ITMO20060244A1 - Gruppo attuatore - Google Patents

Description

FERRARI GINO e MAIOLI FRANCO.

Descrizione di Invenzione Industriale avente per

titolo :

"GRUPPO ATTUATORE".

Inventori designati: i Richiedenti.

Depositata il: 28 LUG 2006

DESCRIZIONE M02006A00024 L'invenzione riguarda un gruppo attuatore.

In molti settori tecnici vengono usualmente

utilizzati attuatori fluidodinamici per eseguire

movimenti di apparati.

Questi attuatori fluidodinamici comprendono un

involucro esterno, generalmente di forma cilindrica

all'interno del quale è ricavata una camera di

scorrimento; in questa camera è montato scorrevole un

pistone coassiale che è azionato da un fluido che

viene immesso all'interno della camera di scorrimento

e che fa muovere il pistone in una direzione oppure

nella direzione opposta, spingendo sulla sua

superficie trasversale.

Al pistone è associato almeno uno stelo che si

prolunga all'sterno della camera di scorrimento e che

è predisposto per essere agganciato ad un apparato

che deve essere azionato dall'attuatore oppure che

può essere fissato ad un punto fermo di una struttura

in modo che sia l'involucro a spostarsi per reazione alla spinta del fluido sul pistone ed a far muovere un apparato agganciato a questa.

Il fluido che viene impiegato è normalmente aria in pressione oppure olio.

La forza che sviluppa il pistone e che si trasmette sullo stelo, oppure, per reazione, sull'involucro, è determinata, come è noto, dalla pressione esercitata dal fluido e dall'area complessiva del pistone sulla quale il fluido questa pressione agisce.

Pertanto, per poter avere a disposizione forze rilevanti è necessario realizzare pistoni che hanno superfici estese, e, quindi, attuatori, di dimensioni proporzionalmente elevate in relazione alle forze che si desiderano ottenere.

Questo stato della tecnica presenta un inconveniente che è la impossibilità di ottenere forze elevate quando, ad esempio per ragioni di ingombri che devono essere ridotti, è possibile utilizzare attuatori fluidodinamici solamente di dimensioni contenute, i quali, pertanto, sono in grado di fornire forze di valore limitato in relazione agli utilizzi per i quali gli attuatori fluidodinamici devono essere impiegati .

Questo inconveniente si verifica, ad esempio, nelle macchine smontagomme, nelle quali tutti gli organi dì attuazione delle varie funzioni della macchina sono collocati all·'interno di un telaio scatolare che forma la base di questa.

In dettaglio, questo inconveniente riguarda soprattutto il gruppo attuatore che aziona gli organi di bloccaggio impiegati per bloccare una ruota sulla piattaforma di lavoro di cui sono dotate queste macchine smontagomme.

Questi organi di bloccaggio comprendono un elemento di appoggio che presenta una superficie di appoggio sostanzialmente orizzontale, sulla quale viene appoggiata una ruota su cui devono essere effettuati interventi di manutenzione o di riparazione, un albero che si protende centralmente da questo elemento di appoggio, attraversandolo assialmente, e che sì prolunga verso l'alto e sul quale viene infilato il foro centrale del cerchio della ruota. Questo albero è collegato con un sottostante gruppo attuatore fluidodinamico che è collocato nel basamento della macchina smontagomme oppure è lo stesso stelo che si prolunga dal pistone di quest'ultimo ed è mobile con moto alternato da, oppure verso l'elemento di appoggio.

L'albero presenta una estremità rivolta verso l'esterno che è filettata e sulla quale è avvitabile un corpo conico che, dopo che una ruota è stata posta sull'elemento di appoggio facendo passare l'albero attraverso il foro centrale di questa, viene avvitato manualmente fino a impegnarsi in questo foro centrale, adattandosi in questo automaticamente, grazie alla conicità, fino ad appoggiarsi sui bordi di esso.

