IT201800005407A1 - Macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico - Google Patents

Description

MACCHINA RULLATRICE PER FORMARE UNA FILETTATURA SU DI UN CORPO CILINDRICO

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione concerne una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, secondo il preambolo della rivendicazione principale indipendente.

La macchina rullatrice di cui trattasi si inserisce nel settore industriale delle lavorazioni meccaniche di precisione realizzate mediante deformazione plastica a freddo ed in grado di conferire ai componenti metallici lavorati elevate prestazioni meccaniche in particolare di tenacità e di resistenza alla fatica.

La macchina ed il metodo oggetto dell'invenzione sono vantaggiosamente destinati ad essere impiegati per realizzare filettature su corpi cilindrici metallici quali alberi, barre, aste ecc.

Stato della tecnica

Sono attualmente disponibili sul mercato, macchine rullatrici dotate di una struttura portante su cui sono montate due o più teste operative ciascuna con associato un corrispondente rullo formatore avente perifericamente ricavata una prima filettatura, per realizzare un’impronta, ovvero una corrispondente seconda filettatura, sul corpo cilindrico da formare. Le lavorazioni superficiali dei singoli rulli formatori cooperano tra loro in successione per deformare plasticamente la superficie del corpo cilindrico da lavorare posto lungo un asse centrale di lavoro della macchina e per realizzare su di esso il profilo della filettatura desiderata.

Pertanto, l’impronta lasciata dai rulli formatori forma la filettatura finale desiderata per il corpo cilindrico ed in particolare, come è noto, la filettatura è sostanzialmente costituita da un solco elicoidale realizzato sulla parete esterna cilindrica del corpo cilindrico da lavorare.

In questo modo, il corpo cilindrico dotato della suddetta filettatura finale desiderata è suscettibile di accoppiarsi mediante accoppiamento di forma con una madre-vite dotata internamente di una omologa filettatura.

Nel seguito verrà indicata con l’espressione “corpo cilindrico” il pezzo od organo meccanico da formare, sia esso un albero, una barra, un’asta od un altro corpo metallico cilindrico su cui si vuole realizzare l’impronta mediante deformazione plastica a freddo. Come è noto, la formatura mediante macchina rullatrice con deformazione plastica a freddo permette di produrre corpi cilindrici dotati di filettatura meccanicamente particolarmente resistenti. Infatti, le catene cristalline metalliche, ad esempio in acciaio, del corpo da lavorare con la deformazione non vengono tagliate, come accade invece in un tradizionale processo di fresatura, ma deformate progressivamente fino ad ottenere l’impronta necessaria.

La macchina rullatrice conferisce durante la particolare lavorazione a freddo al corpo cilindrico lavorato proprietà di forgiatura che aumentano la resistenza a fatica del metallo di cui è costituito il corpo cilindrico da lavorare nonché aumentano il carico statico alla base del filetto. È noto che la resistenza meccanica di una filettatura realizzata mediante una macchina rullatrice è dell’ordine del 30% superiore a quella realizzata con un normale processo di taglio.

Più in dettaglio, le macchine rullatrici di tipo noto prevedono che ciascun rullo formatore sia montato su un albero portautensile, il quale è azionato a ruotare da un corrispondente motore.

Inoltre ciascun rullo formatore, montato sulla relativa testa operativa, è comandato a spostarsi da un corrispondente attuatore lineare lungo un asse trasversale sostanzialmente perpendicolare all’asse di lavoro, per imprimere, mediante compressione, con la sua filettatura, un’impronta sul corpo metallico da formare.

L'impronta di filettatura rilasciata da ciascun rullo formatore sul corpo metallico da lavorare deve riprendere in maniera estremamente precisa l’impronta effettuata dalla filettatura del precedente rullo formatore per comporre la filettatura finale desiderata sul corpo metallico da lavorare come successione di lavorazioni di filettatura.

Come è noto operativamente, ciascun rullo formatore durante la fase di formatura avanza progressivamente verso il corpo cilindrico per affondare la sua filettatura sulla superficie esterna del corpo cilindrico medesimo; in questo modo parte del materiale del corpo cilindrico viene spostato sulla sua superficie esterna per lasciare spazio all’impronta definente la filettatura.

Le operazioni di formazione vengono controllate tramite un’unità di controllo logico ad esempio del tipo a controllo numerico diretto da un computer esterno (CNC).

Più in dettaglio la testa operativa è dotata di diverse regolazioni per consentire alla filettatura di agire ne migliore dei modi sul corpo cilindrico da formare.

Allo scopo, ciascuna testa operativa comprende un gruppo di sostegno solidale allo stelo mobile dell'attuatore lineare ed una piastra porta mandrino, la quale supporta il corrispondente rullo formatore ed è meccanicamente connessa al gruppo di sostegno mediante un perno di rotazione sostanzialmente orizzontale.

