ITPD20090043A1 - Molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa - Google Patents

Description

MOLLA A GAS CON DISPOSITIVO DI SICUREZZA PER EXTRACORSA

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto una molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa.

Le molle a gas generalmente sono definite da una camicia tubolare di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello dotato di valvola di caricamento gas, e dalla parte opposta da una porzione di testa, forata per il passaggio di uno stelo con pistone, traslante all’interno di detta camicia; camicia, fondello e porzione di testa definiscono il vano di corsa per il pistone, mentre lo stesso pistone, con camicia e fondello definisce la camera di compressione ed espansione del gas.

Tali molle a gas vengono tipicamente, ma non esclusivamente, impiegate anche in situazioni, quali stampi, presse di stampaggio, e simili, in cui possono essere sottoposte a situazioni di elevata pressione interna o di urto con le associate parti di una pressa o di uno stampo, tali da poter essere danneggiate; tali danneggiamenti possono rendere inutilizzabile la molla a gas stessa, con obbligo di sostituzione ed interruzione del macchinario o impianto in cui essa à ̈ posta a lavorare, ma possono anche essere tali da recare danno ad un operatore che si trovi nei dintorni, come nel caso di esplosione per aumento incontrollato della pressione, o nel caso di esplosione per danneggiamento dello stelopistone o delle parti che lo trattengono all'interno della camicia, o di rottura con fuoriuscita incontrollata di gas in pressione.

Uno dei motivi che principalmente portano a tali danneggiamenti à ̈ la cosiddetta 'extracorsa' del pistone, ovvero una corsa a rientrare, dello stelo con pistone, maggiore rispetto a quanto consentito dal punto di vista costruttivo per quella peculiare molla a gas.

Tale cosiddetta 'extracorsa' può essere determinata ad esempio da un inatteso aumento di carico sullo stelo della molla, il quale costringe lo stelo stesso a rientrare nel corpo della molla per una lunghezza non preventivata, generandosi un sovraccarico di pressione interno alla molla che può risultare insostenibile per la struttura della molla nel suo complesso.

La molla quindi può spanciare o può rompersi nei punti di giunzione fra le parti che la compongono, o gli elementi di tenuta per lo stesso possono cedere, in tutti i casi citati potendosi determinare una inattesa, indesiderata e pericolosa rapida fuoriuscita di gas.

Per evitare che si verifichino tali pericolose situazioni di extracorsa, sono stati messi a punto molle a gas comprendenti dispositivi di sicurezza preposti alla fuoriuscita controllata ed in sicurezza del gas in pressione in caso di extracorsa.

Ad esempio nel brevetto europeo concesso EP0959263B1 a nome Orflam Industries, con priorità 22 maggio 1998, à ̈ descritto e rivendicato un dispositivo a fluido comprimibile comprendente una camera di compressione contenente fluido comprimibile, e un pistone movimentabile in detta camera di compressione in una prima direzione per la compressione di detto fluido comprimibile, ed in una seconda direzione opposta alla prima, in risposta ad una forza del fluido compresso, il dispositivo comprendendo un elemento di sicurezza posizionato in modo tale da essere percosso dal pistone nel caso esso esegua una corsa accidentale superiore ad una predeterminata corsa nominale, detto elemento di sicurezza essendo predisposto per provocare lo scarico della camera di compressione quando percosso dal pistone.

Un dispositivo di sicurezza per molle a gas à ̈ descritto e rivendicato nella domanda di brevetto italiano PD 2007 A 378 del 13 novembre 2007, a nome del medesimo Titolare Special Springs s.r.l.. Tale dispositivo di sicurezza si caratterizza per il fatto di comprendere, associato al fondello o alla camicia di una molla a gas, un setto fratturabile soggetto alla pressione determinata dal gas compresso all’interno di una camera di compressione ed espansione di una molla a gas, detto setto fratturabile essendo associato ad un elemento a sviluppo longitudinale sviluppatesi in detta camera di compressione ed espansione per una lunghezza tale da intercettare una parte di detto pistone durante la sua discesa, prima che questo esegua una corsa superiore alla predefinita (ovvero una extracorsa); l'elemento a sviluppo longitudinale à ̈ sostenuto con mezzi di supporto cedevoli atti a consentire, in presenza di una predeterminata spinta del pistone su detto elemento a sviluppo longitudinale, che quest'ultimo si muova a rompere detto setto fratturabile determinando l'apertura di una via d'uscita per il gas verso l'esterno.

