IT202000015085A1 - Procedimento di fabbricazione di un bullone a doppia resistenza a mezzo di tornitura a testa porta pezzi inclinata o di rullatori inclinati conici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DEL BREVETTO PER INVENZIONE DAL TITOLO:

?PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE DI UN BULLONE A DOP-PIA RESISTENZA A MEZZO DI TORNITURA A TESTA PORTA PEZ-ZI INCLINATA O DI RULLATORI INCLINATI O CONICI?

Campo della tecnica: nella bulloneria.

I problemi tecnici incontrati sono i seguenti:

In un bullone tradizionale nel suo serraggio il carico si concentra per il 60% sul primo filetto in presa e per il 20% sul secondo filetto in presa; nel presente invece il carico si ripartisce in modo uguale su ogni filetto in presa.

Soluzione al problema: si pratica nel bullone forato un filetto decurtato del cedimento sul primo filetto in presa inclinando la testa porta pezzi del tornio o i rullatori o con i rullatori conici.

Veniamo ora ad illustrare che cosa ? noto:

? noto che in un normale bullone filettato ?ma?, il carico ? del 60% sul primo filetto in presa e del 20% sul secondo filetto in presa.

E' noto che la testa del bullone pu? essere eseguita o per deformazione plastica da tubo rullato nelle macchine Waterbury o National, o rullatrici, oppure per saldatura al gambo mediante frizione; nel quale ultimo caso la parte filettata del tubo pu? essere eseguita fino alla testa del bullone, mentre la filettatura viene rullata.

? noto che, la sollecitazione ? minore nel bullone semplicemente forato, poich? si ripartisce il carico su di una parte a maggiore allungamento.

E' noto che una differenza di passo si accumula con l'aumentare del numero dei filetti.

Da studi precedenti del depositante il dado allungato presentava una minor concentrazione delle linee di forza all'attacco della testa rispetto al tradizionale.

LO SCOPO DEL TROVATO

? quello di fabbricare un bullone leggero e resistente a doppio sforzo.

I BREVETTI ESAMINATI SONO I SEGUENTI:

- US20110280683, A SCREW NET WITH A THREAD, A PITCH OF WHICH VARIES-AND TOOL TO PRODUCE SUCH SCREW OR NET presenta due rulli filettatori con una diminuzione di spessore del rullo filettatore verso il centro, non parla di inclinazione n? dei pettini, n? dei rulli filettatori, n? della testa porta pezzi al tornio. - DE20100542 - Il bullone presenta la testa a tazza, ma non il passo decurtato

- BRMVB801-198 - THREAD OF DIFFERENTIAL STEP THAT ALLOWS A BETTER DISTRIBUTION OF THE TIGHTENED LOAD BETWEEN THE ENGAGED FILLETS - non parla di inclinazione dei rulli dei pettini filettatori o della TPO, ma solo di differenza di passo.

- US 197467 - MIGLIORAMENTO DI ASSIEMI DI DADI E BULLONI. Si differenzia il passo ma non dice come.

- EP3045742 - ANORDUNG MIT EINEM SCHRAUBEN BOREN BETESTIGUNG ELEMENT - Un elemento a tazza ? interposto fra la testa del bullone ed il pezzo da serrare, ma non parla di allargamento a tazza della testa del bullone, n? di inclinazione degli elementi filettatori.

- US4596888 - FORMATION OF FASTENING AND CONNECTION WITH VARIABLE PITCH THREADS - E' identico a D4, non comprendiamo come abbiano potuto assegnargli l'attestato.

Ma in nessuno di essi erano mostrati (tav. 2) in un bullone la realizzazione con i rulli o pettini filettatori inclinati, n? tampoco associati alla testa svasata a tazza anti-bloccante o al foro centrale: tutto ci? dimostra la nostra attivit? inventiva, atta a conferire l'attestato del brevetto.

-10201900005832 - BULLONE DOPPIA RESISTENZA E DI PASSO DECURTATO. Non era specificata la modalit? di esecuzione.