Quest'ultimo consentire al rullo formatore di ruotare lungo un asse orizzontale per variare l'angolazione dell'asse del rullo formatore rispetto all'asse centrale di lavoro ella macchina. Sono inoltre presenti primi mezzi di fissaggio per bloccare amovibilmente la piastra porta mandrino al gruppo di sostegno nella posizione angolare selezionata.

La regolazione dell'angolazione tra l'asse di lavoro e quindi l'asse del corpo cilindrico da formare e l'asse dei rulli formatori ha lo scopo di consentire di variare la componente della forza di trascinamento del corpo cilindrico lungo l'asse di lavoro esercitata dai rulli formatori.

A sua volta il gruppo di sostegno è formato da un corpo di guida fissato allo stelo dell'attuatore lineare, e da un corpo di slitta su cui è montato il rullo formatore. Il corpo di slitta è azionabile a scorrere sul corpo di guida girando attorno ad un asse verticale. Sono inoltre presenti secondi mezzi di fissaggio per bloccare amovibilmente il corpo di slitta rispetto al corpo di guida nella posizione angolare selezionata.

La regolazione dell'angolazione della slitta e quindi del rullo formatore attorno ad un asse verticale ha invece lo scopo di variare l'azione di incisione dei primi anelli di filettatura del rullo formatore sul corpo cilindrico da lavorare. In altre parole ad esempio nel caso di corpi da lavorare particolarmente duri si preferisce che il rullo formatore inizi la sua azione con i primi giri di filettatura in maniera meno incisiva per preservare tali primi anelli di filettatura. Ciò è ottenuto divaricando leggermente ad esempio l'asse dei rulli formatori per creare un invito per l'ingresso del corpo cilindrico da formare. La macchina rullatrice del tipo noto fin qui brevemente descritta si è rivelata della pratica non scevra di inconvenienti.

Il principale inconveniente risiede nel fatto che i primi mezzi di fissaggio attualmente impiegati per bloccare la piastra porta mandrino al gruppo di sostegno nella posizione angolare selezionata, sono generalmente manuali e ciò rende lunghe e laboriose le operazioni di regolazioni del trascinamento dei corpi cilindrici da formare ogni volta che si cambia produzione. Soluzioni con martinetti oleodinamici di trattenimento risulterebbero difficili da realizzare dovendosi realizzare difficili tenute idrauliche sul gruppo di sostegno a sua volta dotato di regolazioni e quindi di parti in movimento. Un ulteriore inconveniente discende dal fatto che nelle attuali macchine rullatrici del tipo sopra descritto la regolazione angolare lungo un asse verticale della posizione del corpo di slitta (e quindi del rullo formatore) rispetto a quello di guida comporta il distacco tra le relative superfici di scorrimento a contatto quando per effettuare la regolazione vengono allentati i secondi mezzi di fissaggio. Il peso del corpo di slitta supportante il rullo formatore a sbalzo sul corpo di guida determina il distacco delle superfici di scorrimento a contatto e, come detto, difficoltà di regolazione.

Presentazione dell’invenzione

In questa situazione il problema alla base della presente invenzione è pertanto quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalle soluzioni di tipo noto sopra citate mettendo a disposizione una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, la quale consenta di mantenere i componenti delle teste operative che attraverso i rulli formatori realizzano la filettatura sul corpo cilindrico da lavorare, saldamente assemblati tra loro anche durante gli sforzi di compressione dei rulli formati contro il corpo cilindrico da formare.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, la quale consenta di regolare agevolmente ed in sicurezza la posizione angolare di ciascun rullo formatore rispetto ad un asse di rotazione orizzontale e trasversale all'asse di avanzamento del rullo formatore verso il corpo cilindrico da formare.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, consenta di regolare agevolmente ed in sicurezza la posizione angolare di ciascun rullo formatore rispetto ad un asse di rotazione verticale e trasversale all'asse di avanzamento del rullo formatore verso il corpo cilindrico da formare.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una macchina rullatrice, la quale sia semplice ed economica da realizzare.

Questi ed altri scopi ancora vengono tutti raggiunti dalla macchina e dal procedimento entrambi oggetto della presente invenzione secondo le rivendicazioni allegate.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche della presente invenzione, secondo i suddetti scopi, sono riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento alle figure allegate, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa in cui:

− la figura 1 mostra una vista prospettica frontale della macchina rullatrice oggetto della presente invenzione;

− la figura2 mostra una vista prospettica di una porzione anteriore della macchina di figura 1 all'inizio della fase di lavorazione di un corpo cilindrico;

− la figura 3 mostra un particolare della macchina rullatrice di figura 1 relativo ad una testa operativa montata su di un attuatore lineare ma priva del relativo rullo formatore e con la testa ruotata in una prima posizione rispetto ad un primo asse orizzontale di regolazione;

