un altro dado della ruota.

In detti dispositivi, l'albero porta-chiave è soggetto sia a momento flettente che a momento torcente, ciò riducendo notevolmente il momento torcente applicabile all'elemento filettato da avvitare/svitare.

Questi dispositivi presentano inoltre il problema che l'albero porta-chiave è soggetto sia a flessione che a torsione e che, nella prima fase di svitamento, il momento torcente applicato dall'albero porta-chiave al bullone è inferiore a quello necessario a svitare il bullone.

Indi, i momenti torcente e flettente deformano elasticamente l'albero porta-chiave che si carica di energia potenziale fino a quando il bullone non comincia a sbloccarsi.

La controrotazione dell'albero porta-chiave è impedita da mezzi meccanici, quali mezzi a cricchetto, che cooperano elasticamente con l’ingranaggio associato all'albero porta-chiave e che gli consentono una rotazione solo in un senso. Per tutta questa prima fase, detto dispositivo è quindi fonte di possibile pericolo in quanto, nel caso di rottura o di malfunzionamento dei detti mezzi a cricchetto, l'energia potenziale accumulata dall'albero porta-chiave si scarica di colpo, portando in controrotazione il detto albero portachiave e quindi la relativa leva di azionamento, ciò essendo fonte di gravi infortuni per gli utilizzatori.

Un altro problema di questi dispositivi è dato dal fatto che la leva di azionamento ruota in un piano parallelo al piano della ruota e lo sforzo applicato sulla detta leva tende a far ruotare la ruota stessa.

In particolare, nel caso in cui la ruota presentante il bullone da svitare sia sollevata da terra le operazioni di svitamento /avvitamento portano in rotazione la ruota, rendendo le operazioni difficoltose.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere altri ed ulteriori vantaggi, i proponenti hanno studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

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

Scopo del trovato è quello di fornire un dispositivo per avvitare/svitare bulloni che sia pratico, sicuro, semplice ed economico.

Il dispositivo secondo il trovato si applica per avvitare/svitare elementi filettati di qualsivoglia misura e forma quali bulloni, viti, dadi, associati ad esempio alle ruote dei veicoli.

Il dispositivo secondo il trovato è universale e si adatta facilmente a tutti i tipi di impiego.

Il trovato del presente brevetto di invenzione offre il vantaggio di poter intervenire in ogni circostanza ed in qualsiasi luogo con facilità e sicurezza esecutiva, in quanto elimina tutte le operazioni pericolose derivanti dall'uso degli attuali strumenti a leva con relative prolunghe.

Il dispositivo secondo il trovato consente di applicare, esercitando uno sforzo ridotto su mezzi a leva di azionamento, un momento torcente notevole senza il rischio di rinvio dello stesso momento di reazione sui detti mezzi a leva di azionamento.

La novità del trovato consiste:

nell'applicazione vantaggiosa di un organo moltiplicatore di coppia che consente di raggiungere elevati momenti torcenti di sbloccaggio, pur con l'applicazione di una esigua forza esterna all'organo moltiplicatore (1).

- Nella irreversibilità del moto dell'organo moltiplicatore di coppia che consente di addizionare gli sforzi applicati senza generare quei contraccolpi, pericolosi per l’operatore, che si possono verificare con gli attuali attrezzi quando, sottoposti ad elevate sollecitazioni, scaricano l'energia potenziale accumulata a causa delle deformazioni elastiche dei materiali e costituiscono fonti di gravi infortuni.

Il dispositivo secondo il trovato comprende un organo riduttore di moto o moltiplicatore di coppia comprendente un albero di lavoro porta-chiave associato a mezzi a leva di azionamento ed a bracci di ancoraggio e bloccaggio che vanno a cooperare con la struttura su cui è montato l’elemento filettato da avvitare/svitare.

