ITMI20110755A1 - AXIS FOR A TRAILER AND DEVICE FOR ITS MANUFACTURING - Google Patents
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Description
Descrizione Description
“Asse per un rimorchio e dispositivo per la sua fabbricazione†"Axle for a trailer and device for its manufacture"
La presente invenzione si riferisce ad un asse per un rimorchio e ad un dispositivo per la sua fabbricazione. The present invention relates to an axle for a trailer and to a device for its manufacture.
È noto che per la produzione di assi per rimorchio trovano oggi generalmente impiego due procedimenti di lavorazione. Una volta l’asse per il futuro rimorchio può essere realizzato mediante una barra piena in acciaio, normalmente una billetta di sezione quadrata che presenta alle proprie estremità dei fuselli, ricavati dalla barra piena mediante lavorazione meccanica delle estremità , ad esempio mediante tornitura. Assi di questo genere vengono spesso utilizzati per macchine agricole, permettendo, grazie alla forma quadrata dell’asse, di montare con l’ausilio di accessori di fissaggio, idonee parti del rimorchio. It is known that two machining processes are generally used today for the production of trailer axles. Once the axle for the future trailer can be made using a solid steel bar, normally a square section billet which has spindles at its ends, obtained from the solid bar by mechanical machining of the ends, for example by turning. Axles of this type are often used for agricultural machinery, allowing, thanks to the square shape of the axle, to assemble suitable parts of the trailer with the aid of fixing accessories.
In un’altra forma di esecuzione, l’asse à ̈ realizzato mediante un tubo di acciaio che soddisfa i requisiti di resistenza e, alle estremità del corpo tubolare vengono poi saldati dei fuselli, destinati ad accogliere i cuscinetti e i mozzi delle future ruote. Un inconveniente di questa soluzione tecnica à ̈ da ravvisare nel tipo di materiali per il corpo tubolare dell’asse nonché per i fuselli. In another embodiment, the axle is made using a steel tube that meets the strength requirements and, at the ends of the tubular body, spindles are then welded to accommodate the bearings and hubs of future wheels. . A drawback of this technical solution is to be found in the type of materials for the tubular body of the axle as well as for the spindles.
Dal punto di vista statico, normali acciai da costruzione potrebbero soddisfare tutte le esigenze per la parte strutturale dell’asse, però sarà indispensabile utilizzare acciaio legato con elevate caratteristiche di elasticità per la realizzazione dei fuselli terminali. From the static point of view, normal construction steels could satisfy all the requirements for the structural part of the axis, but it will be essential to use alloy steel with high elasticity characteristics for the realization of the terminal spindles.
In questo caso, si manifestano però considerevoli difficoltà durante la fase di saldatura ad arco elettrico tra il corpo dell’asse e del fusello, per la diversità dei materiali usati. In this case, however, considerable difficulties arise during the electric arc welding phase between the body of the axle and the spindle, due to the diversity of the materials used.
Il problema, derivante dalla fase di saldatura ad arco elettrico à ̈ stato superato con l’utilizzo della saldatura a frizione che risulta un metodo di saldatura meccanico e non chimico e di conseguenza, non vincola la scelta dei materiali e consente di accoppiare dei pezzi in acciaio, aventi caratteristiche meccaniche e chimiche molto diverse. The problem, deriving from the electric arc welding phase, has been overcome with the use of friction welding which is a mechanical and non-chemical welding method and consequently, does not constrain the choice of materials and allows pieces to be coupled in steel, with very different mechanical and chemical characteristics.
Il noto procedimento di saldatura a frizione comporta una rotazione reciproca delle due parti da unire mediante saldatura. Questa scelta tecnologica condiziona però la forma e le dimensioni delle parti da saldare. The known friction welding process involves a reciprocal rotation of the two parts to be joined by welding. However, this technological choice affects the shape and size of the parts to be welded.
La superficie di contatto tra le parti da unire mediante saldatura a frizione deve garantire una uniforme distribuzione della pressione in tutti i punti del giunto e quindi le due parti da assemblare dovranno essere necessariamente a forma di anello. The contact surface between the parts to be joined by friction welding must ensure uniform pressure distribution in all points of the joint and therefore the two parts to be assembled must necessarily be ring-shaped.
I diametri interni ed esterni di tale anello sono determinati in funzione della resistenza del materiale utilizzato. The internal and external diameters of this ring are determined according to the strength of the material used.
