ITTO980133A1 - Attuatore lineare per una pinza di saldatura e pinza di saldatura prov vista di tale attuatore lineare. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un attuatore lineare per una pinza di saldatura.

Per la saldatura di materiali in foglio, in generale, e di lamiere metalliche in particolare, è noto di utilizzare delle pinze di saldatura, comunemente note come pinze a C, ciascuna delle quali comprende un proprio telaio, una prima testa di saldatura solidalmente collegata al telaio, ed una seconda testa di saldatura affacciata alla prima testa e mobile da -e verso la prima testa di saldatura stessa sotto la spinta di un relativo attuatore lineare pneumatico portato dal telaio. Gli attuatori pneumatici noti comprendono una coppia di cilindri pneumatici disposti fra loro in serie ed attivabili in successione per spostare la testa mobile tra una posizione arretrata di riposo, in cui le teste sono distanziate l'una dall'altra, ed una posizione avanzata di saldatura, nella quale le teste forzano fra loro le lamiere da saldare e sono attraversate da una determinata corrente di saldatura.

Le pinze di saldatura note del tipo sopra descritto, anche se utilizzate, risultano essere scarsamente efficienti ed affidabili e comportano tempi di saldatura relativamente lunghi. Quanto appena esposto è essenzialmente imputabile alle caratteristiche realizzative degli attuatori pneumatici utilizzati, nei quali, quando le relative teste mobili sono disposte nelle loro posizioni avanzate di saldatura, sono presenti due camere d'aria in pressione disposte fra loro in serie. In tali condizioni, a seguito dell'inevitabile cedevolezza dell'aria compressa presente nelle camere, il carico di forzamento delle teste varia non solo nel corso di una stessa operazione di saldatura, ma da una operazione di saldatura all'altra a cui consegue, inevitabilmente, una incontrollabile variazione dell'indice di qualità delle saldature realizzate.

Per limitare tali variazioni di carico, è noto di pressurizzare le due camere a pressioni diverse, ma questo, non solo non risolve completamente il problema sopra esposto, ma introduce un incremento dei costi conseguenti alla necessità di dover alimentare aria a pressioni diverse.

Inoltre, gli attuatori noti presentano tempi di risposta relativamente lunghi e normalmente variabili rendendo disagevoli, oltre che insicure, le operazioni di spostamento delle relative pinze rispetto alle lamiere da saldare. Infatti, ultimata la saldatura, lo spostamento della pinza in una nuova posizione di saldatura è subordinato all'allontanamento della testa mobile; tale allontanamento richiede però un tempo che non è rigorosamente costante ma varia di volta in volta, per cui la scelta del momento in cui spostare la pinza e, conseguentemente, la durata di un ciclo di saldatura, dipendono esclusivamente dall'abilità e dall'esperienza dell'operatore addetto alla saldatura.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un attuatore lineare per una pinza di saldatura, il quale permetta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un attuatore lineare per una pinza di saldatura comprendente un'asta di uscita atta ad essere accoppiata ad una testa di saldatura, e mezzi di movimentazione pneumatici per spostare l'asta di uscita in sensi opposti lungo un percorso rettilineo tra una posizione avanzata ed una posizione arretrata, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di movimentazione comprendono un unico cilindro a doppio effetto comprendente la detta asta di uscita, e mezzi di posizionamento assiale rilasciabili attivabili per bloccare assialmente la detta asta di uscita in una posizione intermedia tra la detta posizione avanzata e la detta posizione arretrata durante lo spostamento dell'asta stessa da e verso la detta posizione avanzata .

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disecjni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista laterale, con parti asportate per chiarezza, di una pinza di saldatura provvista di un attuatore lineare realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 è una sezione in scala ingrandita dell'attuatore lineare secondo la linea II-II della figura 1; e

le figure 3 e 4 sono figure analoghe alla figura 2, ed illustrano 1'attuatore lineare in due diverse condizioni funzionali.

Nella figura 1, con 1 è indicata, nel suo complesso, una pinza di saldatura a C, la quale comprende un proprio telaio 2, a sua volta comprendente un braccio 3 portante solidalmente collegata ad una propria porzione terminale una testa 4 di saldatura, nota e non scritta in dettaglio, presentante un proprio asse 5.

Il telaio 2 comprende, inoltre, una guida 6 rettilinea nota, alla quale è accoppiata, in maniera assialmente scorrevole, un'asta 7 coassiale all'asse 5 e portante solidalmente collegata, ad una propria porzione terminale rivolta verso la testa 4, una ulteriore testa 8 di saldatura affacciata alla testa 4 stessa.

