ITUA20164540A1 - Sistema di chiusura di snodi sferici per tiranteria di sterzo e applicazioni industriali con tappo mobile in metallo. - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo “ Sistema di chiusura di snodi sferici per tiranteria di sterzo e applicazioni industriali con tappo mobile in metallo”

Descrizione

Stato della tecnica

Per meglio capire il campo di applicazione di questa invenzione dobbiamo preliminarmente il lustrare come si compone uno snodo sferico, che è una speciale applicazione che consente la trasmissione di un moto da una parte all’altra consentendo movimenti rotativi garantiti dalla presenza dì un perno.. Un classico esempio di applicazione è l’assale sterzante di un trattore o di un mezzo movimento terra; in questa applicazione lo snodo rappresenta l’organo di collegamento tra il mozzo della ruota e la scatola idroguida e deve necessariamente compiere movimenti ripetitivi assicurati da un perno inserito all’interno dello snodo. Gli snodi sferici possono distinguersi a seconda della posizione del perno nei modo seguente:

- snodi sferici con perno a 90° chiamati comunemente teste di sterzo perché generalmente trovano applicazione nella componentistica di sterzo dei trattori, delle mietitrebbie, dei mezzi movimento terra e off-highway in generale

- snodi sferici con perno dritto o assiali che possono trovare svariate applicazioni nel campo industriale oltre che su quello della tiranteria di sterzo in generale

Ad oggi lo stato della tecnica non prevede la possibilità di poter aprire e chiudere lo snodo sferico ripetute volte in quanto tutti i produttori effettuano la chiusura del tappo con due diversi procedimenti che deformano in maniera definitiva il metallo sul tappo e quindi non consentono di riaprire lo snodo sferico una volta chiuso.

Il primo procedimento dì chiusura chiamato “procedimento per rullatura”, consiste nel ribadire con rulli speciali il materiale dello snodo sulla sede del tappo, così da determinare una chiusura cosiddetta “ a pacco “ di tutti i componenti che si trovano airinterno dello snodo, ivi compreso il perno sferico che deve garantire le oscillazioni.

Il secondo procedimento di chiusura chiamato “procedimento per pressione” consiste nel pressare con una pressa oleodinamica lo snodo con speciali stampi di chiusura, così da determinare una deformazione meccanica dell’acciaio su cui insiste il tappo direttamente sui vari componenti dello snodo tra cui Π perno sferico che deve garantire le oscillazioni.

Ovviamente la chiusura per rullatura e per pressione, se da un lato garantiscono una perfetta tenuta del tappo sul resto dei componenti e ne possono condizionare il gioco assiale, dall’altro non permettono di poter aprire lo snodo in maniera ripetuta per ispezionarlo ed eventualmente sostituire i componenti interni se non distruggendolo e quindi obbligando i’utilizzatore a sostituirlo con uno Identico. Il presente trovato, invece, consente di poter riaprire lo snodo sferico in maniera anche ripetuta senza la necessità di dover rottamare il pezzo, in quanto Π tappo mobile che chiude lo snodo può semplicemente essere svitato con un utensile in maniera semplice e riavvitato subito dopo le operazioni di manutenzione. La procedura di sostituzione generalmente richiede diverse ore di manutenzione che variano a seconda del mezzo su cui è montato lo snodo e quindi la rottura dello snodo determina un fermo macchina che in alcuni casi diventa particolarmente gravoso se il pezzo da rimontare non è disponibile sul mercato. Sulla base di questa constatazione i più grandi costruttori hanno avviato una politica dì riduzione dei tempi di manutenzione dei mezzi interessati che certamente si traduce in un vantaggio economico determinato da una diminuzione dei costi e questo ritrovato và nella direzione di migliorare i tempi d’intervento dei riparatori a costi nettamente più bassi, visto che l’intervento può essere realizzato direttamente sul posto anziché in officina. Attualmente la Fiorella Industrie srl è l'unico produttore che su una categoria di mezzi ha iniziato a montare snodi sferici e teste di sterzo con tappo mobile perché consente di poter intervenire sul mezzo in maniera rapida sostituendo i componenti interni senza la necessità di dover riportare il mezzo in officina. La caratteristica peculiare di questa invenzione è proprio la versatilità perché con i tradizionali snodi sferici, ì mezzi con problemi meccanici, spesso sono riportati in officina ; nel caso specifico di snodi sferici montati su assali sterzanti, una failure dello snodo sferico obbliga utii izzatore al rimorchio forzato del mezzo perché la componente sterzante non è più operativa e con immaginabili fermi macchina che hanno un costo molto elevato.