Entrambi i citati sistemi di sicurezza per molle a gas, pur nella loro efficacia, presentano alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente à ̈ legato al fatto che entrambe le soluzioni tecniche prevedono la rottura di una parte preposta a consentire la fuoriuscita controllata di gas in pressione.

Per il ripristino della piena funzionalità della medesima molla a gas si richiede quindi che la parte vada sostituita, con conseguente impiego di manodopera nonchà ̈ di componentistica di ricambio. Un ulteriore inconveniente à ̈ dato dal fatto che la realizzazione di tali parti predisposte a rottura dev'essere assai precisa, perchà ̈ à ̈ fondamentale che tali parti si rompano esattamente in corrispondenza della sollecitazione predeterminata.

Diversamente se le parti preposte a rottura non si rompessero in presenza dei carichi di progetto, o si rompessero con carichi inferiori a quelli di progetto, la molla a gas non risulterebbe messa in sicurezza.

Il compito del presente trovato à ̈ quello di realizzare una molla a gas con dispositivo di sicurezza per aumento di pressione da extracorsa capace di ovviare agli inconvenienti palesati dalle molle a gas e dai dispositivi di sicurezza di tipo noto.

Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato à ̈ quello di realizzare una molla a gas con dispositivo di sicurezza extracorsa, che sia semplicissima da ripristinare in caso di sopraggiunta extracorsa.

Un altro scopo del trovato à ̈ quello di mettere a punto una molla a gas con dispositivo di sicurezza non meno efficiente e sicuro delle molle a gas note.

Non ultimo scopo del trovato à ̈ quello di proporre una molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa, strutturalmente semplice e di facile impiego, che possa essere prodotta con impianti e tecnologie note, nonchà ̈ a costi contenuti.

Questo compito, nonchà ̈ questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa, comprendente una camicia tubolare di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello dotato di valvola di caricamento gas, e dalla parte opposta da una porzione di testa, forata per il passaggio di uno stelo con pistone, camicia, fondello e pistone definendo la camera di compressione ed espansione del gas, detta molla a gas caratterizzandosi per il fatto di presentare sulla faccia interna di detta camicia in detta camera di compressione almeno una zona in bassorilievo preposta ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati o a detto pistone o a detta porzione di testa, e operanti contro detta faccia interna della camicia, detta almeno una zona in bassorilievo essendo realizzata in una posizione tale da definire il limite della corsa a rientrare di detto pistone o di detta porzione di testa.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di quattro forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, della molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra una vista laterale in sezione di una molla a gas secondo il trovato in una sua prima forma realizzativa;

- la figura 2 Ã ̈ la medesima molla a gas di figura 1 in assetto di extracorsa;

- la figura 3 Ã ̈ un particolare di figura 1;

- la figura 4 illustra un particolare di figura 2; - la figura 5 Ã ̈ una vista laterale in sezione di una molla a gas secondo il trovato in una sua seconda forma realizzativa;

- la figura 6 Ã ̈ una vista laterale in sezione di una molla a gas secondo il trovato in una sua terza forma realizzativa;

- la figura 7 rappresenta una vista laterale in sezione di una molla a gas secondo il trovato in una sua quarta forma realizzativa;

- la figura 8 rappresenta la medesima vista di figura 7 con la molla a gas in un assetto di extracorsa.

Con riferimento alle figure citate, una molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa secondo il trovato, Ã ̈ indicata nelle sua prima forma realizzativa, illustrata nelle figure 1 e 2, con il numero 10.

Tale molla a gas 10 comprende una camicia tubolare 11 di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello 12 dotato di valvola di caricamento gas 13, e dalla parte opposta da una porzione di testa 14, forata per il passaggio di uno stelo 15 con pistone 16.

Camicia 11, fondello 12 e pistone 16 definiscono la camera 17 di compressione ed espansione del gas.