ALLO STATO ATTUALE DELLA TECNICA, molti tentativi erano stati effettuati allo scopo di ripartire meglio il carico fra i vari filetti in presa: il aveva fatto variare il diametro esterno della madrevite (dado ad imbuto); il lo perfezion? ulteriormente imbutendolo da lamiera. Sempre nel suo libro ?parti interne di macchine?, il propose il bullone filettato da due pettini assottigliati ad angolo; il Bolt praticava una scanalatura a profondit? variabile sul fondo della gola della madrevite; altri la filettatura a diametro variabile o di passo variabile (soluzioni non praticamente interessanti). Altro dato da non sottovalutare, ? quello che sulla prima spira in presa la deformazione diviene permanente, quasi doppia del limite di elasticit?!

GLI STUDI DEI DEPOSITANTI SONO I SEGUENTI:

Da esperimenti effettuati dal , ancora studente, nei suoi esperimenti di fotoelasticit?, risult? che il diagramma delle tensioni poteva essere meno gravoso nel dado tubolare.

Ne consegue che occorre diminuire il carico in corrispondenza dei filetti in presa con altri metodi: negli anni 60 lo scrivente ottenne dei risultati inclinando il pettine filettatore debitamente scaricato, mentre nel presente trovato il pettine ? normale, ma inclinato o conico.

Veniamo ora ad effettuare l'ESPOSIZIONE DELL'INVENZIONE

Il procedimento di esecuzione del bullone avviene nel seguente modo: premesso che, con riferimento alla tav. 1 il bullone ? cavo in (2), al fine di renderlo pi? elastico; esso viene tirato dall'ultimo filetto in presa (5), decurtando successivamente gli altri filetti via via a degradare fino alla testa del bullone; e ci? o per tornitura inclinando di 4? la testa porta pezzi, o per rullatura, fatto a mezzo dei rullatori (3.a e 3.b) inclinati rispetto all'asse bullone di un angolo a = 4? ; in questo caso il bullone ? privo di testa, e il suo sbozzo esce assialmente dalla macchina verso il suo diametro maggiore.

SOLUZIONE ESECUTIVA DELLA RULLATURA:

Con riferimento alla tav. 2 dello sbozzo (1) a mezzo di rulli, i rulli filettatori (3. a e 3.b) inclinati rispetto all'asse dello sbozzo (1) del suddetto angolo a sono montati, rispettivamente sui cuscinetti (16. a e 16.b), i cui supporti (6. a e 6.b) avanzano a tuffo (unitamente alle piastre di supporto 7. a e 7.b)) verso lo sbozzo (1) del bullone; e scorrono sulle guide (8. a e 8.b) a mezzo della vite (9) a filettature opposte, vite comandata o dal volantino (10), o da un motoriduttore a rotazione alternata; all'arretramento dei rullatori, il senso di rotazione si inverte. Se invece si desidera una rotazione continua dei rulli (3. a e 3.b) sempre verso lo sbozzo (1) del bullone, si provvedono i motori sincronizzati elettricamente in senso inverso, o catene o cinghie incrociate con rimando a contrappeso, o motorizzazione di una sola delle due teste, con ingranaggi in presa fra i due assi ed un giunto cardanico ai due estremi di ognuno dei due alberi scanalati (di grandi sezioni).

Con riferimento alla tav. 3. esponiamo ora l'esecuzione delle singole parti della soluzione a rotazione alternata:

per quanto riguarda la trasmissione del moto ai rulli (3. a e 3.b sez. AA e CC), i supporti (39. a e 39. b) degli ingranaggi di trasmissione (12. a e 12. b), sono montati sul basamento (13), a cui ? fissata la cremagliera (20); all'avanzare l'uno verso l'altro dei supporti (39. a 39. b), le scatole porta ingranaggi (21.a/b) avanzano di conseguenza, guidati dalle slitte (25 a/b); sui cappelli (24 a/b) sono montati i lubrificatori delle scatole di ingranaggi. Con questo metodo le rullatrici (3. a/b) sono collegate a quelli dei rulli rullatori a mezzo dei cardani ed alberi scanalati; il moto riduttore viene collegato ad una delle scatole porta-ingranaggi oppure gli alberi degli ingranaggi (22.a/b) ruotano in senso opposto mossi da motori sincronizzati, da cinghie incrociate o catene incrociate con rimandi.

