IT201900010977A1

IT201900010977A1 - Gasket, mold, laser machine, method of making said mold, method of making said gasket

Info

Publication number: IT201900010977A1
Application number: IT102019000010977A
Authority: IT
Inventors: Paolo Giudici
Original assignee: Ml Engraving S R L
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2021-01-05

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo: Description of the industrial invention entitled:

"Guarnizione, stampo, macchina laser, metodo per realizzare detto stampo, metodo per realizzare detta guarnizione" "Gasket, mold, laser machine, method of making said mold, method of making said gasket"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

[0001]. Campo dell’invenzione [0001]. Field of the invention

[0002]. La presente invenzione si riferisce ad una guarnizione, nonché ad uno stampo, nonché ad un metodo per realizzare detto stampo, nonché ad un metodo per realizzare detta guarnizione, nonché ad una apparecchiatura per realizzare detto stampo. [0002]. The present invention relates to a gasket, as well as a mold, as well as a method for making said mold, as well as a method for making said gasket, as well as an apparatus for making said mold.

[0003]. Stato della tecnica [0003]. State of the art

[0004]. È nota, allo stato dell’arte, la realizzazione di microstrutture, come ad esempio piccole cavità, sulle superfici di contatto tra componenti metallici in modo da ridurre la superficie di contatto e di conseguenza l’attrito, sia dinamico che statico tra detti componenti. [0004]. It is known, in the state of the art, the realization of microstructures, such as small cavities, on the contact surfaces between metal components in order to reduce the contact surface and consequently the friction, both dynamic and static between said components.

[0005]. Allo stesso modo, è nota la realizzazione di miscrostrutture sulle superfici di guarnizioni in gomma configurate per andare in contatto con elementi, ad esempio metallici, con cui fare tenuta. [0005]. In the same way, the realization of micro-structures on the surfaces of rubber gaskets configured to come into contact with elements, for example metal, with which to seal is known.

[0006]. In particolare, le guarnizioni possono essere adoperate sia in condizioni di tenuta statica, per esempio per impedire perdite di un fluido, sia in condizioni di tenuta dinamica lineare o rotazionale, come in applicazioni di movimentazioni di giunti robotici. [0006]. In particular, the seals can be used both in static sealing conditions, for example to prevent fluid leaks, and in linear or rotational dynamic sealing conditions, such as in applications for handling robotic joints.

[0007]. Il documento EP2545308 mostra delle microstrutture che sono realizzate sulla superficie di contatto di una guarnizione sotto forma di fossette, o piccole cavità, di sezione circolare. [0007]. Document EP2545308 shows microstructures which are made on the contact surface of a gasket in the form of dimples, or small cavities, of circular section.

[0008]. Tali fossette presentano diametri di poche decine di micrometri - tra 20 µme 40 µm-, pochi micrometri in profondità -tra 9 µme 15 µm- e una densità dell'area di contatto coperta tra il 10%e il 30%. [0008]. These dimples have diameters of a few tens of micrometers - between 20 µm and 40 µm -, a few micrometers in depth - between 9 µm and 15 µm - and a density of the contact area covered between 10% and 30%.

[0009]. Secondo una soluzione di fabbricazione, le microstrutture delle superfici di contatto di tali guarnizioni di gomma sono realizzate tramite asportazione di materiale gommoso per mezzo di macchine utensili a laser. [0009]. According to a manufacturing solution, the microstructures of the contact surfaces of these rubber gaskets are made by removing rubbery material by means of laser machine tools.

[0010]. Pertanto, la micro-strutturazione delle superfici di contatto delle guarnizioni viene effettuata per ciascuna guarnizione con tali costose lavorazioni a laser, facendo così aumentare il costo di una guarnizione polimerica, solitamente ridotto, in modo sostanziale, e di conseguenza, seppur vantaggiose sotto alcuni aspetti funzionali, risultano poco attrattive da un punto di vista economico. Ulteriormente, la lavorazione laser sulla guarnizione in gomma risulta particolarmente complessa per la delicatezza e la scarsa resistenza termica del materiale, portando spesso al danneggiamento o deterioramento delle prestazioni del materiale della guarnizione stessa. [0010]. Therefore, the micro-structuring of the contact surfaces of the gaskets is carried out for each gasket with such expensive laser processing, thus increasing the cost of a polymeric gasket, usually substantially reduced, and consequently, although advantageous in some respects. functional, they are not very attractive from an economic point of view. Furthermore, the laser processing on the rubber gasket is particularly complex due to the delicacy and poor thermal resistance of the material, often leading to damage or deterioration of the performance of the gasket material itself.

[0011]. Tali guarnizioni di tipo noto, sono realizzate perlopiù per usi di tenuta dinamici, e risultano poco adatte ad essere utilizzate in situazioni in cui le guarnizioni lavorano in condizioni statiche per lunghi periodi, come ad esempio nelle applicazioni di guarnizioni per valvole di fluidi di idranti che sono utilizzati di rado. [0011]. These known types of gaskets are mainly made for dynamic sealing uses, and are not very suitable for use in situations in which the gaskets work in static conditions for long periods, such as for example in the applications of gaskets for valves of hydrant fluids that they are rarely used.