Presentazione dell’invenzione

Fatta questa premessa introduttiva andiamo ora a spiegare in cosa consiste questa invenzione applicata alla tecnologia dello snodo sferico, in particolare si spiegherà t’utilizzo di questa nuova tecnologia allo snodo sferico a 90° più comunemente conosciuto con il nome di testa di sterzo che ovviamente può trovare applicazione sugli assali sterzanti, ma anche su mezzi autosnodati al centro e in altre applicazioni industriali dove sono presenti leve di rinvio meccanico.

Ogni snodo sferico è formato da una parte esterna generalmente realizzata in metallo C45 ( pos. 1 ) con lavorazioni meccaniche che ne permettono il montaggio su qualsiasi tipo di applicazione. All’interno dello snodo sferico ci sono due cuscinetti, uno superiore ed uno inferiore, i cui materiali possono variare a seconda delle richieste del cliente ( pos. 3 e 4 ) e a seconda dell’applicazione dove andra’ montato io snodo sferico o testa di sterzo., un perno in materiale 41 CR04 temprato a induzione (pos. 2 }, una molla a tazza (pos. 5 ) che garantisce il gioco assiale dello snodo e un tappo mobile in acciaio lavorato e filettato ( pos. 6) che chiude tutto all’interno dello snodo sferico. Ogni volta che viene fuori la necessità di fare manutenzione allo snodo sferico è sufficiente procedere allentando con una chiave esagonale le due viti di bloccaggio con testa in ottone ( pos. 17 ) posizionati sui due lati dello snodo sferico ( dettaglio A) e che vanno a insistere sul filetto del tappo mobile filettato, in modo che quest’ultimo possa essere a sua volta svitato con l’ausilio di un’attrezzatura incassata sui tre fori realizzati sul tappo ( pos. 18 ). E’ importante che il gambo della viti finisca con una cartuccia in ottone che essendo un materiale morbido riesce ad adattarsi al filetto del tappo senza danneggiarlo e quindi consentendo questa operazione più volte nel corso della vita dello snodo sferico. A questo punto, una volta svitato il tappo (pos. 6) e svitato il dado sul perno ( pos. 7 ), è possibile sfilare tutti i componenti all’interno dello snodo, partendo in ordine dalla molla a tazza( pos. 5 ) dal cuscinetto superiore (pos. 3), dal perno ( pos.2) fino al cuscinetto inferiore ( pos.

4 ), il tutto senza muovere il mezzo su cui lo snodo è montato e senza la necessità di ricorrere al trasferimento del mezzo stesso in officina.

Una volta ispezionato l’interno dello snodo e l’integrità dei componenti mediante controllo visivo e strumentale, è possibile rimontare gli stessi componenti o una parte di essi e alcuni nuovi, oppure tutti nuovi componenti avendo cura di rispettare l’ordine di montaggio definito in specifiche da noi fornite, infine intingere il filetto del tappo con liquido Autoblock, riavvitare e bloccare il tappo con le due viti con testa in ottone posizionate ai lati dello snodo.

T vantaggi derivanti dalPutilizzo di questa invenzione sono notevoli e diventano ancor più evidenti se paragonati con l’attuale stato della tecnica.