In questa fase, l'albero si trova in una posizione di massimo scorrimento verso l'alto e, quando il corpo conico è ben posizionato, viene attivato il gruppo attuatore che esercita una trazione sull'albero per trascinarlo in direzione dell'elemento di appoggio e bloccando su questo il cerchio e, dunque, la ruota con il corpo conico.

Accade tuttavia che il gruppo attuatore fluidodinamico che si può alloggiare nel basamento della macchina smontagomme debba avere dimensioni contenute a causa della ridotta altezza del basamento e dei numerosi altri dispositivi che sono alloggiati in questo; pertanto, tale gruppo attuatore è in grado di esercitare sui cerchi delle ruote una forza limitata, anche se queste ruote presentano dimensioni e pesi rilevanti, come, ad esempio, le ruote dei

veicoli da trasporto o dei veicoli da cantiere o dei veicoli agricoli.

Compito tecnico dell'invenzione è migliorare lo stato della tecnica.

Uno scopo dell' invenzione è realizzare un gruppo attuatore che permetta di realizzare forze di valore assoluto elevato anche se, in rapporto a queste forze, le dimensioni del gruppo attuatore sono limitate .

Secondo un aspetto dell'invenzione è previsto un gruppo attuatore comprendente: un corpo cavo definente all'interno una camera di scorrimento; un pistone montato scorrevole in detta camera dì scorrimento in modo tale da fornire all'esterno di questa una forza di attuazione ed azionato con un fluido alimentato dall'esterno; un corpo avente una estremità di trasmissione di detta forza di attuazione prolungata all'esterno di detta camera di scorrimento ed una estremità di aggancio agganciata a detto pistone, caratterizzato dal fatto che tra detto corpo prolungato e detto pistone sono interposti mezzi amplificatori di detta forza di attuazione in modo da ottenere una forza di attuazione amplificata. Il gruppo attuatore consente pertanto di ottenere forze di valore assoluto elevato anche se le

dimensioni complessive del gruppo attuatore sono limitate .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di realizzazione di un gruppo attuatore, illustrato a titolo indicativo, e non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

Figura 1 è una vista schematica in trasparenza e di un gruppo attuatore dotato di mezzi amplificatori di forza di attuazione;

Figura 2 è una vista molto schematica ed in sezione del gruppo attuatore di Figura 1;

Figura 3 è una vista del diagramma di momento relativo al gruppo attuatore di Figure 1 e 2 in una fase di attuazione.

Con particolare riferimento alla Figure 1 e 2, con 1 è indicato nel complesso un gruppo attuatore il quale comprende un corpo esterno 2 cilindrico all'interno del quale è definita una camera dì scorrimento 3.

Nella camera di scorrimento 3 è montato scorrevole un pistone 4 che viene azionato con un fluido immesso nella camera di scorrimento 3 attraverso una luce di ingresso 5 e che divide la camera di scorrimento 3 in due porzioni adiacenti indicate rispettivamente con 103 e 203.

Al pistone 4 è attaccata una estremità di attacco 6A di uno stelo 6 che si prolunga coassialmente al corpo esterno 2 fino all'esterno di questo, con una estremità attiva 6B.

Su quest'ultima è ricavata una filettatura 7 predisposta per l'avvitamento di un corpo conico 8, indicato nella Figura 1 con una linea tratteggiata. Il pistone 4 presenta su una faccia 4A una staffa di attacco 9 eccentrica che si prolunga in rilievo da questa e che presenta una estremità 10 dotata di una cerniera 11.

11 corpo esterno 2 comprende una parete perimetrale 12 che è chiusa da una parte con una flangia 112 predisposta per l'attacco al telaio di una macchina smontagomme e dall'altra parte opposta da un coperchio rimovibile 212, che presenta assialmente una apertura 14 per consentire il passaggio dello stelo 6 che la attraversa perpendicolarmente a contatto con guarnizioni 13 di tenuta alloggiate nel perimetro interno della apertura 14.

