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AFFIDABILITÀ ASSOLUTA
01/05/2018

Vite a ricircolo di sfere Carry, con diametro di 14 mm e passo di 4 mm, con interfaccia utente nel corpo del dado.

Sinonimo di alta qualità nella produzione di viti a ricircolo di sfere, Eichenberger Gewinde ha contribuito a risolvere un problema di sicurezza nell’ambito dell’alta tensione, fornendo un prodotto della linea Carry che controlla l’arco elettrico.

di Leo Castelli

L’elettricità è, nel vero senso della parola, la linfa vitale della nostra società e dell’economia moderna. Senza di essa nulla funzionerebbe. Gli interruttori di potenza sono essenziali per il funzionamento sicuro della nostra rete elettrica. Il loro compito, ad esempio, è quello di accendere e spegnere l’intera produzione di una centrale elettrica, in scala Gigawatt, e di gestire tensioni elettriche fino a 1.500 kV. Una funzione fondamentale e particolarmente significativa viene svolta dalla vite a ricircolo di sfere Carry, prodotta da Eichenberger Gewinde (www.gewinde.ch), ubicata a Burg, in Svizzera.

Approfondendo l’argomento va detto che l’energia elettrica viene trasportata dal generatore, ad esempio dalla centrale elettrica all’utente. Per evitare dispersioni e, conseguentemente, costi più elevati nella trasmissione di energia elettrica, si tende a ridurre al minimo gli amperaggi. Tuttavia, per poter trasferire molta potenza, è necessario operare con alte e altissime tensioni, fino a 1.150 kV. L’intera rete elettrica europea – ricordiamolo a titolo di esempio – ha una lunghezza di circa 1,8 milioni di chilometri.

Un tipico interruttore di alta tensione grande come una casa.

LE SFIDE DI UN INTERRUTTORE DI POTENZA

Indipendentemente dalla posizione nella rete, un interruttore di potenza ha due funzioni: la commutazione giornaliera delle linee elettriche, durante il normale funzionamento, e l’interruzione dell’alimentazione, in caso di sovraccarico o cortocircuito. Un interruttore di potenza è un dispositivo di commutazione meccanico che deve essere in grado di “tenere a bada” diverse potenze espresse in GVA, in frazioni di secondo.

L’interruzione del flusso di corrente comporta, per ogni interruttore, almeno brevemente, un arco di tensione tra i due contatti quando si forma una scarica di gas in grado di sostenere un vero e proprio arco elettrico. Gli archi elettrici sprigionano un'enorme quantità di energia. A temperature superiori a 50.000 °C e con un volume inferiore a 1 l, possono verificarsi pressioni fino a 100 MPa.

Il gas ionizzato (plasma) non solo continua a condurre elettricità, ma riduce anche la vita del componente. In presenza di correnti elevate può persino distruggere l’interruttore. Gli interruttori di potenza sono progettati per far sì che l’arco elettrico prodotto all’apertura dei contatti di commutazione si estingua rapidamente e senza provocare danni all’interruttore, interrompendo così il flusso di corrente.

IL GIUSTO PARTNER TECNOLOGICO

Un’importante azienda tecnologica, leader a livello globale, ricercava da tempo una soluzione di azionamento affidabile per separare rapidamente i contatti metallici negli interruttori di potenza. Grazie alle conoscenze della Casa svizzera Eichenberger Gewinde AG, il rinomato produttore di tecnologia elettrica ha trovato quanto cercava.

Lo specialista svizzero di viti filettate fornisce infatti da anni soluzioni per la tecnica di azionamento, che non solo eccellono in termini di prestazioni, qualità e affidabilità, ma presentano anche evidenti vantaggi in termini di innovazione. Quando si tratta di progettare componenti di azionamento integrati specifici, i clienti di tutto il mondo possono trarre vantaggio dalle profonde conoscenze di Eichenberger Gewinde AG e dal suo straordinario potenziale di sviluppo e produzione.