Per quanto riguarda (tavv. DD e BB) la vite di avanzamento (9) fra di loro dei carrelli (7 a/b), secondo il nostro brevetto 10 2019 000002503, le rispettive madre-viti sono divise in due parti: quella inferiore (26 a/b) fissata sul carrello (13), mentre quella superiore (27 a/b) viene tenuta aderente verso il basso dalle molle a trazione (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32) con i rispettivi occhielli ed i perni di ritegno; intorno alla scatola porta ingranaggi, tutte le guarnizioni di ritegno dell'olio (33, 34, 35, 36). Approfittando dell'avanzamento a tuffo ( tav. 21 fra i due rullatori, il caricamento automatico degli sbozzi (1) pu? avvenire in pi? modi: nel nostro esempio applicativo gli sbozzi (1) vengono immessi nella tramoggia inclinata caricatrice (14); l'avvicinamento a tuffo fra i rulli (3 a/b) fa aprire i ganci (15, 16) facendo avanzare di uno sbozzo il caricamento; il gancio (15) rilascia uno sbozzo (17) mentre quello (16) fa cadere quello successivo nel gancio distributore (18) e trattiene gli altri sbozzi in arrivo; all'arretramento del porta-rullatori, e quindi del gancio (18), lo sbozzo (17) cade nel gancio (15); il gancio (18) arretra, lasciando cadere sul gancio (15) lo sbozzo (17) cos? distribuito; durante la fase di rullatura, lo sbozzo (1) avanza verso (19), per cadere nella cesta di raccolta; le teste porta rulli arretrano, invertendo cos? il senso di rotazione dei rulli (3 a/b). Gli sbozzi vengono poi convogliati alla macchina saldatrice convenzionale ad attrito unendo sbozzo filettato e testa del bullone.

Per quanto riguarda la testa porta-rulli, essa deve sostenere grandi sforzi in senso radiale ed assiale; in tav. 4 ne illustriamo una soluzione applicativa; la testa (6.b) porta rullatori (3.b) incorpora l'albero (40) che presenta la sezione massima (41. b) entro la bronzina (42. b), mentre la spinta assiale ? sostenuta dalla bronzina (43. b); il tutto ? serrato dalle fiancate (45. a e 45. b) con i rispettivi anelli di tenuta (46-47) e le guarnizioni; dalla parte destra dell'albero (40) ? praticato l'anello (48. b) del cardano; a sinistra dell'albero (40) ? praticata la sezione quadrata che entra nella rispettiva sezione quadrata (49. b) interna del rullatore; a serrare, le rondelle grower (50) con le viti (51); il tutto ? montato inclinato rispetto al basamento (13).

lo stesso procedimento viene applicato per la filettatura a pettini rullatori, inclinati nel solito angolo rispetto all'asse dello sbozzo del bullone: solo che il meccanismo di trasmissione ai rullatori ? diverso, come esistente presso i relativi fabbricanti; in esso, invece di far ruotare in senso inverso i rulli filettatori (3. a 3.b), si fanno alzare ed abbassare alternativamente in senso inverso a mezzo di un albero a gomito i due pettini filettatori, che avanzano a tuffo verso il pezzo da rullare.

VANTAGGI:

1- si elimina dalla filettatura la parte conferente tensioni abnormi

ATTIVIT? INVENTIVA:

a) L?insieme di tanti bulloni o viti con minor concentrazione delle linee di forza, alleggerisce tutta la struttura assiemata;

b) Una migliore ripartizione delle sollecitazioni interne permette di reggere ad un maggior carico di fatica.

c) Se il bullone o la vite regge al doppio sforzo, la minor concentrazione delle linee di forza sul pezzo da serrare permette di dimezzare il peso del pezzo serrato.

d) La differenziazione di passo non ? molto dispendiosa, se decurtata nella ultima filettatura, ottenuta inclinando i pettini filettatori o rulli, o la testa porta-pezzi in tornitura.

e) La diminuzione della densit? delle linee di forza nel pezzo da serrare ne rende integro il materiale anche sotto sollecitazione a fatica, e ci? ? di basilare importanza per la tenuta dei serbatoi.

f) Nelle caldaie e nei motori a scoppio il calore viene evacuato dall'anima interna del bullone (vuota).