Tale molla a gas 10 presenta sulla faccia interna 18 di detta camicia 11, all'interno di detta camera di compressione 17, una zona in bassorilievo 19 preposta ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati o al pistone 16 o alla porzione di testa 14.

In tale prima forma realizzativa della molla a gas secondo il trovato 10, la porzione di testa 14 Ã ̈ data da un corpo anulare 20 porta guarnizioni, e da una ghiera di chiusura 21, da avvitare ad un corrispondente colletto filettato 22 del corpo anulare 20 a bloccaggio dello stesso.

In tale prima forma realizzativa del trovato la zona in basso rilievo 19 à ̈ determinata da una pluralità di incavi 23.

Tali incavi 23 sono realizzati affiancati alla stessa altezza su di un arco della medesima fascia perimetrale della faccia interna 18 della camicia 11.

In tale prima forma realizzativa del trovato, gli incavi 23 della zona in bassorilievo 19 sono preposti ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati al pistone 16.

I mezzi di guarnizione sono dati, nell'esempio descritto e rappresentato, da un anello di tenuta 25 a labbro.

Tale anello di tenuta 25, nel normale funzionamento della molla a gas 10, opera contro la faccia interna 18 della camicia 11.

Gli incavi 23 della zona in bassorilievo 19 sono realizzati in una posizione tale da definire il limite della corsa a rientrare del pistone 16.

Quindi nel caso in cui il pistone 16 sia spinto all'interno della camera di compressione 17 per una profondità maggiore rispetto alla corsa predefinita, ovvero in caso di extracorsa, come illustrato in figura 2, l'anello di tenuta 25 incontra gli incavi 23, venendo meno la sua funzionalità.

Quindi, in caso di extracorsa, come ben illustrato in figura 4, il gas in pressione all'interno della camera 17 trova una via di fuga nelle fessure che si determinano tra gli incavi 23 e l'anello di tenuta 25.

Viene quindi meno qualsiasi rischio di eiezione incontrollata dello stelo 15, in quanto il suo movimento di risalita sarà determinato da una pressione interna relativamente bassa data dal residuo di gas non fuoriuscito tramite gli incavi 23 dall'interno della camera di compressione ed espansione 17, e vengono così salvaguardate l'integrità della molla a gas 10 e di conseguenza la sicurezza del personale circostante.

La zona di basso rilievo 19, posizionata in modo da incontrare l'anello di tenuta 25 in corrispondenza dell'inizio dell'extracorsa per il pistone 16, definisce quindi il dispositivo di sicurezza della molla a gas secondo il trovato.

In una seconda forma realizzativa della molla a gas secondo il trovato, rappresentata in figura 5 e ivi indicata con il numero 110, la zona in bassorilievo 119 Ã ̈ data da una filettatura 123, le cui gole tra filetti determinano possibili vie di fuga per il gas in pressione nella camera 117.

In una terza forma realizzativa della molla a gas secondo il trovato, rappresentata in figura 6 e ivi indicata con il numero 210, la zona in bassorilievo 219 à ̈ data da incavi 223, alla stregua di quanto sopra descritto per la prima forma realizzativa, in corrispondenza dei quali à ̈ inserito un anello 226, preferibilmente metallico, preposto a favorire il malfunzionamento dell'anello di tenuta 225, che discendendo con il pistone 226 vi urta contro.

L'anello 226 intercettando l'anello di tenuta 225 in discesa rapida ne favorisce la lacerazione, o la lesione, o il distacco dalla faccia interna 218 della camera 217, in ambo i casi incrementando le vie di fuga per il gas in pressione.

In una quarta forma realizzativa della molla a gas secondo il trovato, rappresentata in figura 7 e ivi indicata con il numero 310,

In tale quarta forma realizzativa del trovato, gli incavi 323 della zona in bassorilievo 319 sono preposti ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati alla porzione di testa 314.

In tale peculiare forma realizzativa della molla a gas secondo il trovato 310, la porzione di testa 314 Ã ̈ definita da un manicotto 320, assialmente forato per il passaggio dello stelo 315 con pistone 316.