Questo coperchio rimovibile 212 presenta, su un faccia 212A rivolta verso il pistone 4, una ulteriore staffa di attacco 15 eccentrica che si prolunga da questa anch'essa verso il pistone 4, culminando con una cerniera 16.

A quest'ultima è incernierata una prima estremità 17 di una prima biella 18 che ha una seconda estremità 19 contrapposta.

Come è visibile nelle Figure, la prima biella 18 è disposta in una posizione sostanzialmente trasversale rispetto allo stelo 6 in modo che la prima estremità 17 sì trovi da una parte rispetto a questo mentre la seconda estremità 19 si trovi da parte opposta.

Alla seconda estremità 19 è a sua volta incernierata una terza estremità 20 di una seconda biella 21 che ha una quarta estremità 22 incernierata alla cerniera 11 della staffa di attacco 9: pertanto, la seconda biella 21 risulta disposta sostanzialmente a fianco dello stelo 6 e congiunge il pistone 4 alla prima biella 18.

Tra la prima biella 18 e lo stelo 6 sono disposti mezzi di trasmissione 23 che comprendono almeno un foro trasversale 24 ricavato nello stelo 6 ed un'asola 25 ricavata nella prima biella 18 in modo da essere sostanzialmente allineata al foro 24.

Tra quest'ultimo e l'asola 25 è inserito uno spinotto trasversale 26 che collega in modo lasco la prima biella 18 con lo stelo 6, in modo da trasmettere a quest'ultimo i movimenti del pistone 4 e da

consentire la rotazione della prima biella 18 intorno alla cerniera 16.

Come si può notare nelle Figure, tra la cerniera 16 e 10 spinotto trasversale 26 è definito un braccio di leva indicato con "B" mentre, la distanza tra la cerniera 16 a cui è incernierata la prima estremità 17 della prima biella 18 ed il punto di cerniera della seconda estremità 19 della prima biella 18 è indicata con "L".

11 funzionamento del gruppo attuatore è il seguente: un fluido, ad esempio aria compressa, viene introdotto all'interno della camera 3 attraverso la luce di ingresso 5, andando ad occupare la porzione 103 di questa ed agendo sulla faccia 4A del pistone 4.

La forza di attuazione "F" che si sviluppa, ad esempio diretta verso la flangia 112, viene trasmessa attraverso la staffa di attacco 9 e la seconda biella 21, alla seconda estremità 19 della prima biella 18. Da questa, che ruota in direzione della flangia 112, la forza di attuazione "F" viene a sua volta trasmessa ed amplificata ad un valore "FI" allo stelo 6 per mezzo dell'accoppiamento tra l'asola 25 e lo spinotto trasversale 26.

Il valore assoluto della forza di attuazione amplificata "FI" è determinato dal rapporto tra la lunghezza ”L" della prima biella 18 ed il braccio di leva "B": quanto più la lunghezza del braccio "B" si avvicina alla lunghezza "L" della prima biella 18, tanto minore è il rapporto di amplificazione tra ”F1" ed "F" mentre, al contrario, più il braccio di leva "B" è corto rispetto alla lunghezza "L" della prima biella 18, altrettanto proporzionalmente maggiore è la amplificazione della forza di attuazione "FI" rispetto alla forza di attuazione "F" generata dal pistone 4.