La testa 8 è mobile lungo l'asse 5 da e verso la testa 4 sotto la spinta di un attuatore lineare pneumatico 9, il quale comprende un proprio involucro 10 solidalmente collegato al telaio 2 in modo noto, ed un'asta 11 di uscita presentante un asse 12 parallelo all'asse 5 e solidalmente collegata ad una porzione intermedia dell'asta 7 tramite una staffa 13.

Secondo quanto illustrato, in particolare, nelle figure ca 2 a 4, l'involucro 10 alloggia un corpo cavo 14 a bicchiere, il quale comprende una parete laterale cilindrica 15 delimitante una apertura 16 di ingresso, ed una parete 17 di fondo provvista di un foro 18 coassiale all'asse 12 ed attraversato dall'asta 11 che impegna il foro 18 stesso con gioco, ed è accoppiata alla parete 17 in maniera assialmente scorrevole ed a tenuta di fluido tramite l'interposizione di una bronzina 19.

L'apertura 16 di ingresso è chiusa da un tappo 20, il quale è solidalmente collegato al corpo 14 a tenuta di fluido in posizione affacciata alla parete 17, e definisce, unitamente al corpo 14 stesso, una camera 21. La camera 21 alloggia un ulteriore corpo cavo 22, il quale è attraversato dall'asta 11, è accoppiato ad una porzione intermedia del corpo 14 in posizione assialmente fissa ed a tenuta di fluido, e suddivide la camera 21 in due camere, indicate con 24 e 25.

La camera 24 alloggia uno stantuffo 26, il quale è solidalmente collegato ad una estremità dell'asta 11, è accoppiato al corpo 14 in maniera assialmente scorrevole ed a tenuta di fluido e suddivide la camera 24 in due ulteriori camere a volume variabile, indicate con 27 e 28 (fig. 3). Lo stantuffo 26 definisce, unitamente all'asta 11, al tappo 20 e ad una porzione del corpo 14 stesso, un cilindro pneumatico 28a a doppio effetto, le cui camere 27 e 28 comunicano con l esterno attraverso rispettivi condotti 29 ricavati attraverso la parete laterale 15 del corpo 14 e l'involucro 10 e collegati a rispettive valvole pneumatiche note e non illustrate. Nel particolare esempio descritto, le valvole sono del tipo a posizionamento discreto, preferibilmente a 3 vie e due posizioni funzionali, e sono comandate in modo noto per spostare l'asta 11 tra una posizione arretrata {figura 4), nella quale la testa 8 è disposta in una posizione arretrata di riposo, ed una posizione avanzata operativa (figura 1), nella quale la testa 8 è disposta adiacente alla testa 4 e, in uso, forza il materiale da saldare contro la testa 4 stessa.

La camera 25 alloggia un ulteriore stantuffo 30, il quale si estende coassialmente ed ortogonalmente all'asta 11, ed è accoppiato all'asta 11 ed al corpo 14 in maniera assialmente scorrevole ed a tenuta di fluido per definire un cilindro pneumatico 30a.

Lo stantuffo 30 suddivide la camera 25 in due camere a volume variabile, indicate con 31 e 32 (fig. 3 e 4), delle quali la camera 32 comunica con l'esterno attraverso un condotto 33 ricavato nel corpo 14 e nell'involucro 10 e collegato ad una valvola pneumatica, convenientemente uguale alle valvole precedentemente descritte.

Lo spostamento assiale dello stantuffo 30 lungo l asta 11 è ostacolato da una nervatura circonferenziale 34 esterna, la quale è ricavata sull'asta 11 per definire uno spallamento assiale per lo stantuffo 30, ed è atta ad impegnare, in uso, un tratto del foro 18 in maniera assialmente scorrevole. In particolare, la nervatura 34 è ricavata ad una distanza L dallo stantuffo 26 (fig. 4) tale per cui quando l'asta 11 è disposta nella sua posizione arretrata (figura 4), la nervatura 34 trattiene lo stantuffo 30 a contatto del corpo 22.