Il manicotto 320 porta anelli di tenuta interni 330 per la tenuta dinamica con lo stelo 315, e un anello di tenuta esterno 325 premuto contro la faccia interna 318 della camicia 311.

Tale manicotto 314 à ̈ sagomato per sporgere dalla camicia 311 per un tratto 331, ed à ̈ vincolato all'interno della stessa camicia 311 in modo da non potersi muovere verso l'esterno, ma da potersi muovere verso l'interno della camicia 311, ad esempio mediante un anello antiestrazione 333 interposto tra due opposti spallamenti un primo spallamento 334 definito sull'esterno del manicotto 320 e un secondo spallamento 335 sulla faccia interna 318 della camicia.

La pressione interna alla camera di compressione 317 mantiene il manicotto 320 nell'assetto d'uso normale.

Il tratto 331 del manicotto 320 che sporge dalla camicia 311 si sviluppa assialmente per una lunghezza tale da intercettare il corpo con cui interagisce lo stelo 315 prima che lo stesso stelo 315, e quindi il pistone 316, cominci a rientrare in extracorsa.

In caso di extracorsa quindi, che può giungere fino a che si determina una situazione di compressione meccanica dell'estremità libera della camicia 311 da parte dell'associata pressa o semistampo, assieme allo stelo 315 viene spinto verso l'interno della camicia 311 anche il manicotto 320, il quale abbassandosi porta l'anello di tenuta esterno 325 ad interessare gli incavi 323, come visibile in figura 8.

L'anello di tenuta 325 perde aderenza nella zona di bassorilievo 319 ed il gas in pressione trova sfogo nelle fessure che si determinano tra gli incavi 323 e l'anello di tenuta 325.

Nelle figure 7 e 8 la zona in bassorilievo 319 à ̈ data da incavi 323, alla stregua di quanto sopra descritto per la prima forma realizzativa, ma à ̈ da intendersi poter essere realizzata anche in altri modi simili ed equivalenti, tutti rientranti nel trovato.

In tutte le forme realizzative, descritte a titolo esemplificativo e non limitativo del trovato, accade che, a seguito del superamento dell'anello di tenuta 25, 225 e 325, il gas trafila all'esterno della camicia della molla a gas per il fatto che la porzione di testa 14, e 314 non à ̈ vincolata a tenuta stagna, e le guarnizioni visibili nei disegni e non indicate con numeri sono da intendersi guarnizioni paraolio, ovvero preposte ad impedire l'ingresso di olio nella molla ma non la fuoriuscita di gas.

Si à ̈ in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.

In particolare con il trovato si à ̈ messa a punto una molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa, semplicissima da ripristinare in caso di sopraggiunta extracorsa; infatti se l'anello di tenuta 25 ha incontrato la zona in bassorilevo 19 senza ledersi, à ̈ sufficiente ripristinare la giusta pressione all'interno della camera di compressione 17, se invece l'anello di tenuta 225 si à ̈ rovinato à ̈ sufficiente sostituirlo, operazione rapida e di basso costo.

Tale molla a gas 10, in caso l'associata pressa o l'associato stampo o altra attrezzatura cui la molla a gas 10 à ̈ applicata, dovesse urtare la molla stessa determinando in essa rotture tali da consentire l'eiezione dello stelo pistone, tale stelo pistone sarebbe, al momento in cui intervengono le citate rotture, già sottoposto ad una spinta del gas relativamente blanda, grazie al fatto che il gas in pressione à ̈ nel frattempo trafilato dalle zone in basso rilievo.

Inoltre, con il presente trovato si à ̈ messa a punto una molla a gas con dispositivo di sicurezza non meno efficiente e sicura delle molle a gas note, e di realizzazione assai più semplice, essendo sufficiente realizzare le zone di basso rilevo sulla faccia interna 18 della camicia 11, senza la necessità di realizzare a parte complessi dispositivi fratturabili, come da tecnica nota, i quali inoltre devono trovare collocazione nel fondello o sulla camicia della molla stessa.

Non ultimo, con il trovato si à ̈ realizzata una molla a gas con dispositivo di sicurezza per extracorsa, strutturalmente semplice e di facile impiego, che possa essere prodotta con impianti e tecnologie note, nonchà ̈ a costi contenuti.