UNITA' DELL'INVENZIONE:

Il bullone o la vite sono eseguiti a mezzo di rullatori inclinati o conici o dalla inclinazione della testa porta-pezzi in tornitura.

INDUSTRIALIZZAZIONE DEL TROVATO:

Il bullone o la vite vengono eseguiti a tuffo dal pieno o dal tubo, come nel procedimento tradizionale. Si ? solo diminuito il suo diametro esterno in corrispondenza della giunzione fra i due pezzi, a mezzo dei pettini o rulli inclinati o conici o dalla testa porta-pezzi in tor

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI

   1- Procedimento di fabbricazione di un bullone a doppia resistenza, a mezzo di tornitura a testa porta pezzo inclinata, o di rullatori inclinati o conici, caratterizzato da ci? che il procedimento di esecuzione del bullone avviene nel seguente modo: premesso che il bullone ? cavo in (2) al fine di renderlo pi? elastico; detto bullone viene tirato dall'ultimo filetto in presa (5), decurtando successivamente gli altri filetti, via via a degradare fino alla testa del bullone; e ci?, o per tornitura inclinando di 4? la testa porta pezzi, o per rullatura a mezzo dei rullatori (3. a e 3.b) inclinati rispetto all'asse bullone di un angolo di ?= 4?; in questo caso il bullone ? privo di testa, e il suo sbozzo esce assialmente verso il suo diametro maggiore.

   2- Procedimento come rivendicato in 1-, caratterizzato da ci? che nella rullatura dello sbozzo (1) a mezzo di rulli filettatori (3. a e 3.b) [inclinati rispetto all'asse dello sbozzo (1) del suddetto angolo], i rulli (3) sono montati, rispettivamente sui cuscinetti (16. a e 16.b), i cui supporti (6. a 6.b), avanzano a tuffo unitamente alle piastre di supporto (7.a 7.b), verso lo sbozzo (1) del bullone, scorrendo sulle guide (8. a 8.b) a mezzo della vite (9) a filettature opposte; vite comandata o dal volantino (10), o da un moto riduttore a rotazione alternata; all'arretramento dei rullatori, il senso di rotazione si inverte.

   3- Procedimento come rivendicato in 1 -, caratterizzato da ci? che nella rullatura se si desidera una rotazione continua dei rulli (3.a 3.b) sempre verso lo sbozzo (1) del bullone; si provvedono i rotori sincronizzati elettricamente in senso inverso, o catene a cinghie incrociate con rimando a contrappeso, o motorizzazione di una sola delle due teste; ingranaggi in presa fra i due assi su un giunto cardanico ai due estremi di ognuno dei due alberi scanalati (di grandi sezioni).

   4- Procedimento come rivendicato in 1- e 2-, caratterizzato da ci? che per quanto riguarda la trasmissione del moto ai rulli (3. a e 3.b), i supporti (39 a/b) degli ingranaggi di trasmissione (12. a 12.b) scorrono sul basamento (13), a cui ? fissata la cremagliera (20); scorrono all'avanzare l'uno verso l'altro dei supporti (39.a 39. b); le scatole porta ingranaggi (21.a/b) avanzano di conseguenza, guidate dalle slitte (35 a/b), in modo da far ruotare gli ingranaggi (22 a/b) e (23 a/b); sui cappelli (24 a/b) sono i lubrificatori delle scatole di ingranaggi; con questo metodo le rullatrici (3 a/b) ruotano in senso opposto ad ogni inversione della slitta porta scatole di ingranaggi.