Ancora con riferimento alle figure da 2 a 4, il corpo 22 è definito da due semigusci 35 e 36, i quali sono solidalmente collegati l'uno all'altro a tenuta di fluido e delimitano fra loro una ulteriore camera 37 attraversata dall'asta 11, e comunicante con la camera 32 attraverso una apertura 38 impegnata in maniera scorrevole ed a tenuta di fluido dall'asta 11, e con la camera 27 attraverso una apertura 39. L'apertura 39 è impegnata con gioco dall'asta 11, ed è delimitata da una flangia anulare interna 40 definente uno spallamento assiale per uno stantuffo 41, il quale è alloggiato all'interno della camera 37 ed è accoppiato all'asta 11 ed al corpo 22 in maniera assialmente scorrevole ed a tenuta di fluido per definire un cilindro pneumatico 41a. Lo stantuffo 41 suddivide la camera 37 in due camere a volume variabile, indicate con 42 e 43 (figure 2 e 3), delle quali la camera 42 comunica con l'esterno attraverso un condotto 44 ricavato attraverso il corpo 14 e l'involucro 10 e collegato pneumaticamente ad una valvola, convenientemente uguale alle valvole precedentemente descritte. Lo spostamento assiale dello stantuffo 41 lungo l'asta 11 è ostacolato da una nervatura circonf erenziale esterna 45, la quale è ricavata sull'asta 11 per definire uno spallamento assiale per 10 stantuffo 41 e presenta dimensioni radiali esterne tali da impegnare con gioco l'apertura 39. La nervatura 45 è ricavata in posizione adiacente allo stantuffo 26 e ad una distanza LI dallo stantuffo 26 stesso (fig. 4) tale per cui, quando lo stantuffo 26 è disposto a contatto del semiguscio 36 (figura 2), lo stantuffo 41 è mantenuto dalla nervatura 45 stessa in battuta contro il semiguscio 35, mentre quando lo stantuffo 30 è disposto m battuta contro la parete 17 ed il relativo risalto 34 e lo stantuffo 41 è disposto in battuta contro la flangia 40 (figura 3), la nervatura 45 si estende attraverso l'apertura 39 in battuta contro lo stantuffo 41 stesso.

Il funzionamento dell'attuatore 1 verrà ora descritte' a partire da una condizione di riposo illustrata nella figura 4, in cui, a seguito della pressurizzazione delle camere 27 e 42, lo stantuffo 26 è disposto in battuta contro il tappo 20, lo stantuffo 41 è mantenuto in battuta contro la flangia 40 e, conseguentemente, lo stantuffo 30 è forzato dalla nervatura 34 contro il semiguscio 35, e l'asta 11 è disposta nella sua posizione arretrata in cui mantiene la testa 8 nella sua posizione arretrata di riposo.

A partire da tale condizione, depressurizzando la camera 27 ed inviando aria in pressione all'interno delle camera 28, 32 e 42 l'asta 11 viene avanzata progressivamente fino a portarla in una posizione intermedia (figura 3), nella quale la nervatura 45 è disposta in battuta contro lo stantuffo 41, e lo stantuffo 30 è disposto in battuta sia contro la parete 17 che contro la nervatura 34. In tale condizione la testa 8 è mantenuta ferma in una posizione intermedia, nella quale dista dalla testa 4 di una quantità tale da eliminare qualsiasi vincolo con il materiale da saldare e la pinza 1 può pertanto essere liberamente spostata rispetto al materiale da saldare stesso.

A questo punto, una volta posizionata la pinza rispetto al materiale da saldare, la camera 42 viene depressurizzata provocando il progressivo spostamento dello stantuffo 26 verso il corpo 22 e dell'asta 11 verso la sua posizione avanzata. Durante lo spostamento dello stantuffo 26, lo stantuffo 41 viene trascinato dalla stessa asta 11 mediante la nervatura 45, mentre la nervatura 34 impegna progressivamente il tratto del foro 18. Quando lo stantuffo 26 coopera in battuta con il semiguscio 36 e lo stantuffo 41 è mantenuto in battuta con il semiguscio 35 dalla nervatura 45, la testa 8 è disposta nella sua posizione operativa, nella quale viene mantenuta dal solo fluido in pressione presente nella camera 28 per tutto il tempo necessario alla saldatura del materiale.

Ultimata la saldatura la testa 8 viene, dapprima, riportata nella sua posizione intermedia depressurizzando la camera 28 e pressurizzando le camera 27 e 42 a cui consegue un arretramento dell'asta 11 fino a quando la nervatura 34 si dispone in battuta contro lo stantuffo 30 mantenuto fisso e lo stantuffo 41 coopera in battuta sia con la flangia 40 che con il risalto 45. Raggiunta tale posizione viene depressurizzata la camera 32 provocando lo spostamento dell'asta 11 verso la sua posizione arretrata ed il contemporaneo trascinamento dello stantuffo 30 verso il corpo 22 ad opera della nervatura 34.