Dallo stato anteriore della tecnica à ̈ diventato anche noto, realizzare gli assi del tipo indicato esclusivamente con corpi, composti da un tubo a sezione tonda e avente diametro e spessore di parete opportuno, onde realizzare la sezione anulare del corpo asse. Questa soluzione à ̈ vantaggiosa nel caso di saldatura a frizione di un corpo a sezione tonda, il quale rende però più difficile l’accoppiamento alla struttura del rimorchio che normalmente necessita di superfici piane. From the prior state of the art it has also become known, to realize the axes of the type indicated exclusively with bodies, composed of a tube with a round section and having a suitable diameter and wall thickness, in order to realize the annular section of the axis body. This solution is advantageous in the case of friction welding of a round section body, which however makes coupling to the trailer structure more difficult, which normally requires flat surfaces.
È pertanto scopo della presente invenzione di ovviare agli inconvenienti appartenenti allo stato anteriore della tecnica e di presentare un asse a corpo cavo quadrangolare, le cui estremità risultano deformate meccanicamente per poterli accoppiare con i fuselli che in sezione presentano forma circolare. It is therefore an object of the present invention to obviate the drawbacks belonging to the prior state of the art and to present an axis with a quadrangular hollow body, the ends of which are mechanically deformed in order to be able to couple them with the spindles which have a circular shape in section.
Tale scopo viene raggiunto con un asse per un rimorchio, realizzato mediante un corpo cavo a sezione quadrangolare, presentante ad ogni estremità un terminale a sezione tonda per la realizzazione di una sede adatta ad accogliere i fuselli di supporto delle ruote realizzata mediante deformazione plastica a freddo del corpo cavo, atta all’accoppiamento con i fuselli. This purpose is achieved with an axle for a trailer, made by means of a hollow body with a quadrangular section, presenting at each end a terminal with a round section for the realization of a seat suitable for accommodating the spindles supporting the wheels made by cold plastic deformation. of the hollow body, suitable for coupling with the spindles.
A tale scopo si utilizza una macchina attrezzata di supporti disposti reciprocamente a 90° e mossi in sincronismo reciproco verso il corpo cavo e attivati mediante delle unità a cilindro/pistone e presentanti, sul lato rivolto verso il corpo dell’asse da deformare, adeguati utensili di deformazione. For this purpose, a machine equipped with supports mutually arranged at 90 ° and moved in mutual synchronism towards the hollow body and activated by means of cylinder / piston units is used and presenting, on the side facing the body of the axis to be deformed, suitable deformation tools.
Con questi accorgimenti il corpo dell’asse presenta per la maggior parte della sua estensione sezione quadrangolare che permette di realizzare con facilità operazioni di montaggio di accessori lungo le superfici piane dell’asse, mentre la zona dei fuselli realizzata mediante deformazione plastica a freddo, con conseguente effetto di incrudimento locale delle zone deformate, consente di realizzare zone precise a sezione tonda e resistenti idonee ad accogliere i fuselli delle ruote anch’essi di sezione tonda. With these expedients, the body of the axle has for most of its extension a quadrangular section that allows you to easily carry out assembly operations of accessories along the flat surfaces of the axle, while the area of the spindles is made by cold plastic deformation , with the consequent effect of local hardening of the deformed areas, allows the creation of precise and resistant areas with a round section suitable for accommodating the spindles of the wheels, also with a round section.
Con particolare vantaggio, grazie alla deformazione plastica a freddo delle estremità del tubo a sezione quadrata, si ottiene un notevole effetto di incrudimento locale delle zone terminali deformate, aumentando così la resistenza a sollecitazioni meccaniche. With particular advantage, thanks to the cold plastic deformation of the ends of the square section tube, a considerable effect of local hardening of the deformed end areas is obtained, thus increasing the resistance to mechanical stress.
Grazie aN’utilizzo di un corpo quadrangolare cavo per realizzare l’asse, si realizza un ottimo rapporto fra prestazioni tecniche richieste e peso dell’asse, dato che la distribuzione delle masse assicura un momento di inerzia secondo gli assi principali maggiori rispetto ad un asse formato da un tubo a sezione tonda, come attualmente in uso. Thanks to the use of a hollow quadrangular body to make the axis, an excellent ratio is achieved between the required technical performance and the weight of the axis, since the distribution of the masses ensures a moment of inertia according to the main axes greater than to an axis formed by a tube with a round section, as currently in use.