− la figura 4 mostra il particolare di figura 3 con la testa operativa ruotata in una seconda posizione rispetto ad un primo asse orizzontale di regolazione;

− la figura 5 mostra una vista prospettica in sezione del particolare della macchina rullatrice di figura 3 effettuata lungo un piano longitudinale verticale passante per l'asse di avanzamento di detto attuatore lineare;

− la figura 6 mostra una vista prospettica in sezione del particolare della macchina rullatrice di figura 3 effettuata lungo un piano longitudinale orizzontale passante per l'asse di avanzamento di detto attuatore lineare;

− la figura 7 mostra una vista prospettica in sezione ingrandita della figura 6 con in evidenza dei previsti secondi mezzi di movimentazione per la regolazione della posizione del corpo di slitta rispetto al corpo di guida rispetto ad un secondo asse verticale di regolazione;

− la figura 8 mostra il particolare della macchina rullatrice di figura 3 con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre ed in particolare per evidenziare primi mezzi di movimentazione per regolare la posizione della testa operativa lungo un primo asse di regolazione orizzontale;

− le figure 9 e 10 mostra il particolare della macchina rullatrice di figura 3 con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre ed in particolare per evidenziare un corpo di slitta dotato di primi mezzi magnetici per il fissaggio di una piastra porta mandrino di una testa operativa secondo due diverse forme realizzative dell'invenzione, dopo una regolazione angolare attorno ad un primo asse di rotazione orizzontale;

− la figura 11 mostra il corpo di slitta di figura 9 isolato dai restanti organi della stessa figura 9;

− la figura 12 mostra il particolare della macchina rullatrice di figura 3 con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre ed in particolare per evidenziare un corpo di guida dotato di secondi mezzi magnetici per il trattenimento di un corpo di slitta non illustrato nella posizione selezionata dopo una regolazione angolare attorno ad un secondo asse di rotazione verticale;

− la figura 13 mostra un particolare del rullo formatore in una vista in sezione longitudinale della sua filettatura.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento agli uniti disegni è stata indicata nel suo complesso con 1 una macchina rullatrice per formare filettature su corpi cilindrici in accordo con la presente invenzione.

Essa è generalmente destinata ad essere impiegata per realizzare trattamenti di filettatura o altre impronte su corpi cilindrici di organi meccanici quali alberi, barre, aste ecc. per le più svariate applicazioni.

I suddetti trattamenti sono ottenuti, in modo di per sé noto e tradizionale, mediante deformazione plastica a freddo della superficie del corpo cilindrico da formare ponendolo in compressione tra più rulli formatori posti perifericamente rispetto al corpo cilindrico stesso.

Nel seguito pertanto sarà richiamato con l’espressione “corpo cilindrico” il pezzo o l’organo meccanico su cui si vuole realizzare una lavorazione di filettatura come ad esempio un albero, una barra, un’asta od un altro organo cilindrico ancora.

Le filettature sono ottenute, in modo di per sé noto e tradizionale, mediante deformazione plastica a freddo della superficie del corpo cilindrico da formare ponendo lo stesso corpo cilindrico in compressione tra più rulli formatori 6 posti perifericamente rispetto al corpo cilindrico stesso che risulta pertanto centrato rispetto ai rulli formatori. Più in dettaglio, la macchina rullatrice 1 è provvista di una struttura portante 2 destinata ad essere appoggiata a terra, a cui sono meccanicamente associate almeno due teste operative 60, le quali hanno meccanicamente associati dei corrispondenti suddetti rulli formatori 6, i quali, come descritto in dettaglio nel seguito, agiscono con la loro filettatura contro la superficie laterale del corpo cilindrico da formare essendo azionati a lavorare ruotando, in prima approssimazione attorno ad assi paralleli tra loro, in un comune verso di rotazione, ed in compressione sulla stessa superficie laterale del corpo cilindrico da formare.

La struttura portante 2 è ottenuta mediante un’intelaiatura metallica tra una parte anteriore, da cui avviene l'alimentazione del corpo cilindrico da formare ed una parte posteriore in cui sono generalmente previste le motorizzazioni dei rulli formatori 6. Tra tali parti anteriore e posteriore è quindi individuabile un asse centrale di lavoro A in corrispondenza del quale è sostanzialmente coassialmente disponibile il corpo cilindrico C da formare.

In accordo con la forma realizzativa delle allegate figure, la struttura portante 2 si sviluppa longitudinalmente tra una parete anteriore 3 ed una parete posteriore 4, vantaggiosamente provviste ciascuna di una apertura centrale 5 per il passaggio del corpo cilindrico da lavorare.

L’asse centrale di lavoro A è disposto ortogonalmente alla parete anteriore 3 e alla parete posteriore e passa al centro delle suddette aperture 5, le quali sono quindi attraversate dal corpo cilindrico da lavorare.