Da quanta precede appare evidente che la pinza 1 descritta consente, innanzitutto, di effettuare saldature presentanti tutte le medesime caratteristiche di affidabilità ed efficienza. Quanto appena esposto deriva essenzialmente dal fatto che l'utilizzo di un unico cilindro pneumatico agente direttamente sulla testa mobile e, quindi, la presenza di un volume d'aria compressa estremamente più contenuto di quello utilizzato nelle soluzioni note, consente di esercitare un carico di serraggio della pinza ottimale e praticamente costante.

Non solo, ma le caratteristiche realizzative dell' attuatore 9 descritto consentono di bloccare, in maniera rilasciabile, la testa mobile 8 sia durante una corsa di andata verso la testa 4, che durante una corsa di ritorno in una posizione intermedia di attesa univoca ed invariante e corrispondente ad un condizione di parziale apertura della pinza. E' quindi evidente che, rispetto alle soluzioni note, l'operatore deve semplicemente limitarsi a spostare la pinza 1 senza effettuare alcun controllo sulla posizione relativa delle teste 4 e 8 in quanto, quando la testa 8 è bloccata- nella sua posizione intermedia, la pinza 1 è certamente disposta in una condizione di apertura sufficiente a consentire uno spostamento relativo tra pinza 1 é materiale da saldare.

Da quanto precede appare, infine, evidente che alla pinza 1 descritta possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione. In particolare, il telaio 2 potrebbe presentare una geometria diversa da quella descritta a titolo di esempio, così come nell'attuatore 9 i cilindri 28a, 30a e 41a potrebbero essere realizzati in maniera diversa da quella descritta e/o essere disposti in posizioni relative differenti.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Attuatore lineare (9) per una pinza (1) di saldatura comprendente un'asta di uscita (11) atta ad essere accoppiata ad una testa (8) di saldatura, e mezzi di movimentazione pneumatici (28a) per spostare l'asta di uscita (11) in sensi opposti lungo un percorso (5) rettilineo tra una posizione avanzata ed una posizione arretrata, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di movimentazione comprendono un unico cilindro a doppio effetto (28a) comprendente la detta asta (11) di uscita (11), e mezzi di posizionamento assiale (30a,34)(41a,45) rilasciabili attivabili per bloccare assialmente la detta asta di uscita (11) in una posizione intermedia tra la detta posizione avanzata e la detta posizione arretrata durante lo spostamento dell'asta stessa (11) da e verso la detta posizione avanzata. 2.- Attuatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di posizionamento assiale (30a,34)(41a,45) sono mezzi attuatori pneumatici. 3. Attuatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di posizionamento assiale (30a,34)(41a,45) comprendono un primo (30a) ed un secondo (41a) attuatore pneumatico accoppiati alla detta asta (11) èd azionabili per bloccare l'asta stessa (11) nella detta posizione intermedia . 4.- Attuatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i detti primo (30a) e secondo attuatore (41a) pneumatico sono fra loro allineati lungo la detta asta (11). 5.- Attuatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i detti primo (30a) e secondo' attuatore (4la) pneumatico comprendono rispettivi stantuffi (30)(41) accoppiati alla detta asta (11) in maniera assialmente scorrevole; i detti mezzi di posizionamento assiale (30a,34)(41a,45) comprendendo, inoltre, primi (34) e secondi mezzi di arresto (45) assiale portati dalla detta asta (11) ed atti a :definire, ciascuno, uno spallamento per un relativo detto stantuffo (30)(41). 6. - Attuatore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di arresto assiale (34)(45) comprendono, per ciascun detto stantuffo (30) (41), un relativo risalto anulare (34)(45) solidalmente collegato ad una relativa porzione intermedia della detta asta (11). 7.- Pinza (1) di saldatura comprendente un telaio (2), una; prima testa di saldatura (4) solidalmente collegata al telaio (2), una seconda testa di saldatura (8) mobile rispetto alla prima testa di saldatura (4) ed un attuatore lineare (9) per spostare la seconda testa di saldatura (8) da e verso la prima testa (4) di saldatura, caratterizzata dal fatto che il detto attuatore lineare (9) è realizzato secondo la rivendicazione 1. 8.- Attuatore lineare per pinze di saldatura, sostanzialmente come descritto ed illustrato nelle figure allegate. 9.- Pinza di saldatura, sostanzialmente come descritta con riferimento alle figure allegate.