Le superfici piane che delimitano l’asse a sezione quadrangolare consentono un facile montaggio di supporti e accessori. The flat surfaces that delimit the quadrangular section axis allow easy assembly of supports and accessories.
Grazie alla possibilità di effettuare in un secondo tempo una perfetta saldatura a frizione tra superfici terminali tonde, sarà possibile assemblare anche materiali, non compatibili per una tradizionale unione a saldatura e si elimina vantaggiosamente una zona termicamente alterata che si manifesta in fase di classica saldatura tra corpo dell’asse e il fusello. Thanks to the possibility of performing a perfect friction welding between round end surfaces at a later time, it will also be possible to assemble materials that are not compatible for a traditional weld joint and advantageously eliminates a thermally altered area that occurs in the classic welding phase between axle body and spindle.
Infine, l’utilizzo del procedimento di saldatura a frizione si caratterizza per un basso consumo di energia elettrica, energia che si limita ad azionare dei motori per la messa in rotazione del pezzo durante la fase di saldatura a frizione e per fornire la pressione necessaria alla saldatura a frizione, non sarà utilizzata una notevole quantità di corrente elettrica caratterizzante per le classiche saldatrici elettriche. Finally, the use of the friction welding process is characterized by a low consumption of electricity, energy which is limited to activating motors to rotate the piece during the friction welding phase and to provide the necessary pressure. to friction welding, a considerable amount of electric current will not be used which characterizes the classic electric welders.
Ulteriori caratteristiche del ritrovato potranno essere rilevate dalla seguente descrizione, dalle rivendicazioni nonché dai disegni allegati. Further characteristics of the invention can be seen from the following description, from the claims as well as from the attached drawings.
L’oggetto, concepito secondo la presente invenzione sarà ora descritto più dettagliatamente e illustrato schematicamente nei disegni allegati, nei quali: The object, conceived according to the present invention will now be described in more detail and schematically illustrated in the attached drawings, in which:
la figura 1 mostra in vista prospettica un asse a corpo cavo; la figura 2 mostra l’asse a corpo cavo dopo la deformazione plastica di un’estremità a sezione circolare; Figure 1 is a perspective view of an axis with a hollow body; figure 2 shows the axis with a hollow body after the plastic deformation of an extremity with a circular section;
la figura 3 mostra in vista frontale una macchina e i relativi stampi per la deformazione dei terminali di un asse a sezione quadrata; Figure 3 shows a front view of a machine and the relative molds for deforming the terminals of a square section axis;
la figura 4 mostra in vista la zona posteriore della macchina di deformazione; figure 4 is a view in view of the rear area of the deforming machine;
la figura 5 mostra un particolare del meccanismo di sincronizzazione per l’attivazione contemporanea di quattro stampi di deformazione; e figure 5 shows a detail of the synchronization mechanism for the simultaneous activation of four deformation molds; And
la figura 6 mostra l’estremità di un asse deformato con l’ausilio di uno stampo, illustrato in vista prospettica. figure 6 shows the end of an axis deformed with the help of a mold, shown in perspective view.
Come si può rilevare dalla figura 1, un asse cavo, indicato complessivamente con 1, formato da un corpo tubolare a sezione quadrata presenta lati piani indicati con 2, 3, 4 e 5. As can be seen from figure 1, a hollow axis, indicated as a whole with 1, formed by a tubular body with a square section, has flat sides indicated with 2, 3, 4 and 5.
Mediante deformazione plastica a freddo, con utensili che saranno descritti ancora più dettagliatamente in seguito, l’estremità dell’asse 1 viene deformata in modo da realizzare un corpo 6 terminale, avente forma di cilindro che risulta delimitato da una parete 7 avente andamento tondo. By means of cold plastic deformation, with tools that will be described in more detail below, the end of axis 1 is deformed in such a way as to create a terminal body 6, having the shape of a cylinder which is delimited by a wall 7 having a round.
Grazie alla deformazione plastica a freddo per realizzare il corpo 6 a cilindro, si ottiene un incrudimento locale della parete 7 deformata, fatto che incrementa notevolmente la resistenza meccanica. Thanks to the cold plastic deformation to make the cylinder body 6, a local hardening of the deformed wall 7 is obtained, which considerably increases the mechanical strength.
