ITCS20090001A1 - TRANSPORT GROUP WITH CONTROLLED FRICTION AND HYDRAULIC JOINT FOR USE IN HEAVY TRANSPORT OR SEISMIC INSULATION. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
In tali disegni: In such drawings:
la Figura 1 illustra una vista in prospettiva ed in spaccato verticale di un gruppo di trasporto a commutazione e/o controllo di attrito con cuscinetto a sfere secondo la presente invenzione ed in particolare del tipo ad attivazione pneumatica ; Figure 1 illustrates a perspective and vertical cut-away view of a transport unit with switching and / or friction control with ball bearing according to the present invention and in particular of the pneumatic activation type;
In Figura 2 à ̈ rappresentato in sezione verticale assiale la struttura dettagliata del gruppo di Figura 1 con illustrate le parti componenti essenziali. La forma e dimensioni di queste parti potranno variare a seconda delle necessità o convenienza e/o aggiungere altre componenti accessorie senza uscire dall’ambito del trovato e quindi dal dominio della presente invenzione. Figure 2 shows the detailed structure of the group in Figure 1 in an axial vertical section with the essential component parts illustrated. The shape and dimensions of these parts may vary according to need or convenience and / or add other accessory components without departing from the scope of the invention and therefore from the domain of the present invention.
In Figura 3 Ã ̈ rappresentato uno schema di assemblaggio in trasparenza delle parti del gruppo di Figura 1 . Figure 3 shows a transparent assembly scheme of the parts of the group in Figure 1.
la Figura 4 illustra in spaccato la posizione delle parti del gruppo di figura 1 nelle tre condizioni di lavoro più significative a) stato ad attrito radente di riposo Figure 4 is a cut-away view of the position of the parts of the unit of Figure 1 in the three most significant working conditions a) resting sliding friction state
b) stato ad attrito volvente su piano orizzontale. b) rolling friction state on a horizontal plane.
c) stato ad attrito volvente su piano leggermente inclinato. La descrizione che segue si riferisce a titolo puramente esemplificativo, ad un gruppo ad attivazione pneumatica, ma per le parti caratteristiche della presente invenzione à ̈ estensibile per quanto all’azionamento del pistone di comando Pc anche ad altri sistemi di attivazione elettrica o meccanica. c) rolling friction on a slightly inclined plane. The following description refers purely by way of example to a pneumatic activation unit, but due to the characteristic parts of the present invention it is extendable as regards the actuation of the control piston Pc also to other electrical or mechanical activation systems.
Come mostrato in Figura 1 e più in dettaglio in Figura 2, nel gruppo oggetto della presente invenzione si distinguono le seguenti parti in possibile moto relativo As shown in Figure 1 and in more detail in Figure 2, in the group object of the present invention the following parts can be distinguished in possible relative motion
1) il blocco di testata T costituito dalla piastra di fissaggio del carico 18, dal pistone di commutazione 10 e dall’albero 22 di collegamento tra testata e pistone di commutazione; da notare che non à ̈ necessario un fissaggio di 10 con l’albero ma e sufficiente un semplice incasso con minimo gioco 1) the head block T consisting of the load fixing plate 18, the switching piston 10 and the connecting shaft 22 between the head and the switching piston; it should be noted that it is not necessary to fix 10 with the shaft but a simple recess with minimum play is sufficient
2) la campana di appoggio C costituita dalla parte esterna del cuscinetto; 2) the support bell C constituted by the external part of the bearing;
3) l’anello di raccolta a coltello CI 3) the CI knife collection ring
4) le sfere di riciclo Sr 4) the recycled balls Sr
5) le sfere di carico Sp 5) the loading balls Sp
6) il corpo di rotolamento Cu costituito dal piatto 5 e dal corpo 11 uniti tra loro tramite gli elementi di fissaggio 7; 6) the rolling body Cu consisting of the plate 5 and the body 11 joined together by means of the fastening elements 7;
7) il pistone di comando Pc situato in questo caso nella parte tubolare verticale di 1 1 ed ivi scorrevole; 7) the control piston Pc located in this case in the vertical tubular part of 11 and sliding therein;
8) La base di rotolamento 1 e relativa lastra di copertura 2. 8) The rolling base 1 and relative cover plate 2.