Ciascuno dei due rulli formatori 6 è azionabile a ruotare attorno al proprio asse di rotazione Z ed è dotato perifericamente di una prima filettatura 8 avente almeno un primo filetto sviluppantesi attorno all’asse di rotazione Z.

I rulli formatori 6 sono suscettibili di deformare plasticamente il corpo cilindrico C disponibile lungo un asse centrale di lavoro A della macchina 1 interposto tra i rulli formatori 6, per formare sul corpo cilindrico C una seconda filettatura dotata di almeno un secondo filetto sostanzialmente controsagomato rispetto al primo filetto dei rulli formatori 6.

Ciascun rullo formatore 6 è costituito, in maniera di per sé tradizionale, da un corpo cilindrico C, preferibilmente in acciaio, dotato di un asse centrale di simmetria che corrisponde al suo asse di rotazione Z, ed è dotato perifericamente della prima filettatura 8 formata da almeno un primo filetto.

Con il termine filetto si dovrà intendere nel seguito un’unica nervatura in rilievo a forma di spirale predisposta sulla superficie cilindrica esterna di ciascun rullo formatore 6. La prima filettatura 8 di ciascun rullo formatore 6 potrà essere costituita da un unico filetto o da più filetti affiancati e paralleli. Con il termine filettatura si intenderà quindi un filetto se singolo o l’insieme di più filetti che si sviluppano sulla superficie laterale esterna dei rulli formatori 6. Unicamente per semplicità di esposizione nel seguito verrà considerata la filettatura composta da un unico filetto cosicché tali termini coincidano così come il riferimento “8”, tuttavia ovviamente la prima filettatura 8 potrà essere composta da più filetti senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa.

Ciascun filetto 8 si estende senza soluzione di continuità con una forma di spirale che si sviluppa avvolgendosi sulla superficie esterna del rullo formatore 6 avanzando lungo il suo asse longitudinale Z di sviluppo e di rotazione.

Ciascun filetto 8 appare formato, in una direzione longitudinale di lettura parallela al suo asse Z, da una successione di profili 12 (con particolare riferimento alla allegata figura 13) che ovviamente sono circonferenzialmente collegati tra loro senza soluzione di continuità a formare un unico filetto 8 avvolto a spirale.

Il filetto 8 ha sezione trasversale rispetto al suo sviluppo a spirale di forma ad esempio approssimativamente triangolare o trapezoidale con creste esterne 24 rastremate rispetto ad una base allargata. In corrispondenza delle creste 24, il raggio del rullo formatore 6 è massimo, mentre in corrispondenza di fondi 10 che si alternano alle creste 24, il raggio dei rulli formatori 6 è minimo.

Le creste 24 ed i fondi 10 sono raccordati da fianchi 32 inclinati. Il passo P della filettatura rimane definito dalla distanza assiale tra due creste 24 in successione mentre la distanza radiale tra le creste 24 ed i fondi 10 definisce la profondità L della filettatura 8.

Il filetto 8 si sviluppa pertanto sulla superficie periferica esterna del rullo 6 ed attorno all’asse di rotazione Z con uno sviluppo elicoidale e con caratteristiche di forma e di passo che variano a seconda delle esigenze applicative del corpo cilindrico da formare. In accordo con l’esempio illustrato nelle allegate figure, la macchina 1 prevede due rulli formatori 6, posti a 180 gradi l’uno dall’altro.

La macchina potrà ovviamente prevedere un numero diverso di rulli formatori 6, in particolare tre rulli formatori 6 disposti a 120 gradi l’uno dall’altro, senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa.

Secondo l’invenzione, i rulli formatori 6 sono atti a deformare plasticamente a freddo il corpo cilindrico da formare posizionato lungo l’asse centrale di lavoro A della macchina e supportato in tale posizione, per formare una seconda filettatura dotata di almeno un secondo filetto sostanzialmente controsagomato rispetto al primo filetto di detti rulli formatori 6.

La macchina 1 comprende inoltre due o più attuatori lineari 7 montati sulla struttura portante 2, ciascuno meccanicamente collegato ad un corrispondente rullo formatore 6 della testa operativa 60 per spostarlo lungo un rispettivo primo asse trasversale R sostanzialmente perpendicolare all’asse di lavoro A.

Gli attuatori lineari 7 azionano i rulli formatori 6 a traslare lungo i primi assi trasversali R in avvicinamento ed in allontanamento rispetto all’asse centrale di lavoro A e conseguentemente rispetto al corpo cilindrico da formare.

Allo scopo, i rulli formatori 6 sono posizionati attorno all’asse centrale di lavoro A con i loro assi di sviluppo Z in prima approssimazione sostanzialmente paralleli all’asse centrale di lavoro A e ad una distanza radiale regolabile grazie all’azionamento degli attuatori lineari 7. Più precisamente gli assi Z dei rulli formatori 6 sono leggermente inclinati tra loro per determinare l'avanzamento del corpo cilindrico da lavorare.