[0012]. Infatti, in casi in cui le guarnizioni sono sollecitate per lunghi periodi possono incorrere in una indesiderata adesione tra la guarnizione e l’oggetto metallico con cui fa tenuta, che può comportare una perdita delle funzionalità della guarnizione e una usura accelerata della stessa. [0012]. In fact, in cases where the gaskets are stressed for long periods, they may incur an unwanted adhesion between the gasket and the metal object with which it is sealed, which can lead to a loss of gasket functionality and accelerated wear of the same.

[0013]. Seppur nelle applicazioni di tenuta dinamica, le guarnizioni di tipo noto presentanti micro-strutturazione delle superfici di lavoro, consentono di diminuire il coefficiente di attrito dinamico, in alcuni campi, come in quelli ad alta precisione, rimane sentita l’esigenza di nuove soluzioni che consentano una ancora maggiore riduzione dei coefficienti di attrito. [0013]. Although in dynamic sealing applications, the known type gaskets with micro-structuring of the working surfaces, allow to reduce the dynamic friction coefficient, in some fields, such as in high precision ones, the need for new solutions remains felt. allow an even greater reduction of the friction coefficients.

[0014]. Pertanto, risulta fortemente sentita l’esigenza di fornire guarnizioni ad un costo contenuto, che consentano di ottenere alte prestazioni sia in contesti di tenuta statica particolarmente severi, sia in contesti di tenuta dinamica di alta precisione. [0014]. Therefore, the need is strongly felt to provide gaskets at a low cost, which allow to obtain high performance both in particularly severe static sealing contexts, and in high precision dynamic sealing contexts.

[0015]. Soluzione [0015]. Solution

[0016]. Questi ed altri scopi vengono raggiunti tramite guarnizione secondo la rivendicazione 1, nonché uno stampo secondo la rivendicazione 6, nonché una macchina laser secondo la rivendicazione 9, nonché un metodo di realizzazione di una guarnizione secondo la rivendicazione 10, nonché un metodo di realizzazione di uno stampo secondo la rivendicazione 11. [0016]. These and other purposes are achieved by means of a gasket according to claim 1, as well as a mold according to claim 6, as well as a laser machine according to claim 9, as well as a method of manufacturing a gasket according to claim 10, as well as a method of manufacturing a mold according to claim 11.

[0017]. Alcune forme di realizzazione vantaggiose sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. [0017]. Some advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

[0018]. Le soluzioni proposte permettano di ottenere alte prestazioni di riduzione dei coefficienti di attrito statico in condizioni perduranti di tenuta statica, e un efficiente controllo dei coefficienti di attrito dinamico in condizioni di tenuta dinamica tra una superficie di lavoro texturizzata di una guarnizione e la superficie di contatto di un oggetto con cui è in tenuta. [0018]. The proposed solutions allow to obtain high performances of reduction of the static friction coefficients in persistent static sealing conditions, and an efficient control of the dynamic friction coefficients in dynamic sealing conditions between a textured working surface of a gasket and the contact surface. of an object with which it is sealed.

[0019]. Peraltro, grazie, alla realizzazione di una superficie di stampo texturizzata ottenuta per rimozione di materiale su uno stampo metallico per realizzare guarnizioni, è possibile riprodurre una texture su una superficie di lavoro di una guarnizione come negativo di detta superficie di stampo texturizzata e, pertanto, ottenere un alto numero di guarnizioni con una sola lavorazione della superficie dello stampo e, conseguentemente, abbattere i costi di produzione di guarnizioni texturizzate ad alte prestazioni di riduzione di attrito. [0019]. Moreover, thanks to the realization of a textured mold surface obtained by removing material on a metal mold to make gaskets, it is possible to reproduce a texture on a working surface of a gasket as a negative of said textured mold surface and, therefore, obtain a high number of gaskets with a single machining of the mold surface and, consequently, reduce the production costs of textured gaskets with high friction reduction performance.

[0020]. Le guarnizioni secondo la presenta invenzione presentano superfici di lavoro su cui è realizzata una texture che comprende da una parte una pluralità di cavità di riserva che possono agire da serbatoi di lubrificante e dall’altra una porzione di texture di lavoro a rugosità superficiale controllata che attornia senza soluzione di continuità detta pluralità di cavità di riserva e che è configurata per andare in battuta con una superficie di contatto di un oggetto con cui la guarnizione fa tenuta. [0020]. The gaskets according to the present invention have working surfaces on which a texture is made which comprises on the one hand a plurality of reserve cavities which can act as lubricant reservoirs and on the other hand a portion of working texture with controlled surface roughness which surrounds said plurality of reserve cavities without interruption and which is configured to abut with a contact surface of an object with which the gasket makes a seal.