Descrizione dettagliata Detailed description
La caratteristica principale della seguente invenzione consiste nel fatto che la testata di carico à ̈ collegata direttamente, tramite un albero ad asse verticale, al pistone principale coassiale avente forma praticamente discoidale e basculante sull’olio di sospensione che alloggia nella cavità cilindrica Ol, chiusa in basso e piena di olio, situata sul piatto di scorrimento 5. Questo unico snodo consente di eliminare i problemi di momento rilevati negli analoghi gruppi noti in arte. Il pistone 10 inserito a tenuta in questa cavità , funge sia da snodo sia da pistone di commutazione e/o controllo di attrito. The main feature of the following invention consists in the fact that the loading head is directly connected, by means of a shaft with a vertical axis, to the coaxial main piston having a practically discoidal shape and pivoting on the suspension oil which is housed in the cylindrical cavity Ol, closed at the bottom and filled with oil, located on the sliding plate 5. This single joint allows to eliminate the moment problems found in the analogous groups known in the art. The piston 10, which is sealed in this cavity, acts both as a joint and as a switching and / or friction control piston.
Dimensionando le parti in modo da avere uno spessore sufficiente di detta cavità , à ̈ ottenibile un basculaggio dell’ordine di qualche grado con centro di rotazione nel baricentro B del perimetro bagnato del bordo 32 del pistone 10 che consente un adeguamento del piatto 5 alle eventuali variazioni di inclinazione della base di appoggio 1 e/o variazioni di inclinazioni del carico. By sizing the parts in such a way as to have a sufficient thickness of said cavity, it is possible to obtain a tilting of the order of a few degrees with the center of rotation in the center of gravity B of the wet perimeter of the edge 32 of the piston 10 which allows an adjustment of the plate 5 to the any variations in the inclination of the support base 1 and / or variations in the inclinations of the load.
Vantaggiosamente il diametro della cavità Ol e quindi del pistone 10 sarà il più grande possibile sia per favorire la distribuzione uniforme del carico sul piatto per pressione dell’olio sia per aumentare la superficie di contatto tra il piatto ed il pistone lungo i bordi, superficie che deve sopportare in fase di attrito volvente la forza orizzontale di trascinamento del cuscinetto da parte del blocco di testata. Advantageously, the diameter of the cavity Ol and therefore of the piston 10 will be as large as possible both to favor the uniform distribution of the load on the plate due to oil pressure and to increase the contact surface between the plate and the piston along the edges, surface which must withstand the horizontal drag force of the bearing by the head block during the rolling friction phase.
Il bordo con guarnizione 32 del pistone 10 deve essere arrotondato in modo da restare all’intero della sfera 4 con centro in B e raggio pari al raggio della cavità 9. The edge with gasket 32 of the piston 10 must be rounded so as to remain within the sphere 4 with the center in B and the radius equal to the radius of the cavity 9.
La superficie di appoggio 14 della ghiera dell’albero di testata 22 sulla campana C à ̈ a calotta sferica anch’essa con centro coincidente con il centro di basculaggio B. The bearing surface 14 of the ring nut of the head shaft 22 on the bell C has a spherical cap, also with a center coinciding with the tilting center B.
Vantaggiosamente il contatto sferico 14 tra la ghiera del blocco di testata 22 à ̈ sotto carico solo in condizioni di fermo e quindi non soggetto ad attrito forte perchà ̈ ,in fase di rullaggio, le superfici di contatto di 22 e C non sono sotto pressione di carico. Advantageously, the spherical contact 14 between the ring nut of the head block 22 is under load only in stationary conditions and therefore not subject to strong friction because, during the rolling phase, the contact surfaces of 22 and C are not under pressure load.
Vantaggiosamente l’introduzione di una corona di molle 29 agenti tra la ghiera tubolare 27 di C ed il piatto 10 .dimensionate in modo da vincere appena il peso della campana C, consentono di evitare lo strisciamento di questa sulla superficie di rullaggio 2, limitandolo al solo coltello CI di raccolta e convogliamento delle sfere. Tuttavia nelle applicazioni in sistemi antisismici à ̈ preferibile non inserire le molle 29 per avere uno strisciamento anche della corona di appoggio di C su 2 utile per lo smorzamento delle oscillazioni e per lo sgombro di eventuali corpi estranei presenti eventualmente sulla superficie di 2. Advantageously, the introduction of a crown of springs 29 acting between the tubular ring nut 27 of C and the plate 10, sized so as to barely overcome the weight of the bell C, allows to avoid the sliding of the latter on the rolling surface 2, limiting it to the only knife CI for collecting and conveying the spheres. However, in applications in anti-seismic systems it is preferable not to insert the springs 29 to have a sliding of the support crown of C on 2, useful for damping the oscillations and for the clearing of any foreign bodies possibly present on the surface of 2.