Più in dettaglio, in accordo con la forma realizzativa illustrata nelle allegate figure, gli attuatori lineari 7 sono ottenuti con attuatori idraulici, in particolare pistoni idraulici, orientati con l’asse di spostamento allineato con il primo asse trasversale R di movimentazione del corrispondente rullo formatore 6 e passante per l’asse di lavoro A. Ciascun attuatore idraulico dei attuatori lineari 7 è vantaggiosamente dotato di un corpo cilindrico cavo fissato alla parete anteriore 3 della struttura portante 2 della macchina 1. All’interno del corpo cilindrico cavo è scorrevolmente montato lungo il primo asse trasversale R un pistone dotato di uno stelo mobile 9, che supporta meccanicamente la corrispondete testa operativa 60.

L’attuatore idraulico 7 è collegato ad un impianto idraulico di olio in pressione in grado per spostare lo stelo 9 ed il rullo formatore 6 da esso supportato lungo tale primo asse trasversale R nonché per porre il rullo formatore 6 in pressione con una forza regolabile contro la superficie esterna del corpo cilindrico da formare.

Vantaggiosamente il collegamento meccanico tra i rulli formatori 6 e gli attuatori lineari 7 avviene attraverso organi meccanici che consentono almeno due regolazioni come descritto in dettaglio nel seguito.

Vantaggiosamente, sono ulteriormente previsti mezzi motori predisposti sulla struttura portante 2 nella parte posteriore della macchina 1 (di tipo di per sé noti e non illustrati nelle allegate figure), meccanicamente collegati ai rulli formatori 6 per trascinarli in rotazione in appoggio sul corpo cilindrico da formare così da imprimere sulla sua superficie esterna la suddetta deformazione plastica a freddo.

Allo scopo, i rulli formatori 6 presentano una sede, ad esempio un foro passante realizzato lungo il loro asse di sviluppo longitudinale Z, in cui si inserisce in rapporto di accoppiamento un albero portautensile 29, collegato mediante una trasmissione ai mezzi motori.

Questi ultimi sono ad esempio ottenuti con motori elettrici in particolare di tipo brushless, ciascuno associato ad un corrispondente rullo formatore 6, e dotato di albero motore collegato all’albero portautensili mediante una trasmissione a giunto cardanico 27, in accordo con la particolare forma realizzativa illustrata nelle allegate figure.

I mezzi motori, ed in particolare i motori brushless, sono in grado di controllare precisamente la velocità di rotazione dei propri alberi e la loro posizione angolare (e quindi del rullo formatore che trascinano in rotazione) rispetto ad una posizione angolare di riferimento.

Come è noto, i cardani 27 interposti tra gli alberi motore e gli alberi portautensili 29 permettono la trasmissione della rotazione senza la necessaria condizione di allineamento degli alberi motori con gli assi dei rulli formatori 6, che possono pertanto ruotare a distanze diverse dall’asse centrale di lavoro A nonché possono presentare una inclinazione rispetto agli assi di rotazione degli alberi motore.

La combinazione dell’azione di compressione trasversale dovuta ai attuatori lineari 7 che portano in compressione i rulli formatori 6 sul corpo cilindrico da formare, e del moto di rotazione dei rulli formatori 6 attorno al loro asse di rotazione Z dovuta ai mezzi motori consente di deformare plasticamente il corpo cilindrico posto lungo l’asse centrale di lavoro A, realizzando sulla sua superficie esterna periferica delle impronte progressive fino ad ottenere la filettatura desiderata.

Vantaggiosamente, in accordo con la forma realizzativa della macchina 1 illustrata nelle allegate figure, sono previsti due rulli formatori 6 disposti a 180° l’uno dall’altro rispetto all’asse di lavoro A in modo tale da distribuire equamente gli sforzi sul corpo cilindrico da formare.

La macchina rullatrice 1 oggetto della presente invenzione comprende inoltre una base di supporto 14 meccanicamente collegata alla struttura portante 2, è sostanzialmente interposta tra i rulli formatori 6 ed è destinata a supportare meccanicamente il corpo cilindrico per la sua deformazione plastica.

Più in dettaglio, la testa operativa 60 comprende un gruppo di sostegno 61, solidale allo stelo mobile 9 dell'attuatore lineare 7, ed una piastra porta mandrino 62, la quale supporta il corrispondente rullo formatore 6 ed è meccanicamente connessa al gruppo di sostegno 61. Il collegamento meccanico tra tale gruppo di sostegno 61 collegato allo stelo 9 del pistone 7 e la piastra porta mandrino 62, a cui è solidale il rullo formatore 6, avviene mediante almeno un perno di rotazione 63, e mediante primi mezzi di fissaggio 64. Più in dettaglio, il perno di rotazione 63 consente alla piastra porta mandrino 62 e quindi al rullo formatore 6 di ruotare attorno ad un primo asse O, sostanzialmente orizzontale, e sostanzialmente coincidente con il primo asse trasversale R di movimentazione del rullo formatore 6 (i due assi R ed O sono comunque inclinabili con la regolazione spiegata più avanti), per consentire una prima rotazione angolare del rullo formatore 6 medesimo rispetto a tale primo asse orizzontale O e permettere così di inclinare l'asse del rullo formatore 6 rispetto all'asse centrale di lavoro A. I primi mezzi di fissaggio 64 sono invece suscettibili di bloccare rigidamente la piastra porta mandrino 62 al gruppo di sostegno 61 nella posizione angolare selezionata.