   5- Procedimento come rivendicato in 1- 2- 3- caratterizzato da ci? che per rotazioni sempre nel solito senso, gli alberi porta ingranaggi (12 7b) sono collegati a quelli dei rulli rullatori a mezzo di cardani ed alberi scanalati; il moto riduttore viene collegato ad una delle scatole porta-ingranaggi; oppure gli alberi degli ingranaggi (22 a/b) sono motorizzati in senso opposto da motori sincronizzati, o da cinghie incrociate o catene incrociate con rimandi.

   6- Procedimento come rivendicato in 1- 2- 3- 4- 5- caratterizzato da ci? che per quanto riguarda la vite di avanzamento (9) fra di loro, dei carrelli (7 a/b), secondo il nostro brevetto 10 2019 000002503, le rispettive madreviti sono divise in due parti: quella inferiore (26 a/b) fissata sul carrello (13), mentre quella superiore (27 a/b) viene tenuta aderente verso il basso dalle molle a trazione 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32) con i rispettivi occhielli ed i perni di ritegno; intorno alla scatola porta ingranaggi, tutte le guarnizioni di ritegno dell'olio (33, 34, 35, 36, a/b).

   7- Procedimento come rivendicato in 1- 2- 3- 4- 5- 6-, caratterizzato da ci? che approfittando dell'avanzamento a tuffo (10) fra i due rullatori, il caricamento automatico degli sbozzi (1) pu? avvenire in pi? modi; nel nostro esempio applicativo, gli sbozzi (1) vengono immessi nella tramoggia inclinata caricatrice (14); l'avvicinamento a tuffo fra i rulli (3 a/b) fa aprire i ganci (15, 16) facendo avanzare di uno sbozzo il caricamento; il gancio (15) rilascia uno sbozzo (17), mentre quello (16) fa cadere quello successivo nel gancio distributore (18) e trattiene gli altri sbozzi in arrivo; all'arretramento dei porta-rullatori, e quindi del gancio (18), lo sbozzo (17) cade nel gancio (15); il gancio (18) arretra, lasciando cadere sul gancio (15) lo sbozzo (17) cos? distribuito; durante la fase di rullatura, lo sbozzo (1) avanza verso (19), per cadere nella cesta di raccolta; le teste porta-rulli arretrano, invertendo cos? il senso di rotazione dei rulli (3 a/b); gli sbozzi vengono poi convogliati alla macchina saldatrice convenzionale ad attrito fra sbozzi.

   8- Procedimento come rivendicato in 1- 2- 3- 4- 5- 6- 7-, caratterizzato da ci? che per quanto riguarda la testa porta-rulli, essa deve sostenere grandi sforzi in senso radiale ed assiale; ne illustriamo una soluzione applicativa: la testa (6.b) porta rullatori (3.b) incorpora l'albero (40) che rappresenta una sezione massima (41. b) entro la bronzina (42. b), mentre la spinta assiale ? sostenuta dalla bronzina (43. b); il tutto ? serrato dalle fiancate (44. b, 45. b) con i rispettivi anelli di tenuta (46 47) e le guarnizioni; dalla parte destra dell'albero (40) ? praticato l'anello (48. b) del cardano; a sinistra dell'albero (40) ? praticata la sezione quadrata che entra nella rispettiva sezione quadrata interna del rullatore (3.b); a serrare, la rondella grower (50) con la vite (51); il tutto ? montato inclinato di a=4? rispetto al basamento (13).

   9- Procedimento come rivendicato in 1- 2- 3- 4- 5- 6- 7- 8-, caratterizzato da ci? che lo stesso procedimento viene applicato per la filettatura a pettini rullatori, inclinati del solito angolo ? rispetto all'asse dello sbozzo (1) del bullone: solo che il meccanismo di trasmissione ai rullatori ? diverso, come esistente presso i relativi fabbricanti; in esso, invece di far ruotare in senso inverso i rulli filettatori (3. a 3.b), si fanno alzare ed abbassare alternativamente, a mezzo di un albero a gomito, in senso inverso i due pettini filettatori, che avanzano a tuffo verso il pezzo da rullare.