Il dispositivo secondo il trovato è di tipo intrinsecamente irreversibile, nel senso che il momento torcente può essere trasmesso solo in una direzione, e più particolarmente dalla leva di azionamento verso l'albero porta-chiave cooperante terminalmente con l'elemento da avvitare/svitare. Detta irreversibilità della trasmissione del momento torcente consente di evitare i possibili contraccolpi che lo scarico improvviso dell’energia potenziale, che si è accumulata per torsione e deformazione elastica dell'albero porta-chiave, potrebbe generare sui mezzi a leva di azionamento. Nel dispositivo secondo il trovato l'organo riduttore di moto, o moltiplicatore di coppia, è del tipo comprendente una vite senza fine cooperante con una ruota elicoidale, o corona a dentatura elicoidale, ed è associato all'interno di una scatola di contenimento.

In detto organo riduttore, l'albero porta-chiave viene associato temporalmente, in asse e bloccato girevolmente, con la ruota elicoidale mentre i mezzi a leva di azionamento sono associati all'albero della vite senza fine ed in posizione ortogonale a detto.

L'asse di rotazione della leva di azionamento giace in un piano sostanzialmente orizzontale parallelo al piano sostanzialmente orizzontale contenente l'asse dell'elemento filettato da avvitare/svitare, detti due assi essendo ortogonali fra loro.

La leva di azionamento si muove su un piano ortogonale al piano della struttura su cui è fissato l’elemento filettato e quindi lo sforzo applicato dall 'utilizzatore sulla leva di azionamento non porta in rotazione detta struttura.

Il trovato in oggetto è particolarmente efficace per lo smontaggio di ruote su mozzi di autoveicoli, poiché, grazie all'impiego dell'organo moltiplicatore di coppia abbinato a dei bracci di ancoraggio o bloccaggio, consente di intervenire anche su ruote distaccate da terra e libere di ruotare nelle posizioni di lavoro più varie ed agevoli.

Caratteristica peculiare del risultato tecnico raggiunto dal presente trovato è il perfetto equilibrio che si realizza tra la coppia di azionamento dell'apparecchio ed i punti reagenti di appoggio o ancoraggio costituiti da viti, bulloni, dadi ed altro.

Nel dispositivo secondo il trovato, i bracci di ancoraggio e bloccaggio sono mezzi di bloccaggio antirotazione e sono associati anteriormente alla detta scatola di contenimento mediante mezzi ad innesto.

Detti bracci di ancoraggio e bloccaggio sono disposti in modo da generare un momento torcente di intensità uguale ma senso contrario a quello trasmesso dall'organo moltiplicatore di coppia, mediante l'albero porta-chiave, alla chiave che coopera con l'elemento filettato da avvitare/svitare .

Secondo una prima formulazione del trovato, i bracci di ancoraggio sono due di cui un primo braccio di ancoraggio riporta girevole l'albero porta-chiave ed il secondo braccio di ancoraggio è parallelo ma disassato rispetto al primo.

Secondo un’altra formulazione del trovato, i bracci di ancoraggio sono due e sono montati paralleli fra loro e da parti opposte dell'albero porta-chiave .

Secondo una particolare forma di realizzazione, almeno uno di detti bracci di ancoraggio è scorrevole su un braccio ausiliario associato solidalmente alla scatola di contenimento ed ortogonale all'albero porta-chiave.

Detti bracci di ancoraggio e detto albero portachiave possono giacere sullo stesso piano.

Secondo una variante, detti bracci di ancoraggio sono paralleli all'albero porta-chiave ma giacciono su un piano diverso dal piano di giacitura dell 'albero porta-chiave.

Secondo una variante, il dispositivo secondo il trovato comprende mezzi di sostegno di altezza regolabile associati alla scatola di contenimento che hanno lo scopo di mantenere il dispositivo sollevato da terra ed all'altezza voluta durante le operazioni di avvitamento/svitamento .