La variazione del volume di olio in 7 necessaria per la commutazione di carico e per il sollevamento di sicurezza della campana C e quindi il volume della cavità 12 dipende dall’elasticità delle parti e deve compensare sia il rilassamento di C e della corrispondente porzione di superficie di appoggio su 2, sia la compressione dell’albero di testata, delle sfere di carico e della relativa porzione di 2 interessata dalla compressione delle Sp . The variation of the volume of oil in 7 necessary for the load switching and for the safety lifting of the bell C and therefore the volume of the cavity 12 depends on the elasticity of the parts and must compensate for both the relaxation of C and of the corresponding portion of support surface on 2, both the compression of the head shaft, the load balls and the relative portion of 2 affected by the compression of the Sp.
Normalmente l’entità di dette deformazioni elastiche sono trascurabili rispetto al sollevamento di sicurezza richiesto per la campana C per cui complessivamente si può assumere come sufficiente una variazione di spessore della camera 9 Î ́h» 1mm . La corsa Î ́ypcdel pistone di comando Pc , à ̈ limitata come ordine di grandezza dalla geometria scelta per il gruppo, per cui, se D 1 e D2 sono rispettivamente i diametri di 10 e di Pc , ed Fpla forza richiesta su Pc per la commutazione completa di attrito da radente a volvente Normally the amount of said elastic deformations are negligible with respect to the safety lifting required for the bell C so that overall a variation in the thickness of the chamber 9 Î ́h »1mm can be assumed as sufficient. The stroke Î ́ypcd of the control piston Pc, is limited as an order of magnitude by the geometry chosen for the group, so if D 1 and D2 are respectively the diameters of 10 and of Pc, and F the force required on Pc for switching complete with friction from sliding to rolling
si ha : we have:
02 = D1 A Î ́/Î ̄<3+>Î ́ y* 02 = D1 A Î ́ / Î ̄ <3+> Î ́ y *
Fp= FcJ$<h* 5>y* Fp = FcJ $ <h * 5> y *
mentre per il coefficiente di attrito del gruppo cagrdurante la commutazione si ha while for the friction coefficient of the cagrd during the commutation we have
cagr= car@ car@pa?/§ypcpFccagr = car @ car @ pa? / §ypcpFc
dove carà ̈ il coefficiente di attrito radente della campana C su i where carà is the sliding friction coefficient of the bell C on i
2 e cavil coefficiente di attrito volvente del cuscinetto quando C Ã ̈ distaccato da 2. 2 and cavil the rolling friction coefficient of the bearing when C is detached from 2.
Il pistone di comando Pc à ̈ fornito sia di foro con tappo 17, per la immissione dell’olio nel quantitativo necessario in fase di pre-assemblaggio, sia di idoneo attacco per l’organo di azionamento. The control piston Pc is supplied both with a hole with plug 17, for the introduction of oil in the quantity necessary in the pre-assembly phase, and with a suitable connection for the actuating element.
Le guarnizioni di tenuta vanno disposte secondo tecnica nota nei punti appropriati. The sealing gaskets must be arranged according to the known technique in the appropriate points.
L’azionamento del pistone di comando Pc può essere effettuato, secondo convenienza ed opportunità , in modo pneumatico, elettrico o meccanico, in auto-attivazione o ad attivazione controllata da sensori remoti. Nel caso illustrato in questa descrizione a titolo puramente esemplificativo e non esaustivo, l’azionamento di Pc à ̈ eseguito per via pneumatica tramite l’asta assiale 21 che lo collega al pistone 19 alloggiato nella cavità cilindrica 20 nell’albero di testata 22. The Pc control piston can be operated, according to convenience and opportunity, pneumatically, electrically or mechanically, in self-activation or with activation controlled by remote sensors. In the case illustrated in this description purely by way of non-exhaustive example, the actuation of Pc is performed pneumatically by means of the axial rod 21 which connects it to the piston 19 housed in the cylindrical cavity 20 in the cylinder head shaft 22.
Il gas di compressione viene immesso tramite il raccordo 16 nell’intercapedine a tenuta 33 tra l’albero 22 e la testata di fissaggio 18 in comunicazione con la camera di espansione 6 e spinge il pistone 19 verso il basso; quindi il pistone di comando Pc iniettando l’olio presente nella camera 12 nella camera di sospensione Ol determina lo spostamento delle forze di carico Fc da C al piatto Cu e quindi alle sfere portanti Sp. The compression gas is introduced through the fitting 16 into the sealed interspace 33 between the shaft 22 and the fixing head 18 in communication with the expansion chamber 6 and pushes the piston 19 downwards; then the control piston Pc by injecting the oil present in the chamber 12 into the suspension chamber Ol determines the displacement of the load forces Fc from C to the plate Cu and then to the bearing balls Sp.