Secondo l’idea alla base della presente invenzione, la macchina rullatrice 1 prevede che i suddetti primi mezzi di fissaggio 64 comprendano primi mezzi magnetici attivabili a bloccare e sbloccare la piastra porta mandrino 62 rispetto al gruppo di sostegno 61. Grazie alla presente invenzione è possibile disattivare quindi i suddetti primi mezzi magnetici 64 per regolare l'angolazione del rullo formatore 6 ruotando la piastra porta mandrino 62 che lo supporta attorno al perno di rotazione 63 ovvero attorno al primo asse orizzontale O, e rispetto al gruppo di sostegno 61 solidale allo stelo 9 dell'attuatore lineare 7 così da variare l'angolazione dell'asse del rullo formatore 6 rispetto all'asse centrale di lavoro A della macchina (e quindi rispetto all'asse del corpo cilindrico C da formare), e quindi riattivare i suddetti primi mezzi magnetici 64 per fermare la piastra porta mandrino 62, e quindi il rullo formatore 6, nella posizione angolare desiderata. Vantaggiosamente, i suddetti primi mezzi magnetici 64 comprendono due o più magneti elettropermanenti 640 montati sulla piastra porta mandrino 62 o sul gruppo di sostegno 61 ed azionabili in attivazione e disattivazione da un impulso elettrico.

In linea del tutto generale un magnete elettropermanente, noto anche con la sigla EPM, è un tipo di magnete permanente in cui il campo magnetico esterno può essere attivato o disattivato da un impulso di corrente elettrica in un avvolgimento di filo attorno a una parte del magnete. Il magnete consiste di due parti, una di materiale magnetico "duro" (alta coercività) e una di materiale magnetico "morbido" (bassa coercività). La direzione della magnetizzazione del magnete a bassa coercività può essere commutata da un impulso di corrente in un avvolgimento del filo che lo avvolge. Quando i due magneti di materiali magneticamente morbidi e duri hanno magnetizzazioni opposte, il magnete elettropermanente non produce alcun campo esterno netto attraverso i suoi poli, mentre quando la loro direzione di magnetizzazione è allineata, il magnete elettropermanente produce un campo magnetico esterno

L'impiego di magneti elettropermanenti è preferibile nella presente invenzione all'impiego di elettromagneti, in particolare per sicurezza in caso di interruzione dell'alimentazione di corrente, nonché per un ridotto consumo energetico e per l'assenza di riscaldamento dei componenti.

Tuttavia, ai fini della definizione più ampia della presente invenzione, si dovrà ritenere che i primi mezzi magnetici 64 possano essere costituiti anche da degli elettromagneti. Vantaggiosamente potrà essere operativamente previsto di regolare la posizione angolare del rullo formatore 6 attorno a tale primo asse di rotazione T avendo disattivato solo alcuni magneti così da mantenere una forza di trattenimento della piastra porta mandrino 62 al gruppo di sostegno 61 che eviti di scaricare un eccesivo peso del rullo formatore 6 sul perno 63.

Allo scopo ad esempio l'unità di controllo logica della macchina sarà suscettibile di disattivare almeno un primo magnete elettropermanente lasciandone almeno un secondo attivato per consentire ai primi mezzi di movimentazione 13 di movimentare la piastra porta mandrino 62 rispetto al gruppo di sostegno 61 vincendo l'attrazione magnetica del secondo magnete elettropermanente.

La macchina secondo l'invenzione comprende inoltre primi mezzi di movimentazione 13 agenti sulla piastra porta mandrino 62 per portarla in rotazione attorno al perno 63. In accordo con una prima possibile forma realizzativa dell'invenzione tali primi mezzi di movimentazione 13 comprendono una cremagliera arcuata 130 fissata in corrispondenza di un bordo laterale, preferibilmente anteriore, ella piastra porta mandrino 62, ed una vite senza fine 131 impegnata alla cremagliera 130 e montata sul gruppo di sostegno 61. La vite senza fine 131 è azionabile in rotazione, ad esempio manualmente mediante un utensile, per variare la posizione angolare della piastra porta mandrino 62 rispetto al gruppo di sostegno 61 e quindi per variare la posizione angolare del rullo formatore 6 rispetto all'asse di lavoro A della macchina 1.