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

Nelle tavole abbiamo che:

- la fig. 1 illustra una vista assonometrica di una prima forma di realizzazione del dispositivo secondo il trovato;

- la fig. 2 illustra schematicamente una variante al dispositivo di fig. 1;

- la fig. 3 illustra con una vista assonometrica esplosa ed in scala ingrandita il dispositivo di fig. 1;

- la fig. 4 illustra schematicamente in assonometria una variante al dispositivo di fig. 1; - la fig. 5 illustra schematicamente in assonometria un'altra variante al dispositivo di fig.

1;

- la fig. 6 illustra schematicamente il dispositivo secondo il trovato del tipo con attacco a forca associato alla ruota di un veicolo.

Con riferimento alle figure, il numero 10 indica generalmente un dispositivo per avvitare/svitare elementi filettati secondo il trovato.

II dispositivo 10 comprende un organo moltiplicatore di coppia 1 comprendente una vite senza fine 7 cooperante con una corona a dentatura elicoidale, o ruota elicoidale, 8.

Detto organo moltiplicatore di coppia 1 è associato ad una scatola di contenimento 9 presentante anteriormente mezzi ad innesto 2, nel caso di specie coassiali all'asse della ruota elicoidale 8.

L'albero della vite senza fine 7 funge da albero motore mentre l'albero porta-chiave 6 associato alla ruota elicoidale 8 funge da albero condotto e trasmette il momento torcente all'elemento filettato da avvitare/svitare.

Detto albero porta-chiave 6 è associato in maniera amovibile, ma bloccato girevolmente, alla detta ruota elicoidale 8, presentando all'estremità libera mezzi di ancoraggio per il bloccaggio della chiave 11 di forma e misura coniugata all'elemento filettato da avvitare/svitare.

Con la parte sporgente 7a dell'albero della vite senza fine 7 coopera una leva di azionamento 12, ortogonale e bloccata girevolmente sul detto albero per portarlo in rotazione durante le operazioni di avvitamento/svitamento.

L'asse di rotazione della leva di azionamento 12 giace in un piano sostanzialmente orizzontale parallelo al piano sostanzialmente orizzontale contenente l'asse dell'elemento filettato da avvitare/svitare, detti due assi essendo ortogonali fra loro.

Il rapporto di riduzione fra vite senza fine 7 e ruota elicoidale 8 viene definito selezionando opportunamente il rapporto fra il numero di filetti della vite senza fine 7 ed il numero dei denti della ruota elicoidale 8.

Il dispositivo 10 secondo il trovato presenta mezzi a braccio di ancoraggio estendentisi anteriormente, paralleli all'albero porta-chiave 6, con cui il dispositivo 10 viene bloccato sulla ruota 13 a cui è associato l'elemento filettato da avvitare/svitare.

Nel caso delle figg. 1 e 2, i mezzi a braccio di ancoraggio comprendono un primo braccio 3, cavo, coassiale ed esterno all'albero porta-chiave 6, detto primo braccio 3 essendo associato solidalmente ai mezzi ad innesto 2 presenti sulla scatola di contenimento 9.

Detti mezzi a braccio di ancoraggio comprendono inoltre un braccio ausiliario 4 ortogonale al primo braccio 3 ed associato solidalmente ai mezzi ad innesto 2, su cui è montato libero di scorrere un secondo braccio di ancoraggio 5, parallelo al primo braccio di ancoraggio 3.

In questo modo è possibile posizionare il secondo braccio di ancoraggio 5 in modo da farlo cooperare, in un punto voluto e definito, della struttura su cui è fissato l'elemento filettato da avvitare/svitare.

All'estremità libera dei detti bracci 3, 5 possono applicarsi mezzi di ancoraggio quali boccole, perni, morsetti, o altri elementi analoghi con cui vengono bloccati sulla struttura, nel caso di specie la ruota 13, su cui è fissato l'elemento filettato da aw itare/svitare.