Il trovato, così concepito, à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1) Molla a gas (10) con dispositivo di sicurezza per extracorsa, comprendente una camicia tubolare (11) di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da un fondello (12) dotato di valvola di caricamento gas (13), e dalla parte opposta da una porzione di testa (14), forata per il passaggio di uno stelo (15) con pistone (16), camicia, fondello e pistone definendo la camera di compressione ed espansione del gas (17), detta molla a gas caratterizzandosi per il fatto di presentare sulla faccia interna (18) di detta camicia (11) in detta camera di compressione (17) almeno una zona in bassorilievo (19, 319) preposta ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati o a detto pistone (16) o a detta porzione di testa (314), e operanti contro detta faccia interna (18, 318) della camicia, detta almeno una zona in bassorilievo (19, 319) essendo realizzata in una posizione tale da definire il limite della corsa a rientrare di detto pistone (16) o di detta porzione di testa (314).
2. 2) Molla a gas secondo la rivendicazione 1, che si caratterizza per il fatto che detta zona di basso rilievo (19, 319) posizionata in modo da incontrare l'anello di tenuta (25, 325) in corrispondenza dell'inizio dell'extracorsa per il pistone (16) o dell'inizio della corsa per la porzione di testa (314), definisce il dispositivo di sicurezza della molla a gas (10).
3. 3) Molla a gas secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che la porzione di testa (14) Ã ̈ data da un corpo anulare (20) porta guarnizioni, e da una ghiera di chiusura (21), da avvitare ad un corrispondente colletto filettato (22) del corpo anulare (20) a bloccaggio dello stesso.
4. 4) Molla a gas secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta zona in basso rilievo (19) à ̈ determinata da una pluralità di incavi (23).
5. 5) Molla a gas secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detti incavi (23) sono realizzati affiancati alla stessa altezza su di un arco della medesima fascia perimetrale della faccia interna (18) della camicia (11).
6. 6) Molla a gas secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detti incavi (23) sono preposti ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati al pistone (16), detti incavi (23) essendo realizzati in una posizione tale da definire il limite della corsa a rientrare del pistone (16).
7. 7) Molla a gas secondo le rivendicazioni da 1 a 3, che si caratterizza per il fatto che detta zona in bassorilievo (119) Ã ̈ data da una filettatura (123).
8. 8) Molla a gas secondo le rivendicazioni da 1 a 3, che si caratterizza per il fatto che detta zona in bassorilievo (219) à ̈ data da incavi (223) in corrispondenza dei quali à ̈ inserito un anello (226), preferibilmente metallico, preposto a favorire il malfunzionamento dell'anello di tenuta (225), che discendendo con il pistone (226) vi urta contro.
9. 9) Molla a gas secondo le rivendicazioni 1 e 2, che si caratterizza per il fatto che detta zona in bassorilievo (319) Ã ̈ preposta ad interrompere la tenuta realizzata dai mezzi di guarnizione associati alla porzione di testa (314).
10. 10) Molla a gas secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che detta porzione di testa (314) Ã ̈ definita da un manicotto (320), assialmente forato per il passaggio dello stelo (315) con pistone (316), il quale manicotto (320) porta anelli di tenuta interni (330) per la tenuta dinamica con lo stelo (315), e un anello di tenuta esterno (325) premuto contro la faccia interna (318) della camicia (311), detto manicotto (314) essendo sagomato per sporgere dalla camicia (311) per un tratto (331), e vincolato all'interno della stessa camicia (311) in modo da non potersi muovere verso l'esterno, ma da potersi muovere verso l'interno della camicia (311).
11. 11) Molla a gas secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che detto tratto (331) del manicotto (320) che sporge dalla camicia (311) si sviluppa assialmente per una lunghezza tale da intercettare il corpo con cui interagisce lo stelo (315) prima che lo stesso stelo (315), e quindi il pistone (316), cominci a rientrare in extracorsa.
12. 12) Molla a gas (10, 110, 210, 310) con dispositivo di sicurezza per extracorsa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.