Diversamente, in accordo con un'altra forma realizzativa dell'invenzione i primi mezzi di movimentazione 13 comprendono almeno un attuatore, il quale è interposto tra la piastra porta mandrino 62 ed il gruppo di sostegno 61, vantaggiosamente in corrispondenza di un lato posteriore della piastra porta mandrino 62, ed è azionabile ancora una volta per variare la posizione angolare della piastra porta mandrino 62 rispetto al gruppo di sostegno 61 e quindi per variare la posizione angolare del rullo formatore 6 rispetto all'asse di lavoro A della macchina 1.

Il gruppo di sostegno 61 comprende un corpo di guida 610 il quale è fissato allo stelo 9 dell'attuatore lineare 7, e presenta una prima superficie di scorrimento 611 concava dotata di un primo raggio di curvatura. Il gruppo di sostegno 61 comprende inoltre anche un corpo di slitta 612 presentante una seconda superficie di scorrimento 613 convessa dotata di un secondo raggio di curvatura sostanzialmente coincidente con il primo raggio di curvatura. Le sue superfici di scorrimento 611 e 613 sono contrapposte accoppiate ed a contatto tra loro per almeno parte ella loro estensione essendo sostanzialmente controsagomate.

I primi mezzi magnetici 64 (ed in particolare i magneti elettropermanenti) sono disposti in corrispondenza di una faccia esterna 612A del corpo di slitta 612 rivolta verso la piastra porta mandrino 62. In accordo con gli esempi delle figure 10 ed 11 sono previste due coppie di magneti elettropermanenti 640, mentre in accordo con l'esempio realizzativo di figura 9 sono previste quattro coppie di magneti elettropermanenti 640. Il corpo di slitta 612 è azionabile a scorrere rispetto al corpo di guida 610 con percorso arcuato ovvero attorno al centro comune 100 dei due raggi di curvatura delle due superfici 611 e 613. Allo scopo, sono previsti dei secondi mezzi di movimentazione 614 per spostare il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 attorno ad un secondo asse di rotazione sostanzialmente verticale V e passante per il suddetto centro comune 100 dei due raggi di curvatura.

Durante tale rotazione le suddette prima e seconda superficie di scorrimento 611 e 613 rimangono a contatto strisciante tra loro.

In accordo con una vantaggiosa ulteriore caratteristica della presente invenzione, la macchina comprende inoltre secondi mezzi magnetici 14 atti a trattenere il corpo a slitta 612 impegnato con la sua seconda superficie di scorrimento 613 entro la prima superficie di scorrimento 611 del corpo di guida 610.

Sono inoltre preferibilmente previsti secondi mezzi di fissaggio 140 suscettibili di bloccare il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 nella posizione angolare definita dai secondi mezzi di movimentazione 614. Tali secondi mezzi di fissaggio 140 sono ad esempio costituiti da una pluralità di viti 141, le quali agiscono in spinta su una piastra 142, la quale ha un profilo inclinato 143 che agisce su un corrispondente profilo inclinato 144 della piastra di slitta 612 comprimendola contro la piastra di guida 610 come si può apprezzare dalla figura in sezione di figura 5.

I secondi mezzi magnetici 14 sono dei magneti permanenti volti a trattenere le superfici di scorrimento 611, 613 a contatto tra loro anche quando i mezzi di fissaggio 140 sono allentati per consentire la regolazione mediante i secondi mezzi di movimentazione 614. I secondi mezzi di movimentazione 614 sono progettati per vincere agevolmente l'attrazione magnetica tra il corpo di slitta 612 ed il corpo di guida 610 e consentirne la movimentazione relativa.

I secondi mezzi di movimentazione 614 sono ad esempio allo scopo costituiti da almeno una coppia di viti 615, le quali sono impegnate assialmente in sedi filettate 616 ricavate nel corpo di guida 610 trasversalmente alla direzione di spostamento del rullo formatore 6 ovvero trasversalmente alla direzione di movimentazione dell'attuatore lineare 7, ed agiscono su lati opposti di un blocchetto 617 solidale al corpo di slitta 612.

Ruotando le due viti 615, ad esempio attraverso un utensile manuale od un motorino, il blocchetto 617 si sposta entro una cavità 618 ricavata nel corpo di guida 610 e sposta così lungo l'arco sotteso tra le due superfici di scorrimento il corpo di slitta 612 rispetto al corpo di guida 610 medesimo (vedere figura 7).