E’ da notare che, in assenza di pressione in 6, per il ritorno allo stato di riposo ad attrito radente à ̈ sufficiente l’azione del carico Fc, azione che si arresta quando la pressione dell’olio in 12 non à ̈ sufficiente a vincere le resistenze di attrito delle guarnizioni di tenuta sui pistoni Pc e 19 e del peso dell’insieme di 19 , 21 e Pc. It should be noted that, in the absence of pressure in 6, the action of the load Fc is sufficient to return to the resting state with sliding friction, an action that stops when the oil pressure in 12 is not It is sufficient to overcome the friction resistance of the seal gaskets on the pistons Pc and 19 and of the weight of the whole of 19, 21 and Pc.
Nei sistemi di più gruppi l’ingresso e/o la fuoriuscita del gas può essere di tipo a controllo centralizzato o localizzato su ciascun gruppo. In the systems of several groups, the gas inlet and / or outlet can be of the centralized control type or localized on each group.
Opportunamente, nella parte bassa del cilindro di scorrimento 20 di 19, alcuni fori 15 mettono in comunicazione l’interno di 20 e l’intercapedine di basculaggio 23 servendo da sfiatatoi per l’aria intrappolata sotto il pistone 19. Conveniently, in the lower part of the sliding cylinder 20 of 19, some holes 15 connect the interior of 20 and the tilting cavity 23, serving as vents for the air trapped under the piston 19.
In Fig3a sono rappresentati le fasi preliminari di assemblaggio del cuscinetto. Sulla base di appoggio e scorrimento 1 ricoperta della lastra 2 di distribuzione del carico viene posizionato per primo l’anello di raccolta e convogliamento CI e lo strato di sfere portanti Sp. Successivamente si sovrappone su Sp la parte interna del cuscinetto preassemblata costituita sia dal piatto 5, dal pistone principale 10 e dal pistone Pc con relative cavità già riempite del giusto volume di olio di attivazione e chiuse dal tappo 17, sia dalla parte superiore 11 debitamente fissata alla parte inferire 5 mediante opportuni elementi di fissaggio 7 realizzati in modo da non ostacolare il movimento di riciclo delle sfere . Fig3a shows the preliminary assembly stages of the bearing. On the support and sliding base 1 covered with the load distribution plate 2, the collection and conveying ring CI and the layer of bearing balls Sp are positioned first. Subsequently, the internal part of the pre-assembled bearing consisting of both the plate 5, by the main piston 10 and by the piston Pc with relative cavities already filled with the right volume of activation oil and closed by the plug 17, and by the upper part 11 duly fixed to the lower part 5 by means of suitable fastening elements 7 made so as to do not hinder the recycle movement of the spheres.
Successivamente, come illustrato in Fig 3b, si monta la campana C corredata eventualmente delle molle di sostegno 30 montate nelle cavità 29. Subsequently, as illustrated in Fig 3b, the bell C is mounted, possibly accompanied by the support springs 30 mounted in the cavities 29.
Successivamente ancora, come in Fig. 3c , si inseriscono le sfere di riciclo in numero sufficiente dalle apposite aperture 24 sulla parte superiore di C, aperture che verranno poi chiuse dai corrispondenti tappi 25; successivamente si posiziona l’albero 22 con alloggiato all’intemo della cavità cilindrica superiore il pistone 19 che tramite l’asta 21 si collega al pistone di comando Pc . Then again, as in Fig. 3c, the recycling spheres are inserted in a sufficient number from the appropriate openings 24 on the upper part of C, openings which will then be closed by the corresponding caps 25; then the shaft 22 is positioned with the piston 19 housed inside the upper cylindrical cavity which is connected to the control piston Pc by means of the rod 21.
Infine la testata di fissaggio al carico 18 fornita dei fori 35 per il fissaggio del carico e della presa 16 per il gas di azionamento, viene fissata all’albero tramite un corona di bulloni 34 . Finally, the head for securing the load 18 provided with holes 35 for securing the load and with the outlet 16 for the drive gas, is fixed to the shaft by means of a ring of bolts 34.
Il gruppo di trasporto secondo l’invenzione può essere dunque realizzato con minore massa di materiale rispetto ai gruppi analoghi già noti. The transport group according to the invention can therefore be made with a lower mass of material than the similar groups already known.
Al gruppo di trasporto ad attrito controllato nelle forme di realizzazione illustrate e descritte, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche , un tecnico del ramo potrà apportare numerose modifiche in termini di materiali e forme tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione dell’invenzione quale definito dalle rivendicazioni di seguito riportate. In order to meet contingent and specific needs, a person skilled in the art can make numerous changes in terms of materials and shapes to the conveyor assembly with controlled friction in the embodiments illustrated and described, all of which are contained within the scope of protection of the invention as defined by the following claims.
Claims (5)
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2009
- 2009-01-09 IT ITCS2009A000001A patent/IT1392641B1/en active
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