Infatti, come detto in precedenza, tutti gli altri produttori utilizzano snodi sferici o teste di sterzo che una volta chiusi non possono essere riaperti in quanto il materiale viene ribadito per pressione o per rullatura direttamente sul tappo, quindi un eventuale difetto sul perno o semplicemente su un cuscinetto compromette la vita stessa dello snodo che in questo modo deve essere sostituito integralmente. Invece con la nostra invenzione del tappo mobile applicato agli snodi sferici o teste di sterzo è possibile svitare il tappo e sostituire i componenti interni danneggiati, quindi ì vantaggi possono essere così riassunti:

1) possibilità dì intervenire in tempi rapidi con una riparazione certamente più economica perché permette la sostituzione dei soli componenti interni anziché la sostituzione dell’intero snodo

2) possibilità di effettuare la sostituzione dei componenti interni senza utilizzo di energia elettrica o di ponti di sollevamento idraulico, in particolare in quelle applicazioni dove la rottura determina una impossibilità dei mezzo a muoversi, come per esempio nelle macchine movimento terra che hanno gli snodi sferici al centro come elementi autosterzanti e autosnodati

3) possibilità di avere stock di magazzino con valore unitario nettamente più bassi rispetto agli snodi tradizionali montati

4 ) vita più longeva degli snodi avendo la possibilità di intervenire con una lubrificazione supplementare del pezzo, rimuovendo il grasso esausto all’ interno e rimettendo grasso nuovo. Quando lo snodo è chiuso è comunque possibile lubrificare l’interno dello snodo tramite un foro ingrassatore { dettaglio B ) posizionato sul lato superiore dello snodo.

5) riduzione sensibile dei fermi macchina dei mezzi su cui gli snodi sono installati, ciò si traduce in una maggiore produttività del mezzo e in un vantaggio d’immagine notevole rispetto ai concorrenti

Descrizione dei disegni

In allegato alla presente domanda c'è il disegno dello snodo sferico a 90° meglio conosciuto con il nome di testa di sterzo, ma lo stesso sistema di chiusura può essere applicato allo snodo sferico assiale, il principio cardine delia presente invenzione è che questi articoli possono essere aperti più volte mentre quelli tradizionali riconducibili allo stato attuale della tecnica, non possono essere aperti, ma soltanto rottamati in caso di failure.

Il disegno allegato presenta lo snodo sferico visto da tutte le angolazioni per consentire di capire al meglio le caratteristiche peculiari: tutti i componenti al l’interno e all’esterno dello snodo sono evidenziati con un numero in modo da permettere di seguire la spiegazione dell'invenzione nel paragrafo precedente. Alla disamina numerica sono abbinati due disegni dì dettaglio ( A e B ) che vanno ad evidenziare alcuni punti fondamentali per ben comprendere la presente invenzione, di fatto pongono la lente d'ingrandimento su due elementi specifici riconducibili a questa applicazione.

Infine, sempre sulla stessa tavola, ci sono due disegni bidimensionali che permettono di capire la conformazione geometrica del pezzo e la sua individuazione sull’applicazione su cui và montato.

Sulla tavola allegata sono riportate anche le misure dello snodo standard, ma è necessario sottolineare che questo prodotto può essere realizzato su misura per il cliente e quindi nei pieno rispetto degli ingombri e delle misure d’intercambiabilità; ovviamente la costante rimane sempre il sistema di chiusura con tappo mobile che al di là delle misure richieste, dispiega la sua funzionalità sempre allo stesso modo.

Attuazione dell’invenzione

Come già anticipato in premessa, So snodo sferico a 90° trova applicazione su svariate tipologie di utilizzo, poiché in genere si applica dove c’è da trasferire un moto da una parte meccanica all’altra nel rispetto delle oscillazioni richieste. A titolo esemplificativo ma non esaustivo, forniamo alcune tipologie dì utilizzo sia nel settore agricolo che in quello dei mezzi off highway e industriale.