L’azienda produttrice di viti filettate è da sempre focalizzata sullo scambio costruttivo con i propri clienti, basato sulle loro necessità. Da un lato, si propone di sviluppare soluzioni eccezionali per i clienti e, dall’altro, di garantire processi di produzione efficienti e all’avanguardia. La cultura aziendale di Eichenberger Gewinde AG è saldamente ancorata a un pensiero vitale e lungimirante. La scelta di una struttura aziendale in-house comporta la possibilità di offrire contemporaneamente sviluppo, produzione, garanzia della qualità e una rapida realizzazione di prototipi, compresi gli utensili per la filettatura e la lavorazione finale. Tutto ciò presuppone una notevole flessibilità e adattabilità.

Una profonda consapevolezza della qualità professionale dei propri dipendenti si accompagna a macchinari estremamente moderni. Grazie a questi fattori, il sito svizzero di produzione di Eichenberger Gewinde AG è l’ideale per una crescita proficua. L’azienda si occupa con passione dello sviluppo continuo di soluzioni pratiche per i clienti e, tra le sfide maggiori, figura sicuramente la realizzazione di tipologie di filettature insolite.

 

Dal 1953, il nome Eichenberger Gewinde AG è sinonimo nel settore della produzione di viti filettate di altissima qualità. Nell’immagine la nuova vite Carry tipo F, disponibile nei diametri da 6 a 40 mm, con passo da 2 a 40 mm.

IL VANTAGGIO DELLA FILETTATURA A RULLI

Il potenziale riconosciuto in questo dinamismo, ha fatto sì che i produttori di tecnologie energetiche abbiano scommesso sulle robuste viti a ricircolo di sfere, rullate a freddo, prodotte in grande serie a Burg, in Svizzera, utilizzando un processo di filettatura economicamente efficiente.

Durante la filettatura, le fibre longitudinali del materiale, a differenza della molatura, della fresatura o della tornitura, non vengono tagliate, ma reindirizzate. Ne risulta una superficie compressa, levigata ed estremamente resistente, che conferisce alle viti un lungo ciclo di vita. Anche i valori di rugosità di circa Rz 1,0 sui fianchi del filetto e nel raggio di base, nonché una sensibilità alle rotture notevolmente ridotta, assicurano un grande vantaggio.

Il coefficiente di attrito volvente per le sfere di acciaio va da 0,003 a 0,001, rispetto all’attrito radente acciaio-acciaio (lubrificato) compreso tra 0,1 e 0,05. Le eccellenti proprietà di scorrimento delle viti a ricircolo di sfere rullate a freddo garantiscono un’abrasione minima e non consentono allo sporco di depositarsi. Il rotolamento delle sfere assolutamente silenzioso è, di conseguenza, un gioco da ragazzi.

RARAMENTE NECESSARIA, MA GARANTITA

Un cortocircuito ad alta tensione raggiunge il suo valore massimo già dopo cinque millisecondi. Fortunatamente l’interruzione dell’alimentazione, in caso di cortocircuito, si verifica molto di rado. Tuttavia, se dovesse verificarsi tale eventualità, è indispensabile garantire la massima affidabilità degli elementi di azionamento meccanici!

La vite a ricircolo di sfere Carry garantisce la massima affidabilità funzionale, oltre a una potenza a elevate prestazioni (grado di efficienza >0,9) e robustezza. Carry gestisce il processo di accensione e spegnimento meccanico dell’interruttore di potenza mediante l’ausilio di molle elicoidali. Due massicce aste di comando sono fissate saldamente su entrambi i lati con un dado su misura, chiamato anche trascinatore. Queste due leve azionano gli enormi ancoraggi sottoposti a pressione elastica, che interrompono in maniera rapidissima il contatto metallico. Nonostante le condizioni atmosferiche più avverse e le forti differenze di temperatura, la vite a ricircolo di sfere Carry rullata a freddo è particolarmente adatta per impieghi gravosi e svolge il suo compito in modo assolutamente affidabile, senza bisogno di manutenzione.

I requisiti specifici richiesti dal cliente per la vite a ricircolo di sfere con interfaccia utente integrata nel dado sono risultati “importanti e molteplici”. In termini di forza assiale e di geometria sono state prese in considerazione le più alte performance. Anche gli aspetti più problematici, come l’attrito, l’usura e la lubrificazione sono stati indicati come prerequisiti fondamentali da soddisfare. Il difficile compito di adattare l’esterno del corpo del dado alle specifiche esigenze dell’interfaccia e alle condizioni cinematiche è risultato particolarmente impegnativo.