Con il dispositivo 10 secondo il trovato, si ottiene un perfetto equilibrio tra la coppia di azionamento impressa dall'albero porta-chiave 6 e la coppia reagente esercitata dai bracci di ancoraggio 3 , 5 agenti sui rispettivi punti di ancoraggio costituiti ad esempio, da viti, bulloni, dadi o altro associati alla ruota 13 su cui è montato l'elemento filettato da avvitare/svitare.

In questo modo, l'albero porta-chiave 6 è sollecitato solo a momento torcente ma non è soggetto nè a flessione nè a taglio.

Tale equilibrio viene raggiunto grazie al calettamento antigiro di cui è dotato l'organo moltiplicatore di coppia (1) e grazie ai bracci (3), (4) e (5) che interagiscono tra l'organo ed i relativi punti di appoggio o ancoraggio, impedendo che le tensioni accumulate si scarichino sull'operatore.

La particolare configurazione dei bracci (3), (4) e (5) idonei a sopportare sia i momenti torcenti sia i momenti flettenti indotti dall'organo (1), consente anche di operare in presenza di piccoli ostacoli (mozzi di assi) eventualmente presenti tra due elementi da sbloccare o serrare.

Il funzionamento della macchina si ottiene azionando la vite senza fine dell'organo (1) che fa girare la corona a dentatura elicoidale (con combinazioni di rapporti corona-vite secondo una preferita forma di realizzazione).

Il momento torcente applicato alla vite senza fine viene moltiplicato dalla corona dentata e trasmesso, attraverso il suo asse, all'albero (6), fino agli elementi da sbloccare o serrare.

La funzione dei bracci (3), (4) e (5) è quella di realizzare, per mezzo dei relativi punti di appoggio o ancoraggio, un momento torcente uguale e contrario a quello trasmesso dall'organo (1) mediante l’albero (6) alle chiavi che agiscono sugli elementi da serrare o disserrare.

Nella forma di realizzazione illustrata in fig. 2, il braccio ausiliario 4 è calettato direttamente sul primo braccio di ancoraggio 3 e può essere mobile longitudinalmente rispetto ad esso.

Nella forma di realizzazione, illustrata nella fig. 5, il braccio ausiliario 4 si estende ortogonalmente da entrambi i lati dell'albero portachiave 6 ed i bracci di ancoraggio, rispettivamente primo 3 e secondo 5, sono posizionati da parti opposte dell'albero porta-chiave 6 e sono scorrevoli su detto braccio ausiliario 4.

Nel caso di specie, detto braccio ausiliario 4 è diritto, i bracci di ancoraggio 3, 5 e l’albero porta-chiave 6 giacendo su uno stesso piano.

Secondo una variante qui non illustrata, detto braccio ausiliario 4 è conformato a V, con il vertice cooperante con i mezzi ad innesto 2.

Nella forma di realizzazione illustrata in fig. 4, i mezzi a braccio di ancoraggio sono fissi e non regolabili, il dispositivo 10 presentando un unico braccio di ancoraggio 3 ', cavo e coassiale all'albero porta-chiave 6, detto braccio di ancoraggio 3 ' essendo bloccato girevolmente sui mezzi ad innesto 2 e presentante all'estremità libera mezzi a forca 14.

Detti mezzi a forca 14 presentano due elementi di ancoraggio fissi che vanno a cooperare con rispettivi punti di ancoraggio associati alla ruota 13 su cui è montato l'elemento filettato da avvitare /svitare.

Nel caso di specie, i due elementi di ancoraggio fissi giacciono sullo stesso piano passante per l'asse dell'albero porta-chiave 6.

Secondo una variante, i mezzi a forca 14 sono conformati in modo da presentante i due elementi di ancoraggio fissi ruotati angolarmente rispetto all'asse dell'albero porta-chiave 6.

Detto braccio di ancoraggio 31 e detti mezzi a forca 14 sono in grado di sopportare sia il momento torcente che il momento flettente indotti dal dispositivo 10.