1) componente dell’assale sterzante: in genere rappresenta l’organo di collegamento tra il cilindro idroguida e il mozzo della ruota; questo snodo trova grande utilizzo nel settore agricolo e dei mezzi movimento terra, poiché posto sull’assale sterzante, garantisce grazie all’oscillazione del perno, svariati movimenti che favoriscono la sterzata del mezzo dove sono montati. In genere sull’assale sterzante lo snodo sferico o testa di sterzo a 90° lavora in congiunzione con uno snodo assiale che permette la regolazione del moto tra ì vari organi, in questo caso i due snodi cosi uniti prendono il nome di tirante di sterzo. Nel caso specifico del sistema di chiusura mobile del tappo oggetto dell’invenzione, possiamo affermare che trova la sua massima applicazione nei mezzi più pesanti che scaricano sull’assale sterzante forze meccaniche molto grandi, risultando praticamente scarsamente utilizzato negli snodi sferici di piccole dimensioni e applicati su trattori piccoli. Gli snodi sferici in questo caso lavorano per trasmettere il movimento di sterzata tra il cilindro idroguida del mezzo e il mozzo della ruota nel rispetto dell’angolo di oscillazione richiesto dalla casa madre. Lo snodo sferico può essere agganciato con filettatura maschio ( come nel disegno allegato ) o con filettatura femmina, se interviene un’ulteriore snodo assiale che congiunge la testa di sterzo con la scatola idroguida.

2) componente nei mezzi snodati al centro: lo snodo sferico a 90° trova grande applicazione anche nella parte centrale del mezzo laddove è necessario permettere la sterzata del mezzo, visto che generalmente in questi casi l’assale sterzante è fìsso, ma la possibilità di sterzare viene garantita da una testa a 90° singola in abbinata a una doppia testa a 90° che invece caratterizza la stabilità del mezzo al centro. In questo caso la tecnologia interna dei componenti è fondamentale perché al centro del mezzo vengono scaricate tutte le forze che insistono sul mezzo e quindi solo l’utilizzo di materiali qualitativamente ottimi garantisce la funzionalità del pezzo. In questa applicazione risulta importantissima la possibilità di poter intervenire sul mezzo senza la necessità di rimuovere tutto lo snodo, ma semplicemente i suoi componenti, quindi il sistema di chiusura con tappo mobile in questo caso rappresenta una soluzione importante in termini di velocità d’intervento e costi. 1 vantaggi in questo tipo di applicazione sono molto più evidenti perché in genere la testa di sterzo singola viene saldata mediante apposita ghiera allo chassis della macchina e quindi sostituire un pezzo rotto comporta operazioni molto laboriose per rimuovere dapprima la saldatura e poi scoppiare il mezzo; invece se si riesce a intervenire solo sui componenti interni senza smontare il pezzo e quindi semplicemente svitando il tappo mobile, allora si capisce la grande novità di questa invenzione.

3) componente nelle grosse applicazioni industriali : Γ invenzione trova applicazione anche in ambito industriale come leva di rinvio di un moto da una parte all’altra degli organi meccanici di una macchina; generalmente si usa questa applicazione quando c’è necessità di trasferire un movimento su una leva con grossi carichi di lavoro; in queste situazioni la possibilità di poter ispezionare lo snodo sferico ogni volta che si rende necessario costituisce un vantaggio competitivo e di produttività enorme.

Claims (1)

1. Rivendicazioni dell’invenzione avente per titolo “ Sistema di chiusura di snodi sferici per tiranteria di sterzo e applicazioni industriali con tappo mobile in metallo” Rivendicazioni 1- Sistema di chiusura di snodi sferici con tappo mobile filettato realizzato in metallo 2 - Sistema di chiusura dì snodi sferici con tappo mobile filettato realizzato in metallo secondo la rivendicazione 1 e caratterizzato dal fatto di essere bloccato da due viti esagonali in metallo con testata in ottone per aderire alla filettatura in acciaio del tappo stesso senza danneggiarlo. 3 - Sistema di chiusura di snodi sferici con tappo mobile filettato secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto di avere una lavorazione meccanica di scarico interna con annesso OR in gomma che impedisce Fingresso di acqua e sporco all’intemo 4 - Sistema di chiusura di snodi sferici con tappo mobile filettato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di avere tre fori sulla superfìcie che consentono di svitarlo con apposita chiave a tre punti. 5 - Sistema di chiusura di snodi sferici con tappo mobile filettato secondo la rivendicazione 4 e caratterizzato da! fato di avere una cavità interna dove si inserisce una molla a tazza di compressione che garantisce il gioco assiale a zero da parte del perno sferico oscillante