Sulla base di tutte queste esigenze, per garantirne l’utilizzo in ogni parte del mondo, la vite a ricircolo di sfere Carry è stata realizzata in diverse dimensioni, con filettatura rullata a freddo e dado-trascinatore specifico.

DOVE LA QUALITÀ è DI CASA

La flessibilità degli elementi funzionali meccanici-dinamici contribuisce in modo significativo al successo dei progetti nella tecnica di azionamento. Determinante è la consapevolezza di dover “garantire” qualità e affidabilità in un unico prodotto. I sistemi di verifica high-tech di Eichenberger Gewinde AG si rivelano quindi indispensabili in molte fasi dello sviluppo del prodotto. Solo quando le viti, i dadi, le sfere e la lubrificazione funzionano perfettamente, insieme, è possibile soddisfare le esigenze più elevate. Poiché si tratta di tolleranze molto strette in termini di coppia, gioco assiale e concentricità, viene eseguito un controllo al 100% su uno speciale banco prova.

Non solo nel settore dell’automazione o nell’industria automobilistica e medicale sono richiesti requisiti severi, come ad esempio la tracciabilità dei componenti. Eichenberger Gewinde AG è in grado di incidere ogni dato sulle sfere o sulle viti a ricircolo di sfere, tramite marcatura laser permanente, sottoforma di codice a matrice di dati. Al giorno d’oggi si tende a fruire di tecnologie all’avanguardia e di una maggiore densità di potenza, con una tendenza alla riduzione dei costi di investimento. Se l’inventore del prodotto è anche il produttore più competente, i vantaggi sono evidenti.

FOCUS1: FORNITORE DI SERVIZI

La necessità di risolvere compiti pratici è permanente. Le opportunità che vi sono insite vengono colte e messe in pratica da Eichenberger Gewinde AG e questo conferisce all’azienda svizzera lo spunto per consolidarsi con le viti filettate, rullate su misura, nella nicchia della tecnica di movimentazione. Lo specialista in viti filettate ha obiettivi chiari: la rullatura (deformazione a freddo) di viti filettate e la fabbricazione di madreviti (vite e chiocciola). Grazie all’impiego dei più moderni metodi di produzione e allo sviluppo di nuove dimensioni, Eichenberger Gewinde AG supporta ogni cliente nella “propria” innovazione.

La sfida per un produttore che opera in un Paese con prezzi tradizionalmente alti come la Svizzera è quella di sviluppare un prodotto competitivo, a elevato valore tecnico e in sintonia con le esigenze del mercato. Ciò non richiede solo conoscenze tecnologiche, ricerca e sviluppo, ma la padronanza di processi produttivi efficienti per ottenere un vantaggio competitivo. Quando l’inventore del prodotto, come detto, è, al tempo stesso, il produttore più efficiente, soprattutto se operante in Svizzera, significa che il cammino è intrapreso nella giusta direzione.

Tra le numerose proposte di Eichenberger Gewinde AG figurano, ad esempio: viti a ricircolo di sfere per applicazioni che richiedono la movimentazione di grandi carichi con poco dispendio di energia: a secondo dell’impiego sono messe a disposizione diverse velocità di movimento; viti a passo lungo, fornibili anche in alluminio, che convertono, a elevate velocità di traslazione, movimenti lineari in movimenti di rotazionali; viti a filettatura leggera, in alluminio anodizzato duro, per carichi più elevati rispetto alle normali viti a ricircolo di sfere, con grado di efficienza superiore a 0,8. Un profilo speciale previene l’inceppamento del dado; viti a filettatura tonda, ora fornibili anche in alluminio, con caratteristiche di scorrimento molto “tranquille”. ©tecnelab

Un sentito ringraziamento a Ursula Schädeli, Responsabile Marketing di Eichenberger Gewinde AG, un’azienda del Gruppo Festo, per aver fornito il testo da cui è ricavato l’articolo.

Nel 2016, Festo AG ha rilevato nell’ambito del regolamento di successione le imprese Eichenberger Gewinde AG ed Eichenberger Motion AG.



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