Secondo una variante qui non illustrata, il dispositivo 10 secondo il trovato presenta almeno due bracci ausiliari 4, posti radialmente intorno all'albero porta-chiave 6 e vincolati girevolmente sulla scatola di contenimento 9, cadauno cooperante con almeno un relativo braccio di ancoraggio 3, 5. Nella forma di realizzazione illustrata in fig. 6, il dispositivo 10 secondo il trovato comprende un gruppo di sostegno 15, regolabile in altezza ed associato alla scatola di contenimento 9 per sostenere il peso del dispositivo 10 durante le operazioni di avvitamento/svitamento.

Nel caso di specie, detto gruppo di sostegno 15 comprende un basamento 16, che viene appoggiato sul terreno, ed una asta di sostegno 17 verticale regolabile in lunghezza.

Claims (1)

1 - Dispositivo per avvitare/svitare elementi filettati quali bulloni, dadi, viti, del tipo comprendente un organo moltiplicatore di coppia (1) associato ad un albero porta-chiave (6) presentante all'estremità libera una chiave (11), detto organo moltiplicatore di coppia (1) cooperando temporalmente con una leva di azionamento (12), caratterizzato dal fatto che l'organo moltiplicatore di coppia (1) comprende una vite senza fine (7) associata alla leva di azionamento (12) e cooperante con una ruota elicoidale (8) associata girevolmente all'albero porta-chiave (6), detto organo moltiplicatore di coppia (1) essendo associato ad una scatola di contenimento (9) presentante mezzi a braccio di ancoraggio (3, 5) estendentisi anteriormente e cooperanti in almeno due punti distinti con la struttura su cui è fissato l'elemento filettato da avvitare/svitare, l'asse di rotazione della leva di azionamento (12) giacendo in un piano sostanzialmente orizzontale parallelo al piano sostanzialmente orizzontale contenente l'asse dell'elemento filettato da avvitare/svitare, essendo 1 due assi ruotati di 90°. 2 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi a braccio di ancoraggio (3, 5) sono mezzi di bloccaggio antirotazione e sono associati alla scatola di contenimento (9) mediante mezzi ad innesto (2). 3 - Dispositivo come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l 'albero portachiave (6) è sollecitato solo a momento torcente. 4 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un primo braccio di ancoraggio (3), riportante girevole l'albero porta-chiave (6), ed un secondo braccio di ancoraggio (5) parallelo ma disassato rispetto a detto primo braccio di ancoraggio (3). 5 - Dispositivo come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il secondo braccio di ancoraggio (5) è montato scorrevole e posizionabile su un braccio ausiliario (4), associato solidalmente alla scatola di contenimento (9) ed ortogonale al primo braccio di ancoraggio (3). 6 - Dispositivo come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti fino a 3, caratterizzato dal fatto che il primo ed il secondo braccio di ancoraggio (3, 5) sono posti da parti opposte dell'albero porta-chiave (6) e sono scorrevoli su un braccio ausiliario (4) associato solidalmente alla scatola di contenimento (9) ed ortogonale all'albero porta-chiave (6) ed estendentesi sui due lati di detto. 7 - Dispositivo come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti fino a 3, caratterizzato dal fatto che comprende un primo braccio di ancoraggio (31), riportante girevole l'albero portachiave (6), detto primo braccio di ancoraggio (31) presentando alla sua estremità libera mezzi a forca (14) di ancoraggio e bloccaggio. 8 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i bracci di ancoraggio (3, 5) cooperano con la struttura su cui è fissato l'elemento filettato in punti presentanti in posizione intermedia elementi sporgenti. 9 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che consente di operare su elementi filettati fissati su strutture libere di ruotare. 10 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un gruppo di sostegno (15) associato alla scatola di contenimento. 11 - Dispositivo come alla rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il gruppo di sostegno (15) comprende un basamento (16) ed un'asta di sostegno (17) regolabile.