Nella figura 3 si nota la linea che indica il valore del momento, indicata con "M" e come la forza di attuazione amplificata "FI" presenta valori diversi se si sposta il punto di applicazione della stessa sullo stelo 6: questi valori diminuiscono se il punto di applicazione si sposta verso la seconda estremità 19 della prima biella 18 oppure aumentano se si sposta il punto di applicazione verso la cerniera 16. Questo stesso risultato sarebbe conseguibile anche se il fluido venisse introdotto all'interno della porzione 203 della camera 3 di scorrimento del pistone 4.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Gruppo attuatore (1) comprendente: un corpo cavo (2) definente all'interno una camera di scorrimento (3, 103, 203); un pistone (4) montato scorrevole in detta camera di scorrimento (3, 103, 203) in modo tale da fornire all'esterno di questa una forza (F) di attuazione ed azionato con un fluido alimentato dall'esterno; un corpo (6) avente una estremità (6B) di trasmissione di detta forza (F) di attuazione prolungata all'esterno di detta camera di scorrimento (3, 103, 203) ed una estremità (6A) di aggancio agganciata a detto pistone (4), caratterizzato dal fatto che tra detto corpo (6) e detto pistone (4) sono interposti mezzi amplificatori (18, 21, 23) di detta forza (F) di attuazione in modo da ottenere una forza (1) di attuazione amplificata .
2. 2) Gruppo attuatore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi amplificatori comprendono: primi mezzi a biella (18) aventi una prima estremità (17) incernierata ad un punto fisso (16) di detto corpo cavo (2) ed una contrapposta seconda estremità (19); secondi

   mezzi a biella (21) aventi una terza estremità (20) incernierata a detta seconda estremità (19) ed una quarta estremità (22) incernierata a detto pistone (4); mezzi dì trasmissione (23) di detta forza (FI) amplificata posti tra detti primi mezzi a biella (18) e detto corpo (6) e definenti tra questo e detto punto fisso (16) un braccio di leva (B) di lunghezza predeterminata .
3. 3) Gruppo attuatore (1) secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui detti mezzi amplificatori (18, 21, 23) di forza (F) di attuazione sono posti all'interno di detta camera di scorrimento (3, 103, 203).
4. 4) Gruppo attuatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detti primi mezzi a biella (18) presentano una lunghezza (L) predeterminata e maggiore della lunghezza di detto braccio di leva (B).
5. 5) Gruppo attuatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detti primi mezzi a biella (18) presentano una lunghezza (L) predeterminata e maggiore o uguale alla lunghezza di detto braccio di leva (B).
6. 6) Gruppo attuatore (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni 2 oppure 4 oppure 5, in cui detta una forza amplificata (FI) è amplificata in funzione del rapporto tra dette lunghezze (L) di detti primi mezzi a biella e detto braccio di leva (B).
7. 7) Gruppo attuatore (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detta una forza amplificata (FI) è amplificata in modo direttamente proporzionale al rapporto tra detta lunghezza (L) di detti primi mezzi a biella e detta lunghezza di detto braccio di leva (B).
8. 8) Gruppo attuatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di trasmissione (23) presentano posizioni variabili rispetto a detto corpo (6), in modo tale da modificare la lunghezza di detto braccio di leva (B).
9. 9) Gruppo attuatore secondo la rivendicazione 2 oppure 8, in cui detti mezzi di trasmissione (23) comprendono: almeno un foro trasversale (24) ricavato in detto corpo (6) in una posizione variabile; un'asola (25) ricavata in detti primi mezzi a biella (18) in modo da essere sostanzialmente allineata a detto foro (24); uno spinotto trasversale (26) inseribile

   in detto foro (24) ed impegnante detta asola (25) in modo da collegare in modo lasco detti primi mezzi a biella (18) con detto corpo (6) e da trasmettere a quest'ultimo i movimenti di detto pistone (4), consentendo la rotazione di detti primi mezzi a biella (18) intorno a detto punto fisso (16). 10)Gruppo attuatore secondo la rivendicazione 2 oppure 9, in cui detto punto fisso comprende: una ulteriore staffa di attacco (15) che si protende solidale da una faccia inferiore di un coperchio (112) di chiusura di detta camera di scorrimento (3, 103, 203); una cerniera (16) a cui è incernierata detta prima estremità (17) di detti primi mezzi a biella (18) avente asse di cerniera parallelo a detta faccia inferiore di detto coperchio (112). Modena lì 28 luglio 2006

   Psr incarico Dott