La zona rastremata 6 a sezione circolare anulare à ̈ atta ad accogliere il fusello realizzato separatamente per essere saldato a frizione e destinato ad accogliere i cuscinetti per supportare i mozzi delle ruote. The tapered area 6 with an annular circular section is adapted to accommodate the spindle made separately to be friction welded and intended to accommodate the bearings to support the wheel hubs.
In figura 3 à ̈ illustrata la macchina 10, utilizzata per la deformazione dell’asse 1 come prima descritto. Figure 3 illustrates the machine 10, used for the deformation of axis 1 as described above.
La macchina, indicata complessivamente con 10, comprende una struttura 11, la quale con l’ausilio di note guide prismatiche disposte a 90°, accoglie dei supporti 12 o slitte, traslabili sotto l’effetto di forze, generate da elementi a cilindro/pistone 13, nel senso indicato dalle frecce (f). The machine, indicated as a whole with 10, comprises a structure 11, which with the aid of known prismatic guides arranged at 90 °, accommodates supports 12 or slides, which can be moved under the effect of forces generated by cylinder elements / piston 13, in the direction indicated by the arrows (f).
Ogni cilindro/ pistone 13 accoglie sul lato rivolto verso il corpo dell’asse 1, un utensile 14 e le bocche degli utensili 14 sono formate ad arco di cerchio per consentire di deformare l’estremità dell’asse 1, come indicato con i riferimenti 6 e 7 in figura 2. Each cylinder / piston 13 receives on the side facing the body of axis 1, a tool 14 and the mouths of the tools 14 are formed in an arc of a circle to allow the end of axis 1 to be deformed, as indicated by references 6 and 7 in figure 2.
Per sincronizzare i movimenti di deformazione degli utensili 14, ogni slitta 12 presenta una cremagliera 15 e ogni cremagliera 15 risulta in collegamento operativo con una ruota dentata 16. To synchronize the deformation movements of the tools 14, each slide 12 has a rack 15 and each rack 15 is in operative connection with a toothed wheel 16.
Come risulta dalla figura 4, le ruote dentate 16 minori risultano in collegamento con una ruota dentata 17 più grande e quindi, quando vengono attivate le unità cilindro/pistone 13 per muovere le slitte 12, le cremagliere 15 agiscono sulle ruote dentate 16. As can be seen from Figure 4, the smaller toothed wheels 16 are connected to a larger toothed wheel 17 and therefore, when the cylinder / piston units 13 are activated to move the slides 12, the racks 15 act on the toothed wheels 16.
Dato che tutte le ruote dentate 16 più piccole risultano in collegamento operativo con la grande ruota dentata 17, come illustrato in figura 4, si crea un sincronismo di movimento tra tutte le ruote dentate 16 e quindi, mediante le cremagliere 15 e le slitte 12 si muovono contemporaneamente e in perfetto sincronismo tutti gli utensili 14 di deformazione. Since all the smaller toothed wheels 16 are in operative connection with the large toothed wheel 17, as illustrated in Figure 4, a synchronism of movement is created between all the toothed wheels 16 and therefore, by means of the racks 15 and the slides 12 they move all the deformation tools 14 simultaneously and in perfect synchronism.
In figura 5 Ã ̈ illustrato schematicamente e su scala ingrandita una ruota dentata 16 che si impegna con una cremagliera 15 solidale con una slitta 12. Figure 5 shows schematically and on an enlarged scale a toothed wheel 16 which engages with a rack 15 integral with a slide 12.
Siccome tutte le ruote dentate 16, come già indicato prima, sono in collegamento operativo con un’unica ruota dentata 17 più grande, à ̈ ovvio che i movimenti delle slitte 12, mosse dalle unità a cilindro/pistone 13, attivano mediante le cremagliere 15 le ruote dentate 16 e, considerando che tutte le ruote dentate 16, previste per l’azionamento delle slitte 12, risultano in collegamento con un’unica ruota dentata 17 centrale, si ottiene per le ruote dentate 16 un movimento sincronizzato con la massima precisione. Since all the toothed wheels 16, as already indicated above, are in operative connection with a single larger toothed wheel 17, it is obvious that the movements of the slides 12, moved by the cylinder / piston units 13, activate by means of the racks 15 the toothed wheels 16 and, considering that all the toothed wheels 16, provided for the drive of the slides 12, are connected with a single central toothed wheel 17, a synchronized movement with the maximum precision.
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- 2011-05-05 IT IT000755A patent/ITMI20110755A1/en unknown
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