L’invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina rullatrice per formare una filettatura su di un corpo cilindrico, comprendente: − una struttura portante (2); − almeno due teste operative (60) montate su detta struttura portante (2), ciascuna delle quali ha meccanicamente associato un corrispondente rullo formatore (6) azionabile a ruotare attorno al proprio asse di rotazione (Z) da un motore e dotato perifericamente di una prima filettatura (8) sviluppantesi attorno a detto asse di rotazione (Z); detti rulli formatori (6) essendo suscettibili di deformare plasticamente un corpo cilindrico (C) disponibile lungo un asse centrale di lavoro (A) di detta macchina (1) interposto tra detti rulli formatori (6) per formare su detto corpo cilindrico (C) una seconda filettatura sostanzialmente controsagomata rispetto alla prima filettatura (8) di detti rulli formatori (6); − due attuatori lineari (7), meccanicamente supportati da detta struttura portante (2) e ciascuno dotato di uno stelo mobile (9) portante meccanicamente montata una corrispondente detta testa operativa (60) con associato detto rullo formatore (6), per spostare quest'ultimo lungo un rispettivo primo asse trasversale (R) perpendicolare a detto asse di lavoro (A); ciascuna detta testa operativa (60) comprendendo almeno un gruppo di sostegno (61) solidale allo stelo mobile (9) di detto attuatore lineare (7) ed almeno una piastra porta mandrino (62), la quale supporta detto corrispondente rullo formatore (6) ed è meccanicamente connessa a detto gruppo di sostegno (61) mediante almeno un perno di rotazione (63) avente un primo asse di rotazione (O) sostanzialmente orizzontale per la regolazione angolare di detto rullo formatore (6) attorno a detto primo asse di rotazione orizzontale (O), e mediante primi mezzi di fissaggio (64) suscettibili di bloccare amovibilmente detta piastra porta mandrino (62) a detto gruppo di sostegno (61) nella posizione angolare selezionata; caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di fissaggio (64) comprendono primi mezzi magnetici attivabili a bloccare e sbloccare detta piastra porta mandrino (62) rispetto a detto gruppo di sostegno (61).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi magnetici (64) comprendono due o più magneti elettropermanenti (640) montati su detta piastra porta mandrino (62) o su detto gruppo di sostegno (61) ed azionabili in attivazione e disattivazione da un impulso elettrico.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di comprendere una unità di controllo logica suscettibile di disattivare almeno un primo magnete elettropermanente di detti magneti elettropermanenti (640) lasciandone almeno un secondo attivato per consentire a detti primi mezzi di movimentazione (13) di movimentare detta piastra porta mandrino (62) rispetto a detto gruppo di sostegno (61) vincendo l'attrazione magnetica di detto secondo magnete elettropermanente.
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere primi mezzi di movimentazione (13) agenti su detta piastra porta mandrino (62) per portarla in rotazione attorno a detto perno (63).
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di movimentazione (13) comprendono una cremagliera arcuata (130) prevista in corrispondenza di un bordo laterale di detta piastra porta mandrino (62), ed una vite senza fine (131) impegnata a detta cremagliera (130), montata su detto gruppo di sostegno (61) ed azionabile in rotazione per variare la posizione angolare di detta piastra porta mandrino (62) rispetto a detto gruppo di sostegno (61) e quindi di detto rullo formatore (6) rispetto all'asse di lavoro (A) di detta macchina (1).
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di movimentazione (13) comprendono almeno un attuatore interposto tra detta piastra porta mandrino (62) e detto gruppo di sostegno (61) ed azionabile per variare la posizione angolare di detta piastra porta mandrino (62) rispetto a detto gruppo di sostegno (61).
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto gruppo di sostegno (61) comprende un corpo di guida (610) fissato allo stelo (9) di detto attuatore lineare (7), ed avente una prima superficie di scorrimento (611) concava dotata di un primo raggio di curvatura, ed un corpo di slitta (612) avente una seconda superficie di scorrimento (613) convessa dotata di un secondo raggio di curvatura coincidente con il primo essendo sostanzialmente controsagomata rispetto a detta prima superficie di scorrimento (611) concava; detto corpo di slitta (612) essendo azionabile a scorrere rispetto a detto corpo di guida (610) attorno ad un secondo asse di rotazione sostanzialmente verticale (V) passante per il centro comune (100) a detti raggi di curvatura, secondi mezzi di movimentazione (614) essendo previsti per spostare detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610) attorno a detto secondo asse di rotazione verticale (V), con dette prima e seconda superficie di scorrimento (611, 613) a contatto tra loro, detta macchina comprendendo inoltre secondi mezzi magnetici (14) atti a trattenere detto corpo a slitta (612) impegnato contro detto corpo di guida (610).
8. 8. Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti secondi mezzi magnetici (14) sono dei magneti permanenti.
9. 9. Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti secondi mezzi di movimentazione (614) sono progettati per vincere l'attrazione di detti magneti permanenti nel movimentare detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610).
10. 10. Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto di comprendere secondi mezzi di fissaggio (140) suscettibili di bloccare amovibilmente detto corpo di slitta (612) rispetto a detto corpo di guida (610) nella posizione definita da detti secondi mezzi di movimentazione (614).