[0021]. Dai test condotti, si è rilevato che, sorprendentemente, nelle guarnizioni che presentano tali texture, al fine di ridurre l’attrito sia statico sia dinamico che intercorre tra guarnizione e oggetto con cui è in contatto per fare tenuta, risulta particolarmente importante la rugosità delle porzioni di superficie che intercorrono tra una cavità e l’altra, piuttosto che la densità e la dimensione delle cavità. [0021]. From the tests conducted, it was found that, surprisingly, in the seals with such textures, the roughness of the portions of the surface between one cavity and another, rather than the density and size of the cavities.

[0022]. Infatti, le guarnizioni di interesse, lavorano principalmente in contatto con fluidi che presentano una vioscosità fortemente influenzata, seppur variabile, dalla rugosità della superficie di appoggio della guarnizione, più che dalla riserva di fluido che viene incamerata nelle camere di riserva distribuite nella superficie della guarnizione stessa. [0022]. In fact, the gaskets of interest work mainly in contact with fluids that have a severity strongly influenced, albeit variable, by the roughness of the gasket support surface, rather than by the fluid reserve that is stored in the reserve chambers distributed in the gasket surface. itself.

[0023]. Ancora, pur aumentando la rugosità della superficie di lavoro delle guarnizioni secondo la presente invenzione, rispetto alle superfici lisce notoriamente utilizzate in questo campo, gli inventori hanno sperimentato che il coefficiente di attrito ad isteresi rimane trascurabile. [0023]. Furthermore, while increasing the roughness of the working surface of the gaskets according to the present invention, with respect to the smooth surfaces known to be used in this field, the inventors have experienced that the friction coefficient with hysteresis remains negligible.

[0024]. Dalle analisi sin qui condotte, sembra quasi che il fluido incamerato nelle cavità, durante l’azione di tenuta della guarnizione, sia questa di tipo statico che di tipo dinamico, formi un meato nella rugosità della porzione in appoggio della guarnizione che permette di risolvere i problemi e le esigenze elencate nell’introduzione, e questi vantaggi vengono esaltati laddove, contrariamente a quanto immaginato nelle anteriorità, le camere di riserva presentino una profondità anche notevolmente superiore, rispetto a quanto indicato in documenti di arte nota, dell’apertura di affaccio delle cavità di riserva verso le superfici di appoggio dell’oggetto su cui deve fare tenuta. [0024]. From the analyzes conducted so far, it almost seems that the fluid trapped in the cavities, during the sealing action of the gasket, both static and dynamic, forms a meatus in the roughness of the portion in support of the gasket which allows to solve the problems and needs listed in the introduction, and these advantages are enhanced where, contrary to what was imagined in the preceding, the reserve rooms have a depth even considerably greater than that indicated in documents of known art, of the opening facing the reserve cavity towards the supporting surfaces of the object on which it must seal.

[0025]. In altre parole è come se queste cavità di riserva costituissero una riserva per il fluido che viene poi spalmato nella porzione di superficie di lavoro che va in appoggio, creando il desiderato basso attrito nel tempo anche in condizioni statiche perduranti ed allo stesso tempo garantendo l’efficienza di tenuta desiderata. [0025]. In other words, it is as if these reserve cavities constituted a reserve for the fluid which is then spread in the portion of the work surface that goes into support, creating the desired low friction over time even in persistent static conditions and at the same time guaranteeing the desired sealing efficiency.

[0026]. Ulteriormente, in accordo con una forma realizzativa, si è dimostrato come la combinazione tra gli intervalli citati di rugosità delle superfici di lavoro in appoggio e la distribuzione delle cavità di riserva, che prevede una distanza tra le camerte attigue di dimensioni paragonabili all’ampiezza della singola camera, porti ad esaltare le prestazioni di tenuta e basso attrito perdurante nel tempo. [0026]. Further, in accordance with an embodiment, it has been shown how the combination between the mentioned roughness intervals of the supporting work surfaces and the distribution of the reserve cavities, which provides for a distance between the adjacent chambers of dimensions comparable to the width of the single chamber, leads to enhance the sealing performance and low friction lasting over time.

[0027]. Figure [0027]. Figures

[0028]. Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione appariranno dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo non limitativo, con riferimento alle annesse figure nelle quali: [0028]. Further features and advantages of the invention will appear from the description below of its preferred examples of implementation, given as a non-limiting example, with reference to the attached figures in which:

[0029]. - figura 1 illustra, in una vista prospettica, uno stampo chiuso secondo l’invenzione; [0029]. - Figure 1 illustrates, in a perspective view, a closed mold according to the invention;

[0030]. –la figura 2 illustra, in una vista prospettica, lo stampo in esploso della figura 1; [0030]. Figure 2 illustrates, in a perspective view, the exploded mold of Figure 1;

[0031]. –la figura 3 illustra un dettaglio dello stampo di figura 2 in cui è mostrato un ingrandimento di una superficie texturizzata dello stampo presentante una pluralità di protuberanze e avvallamenti; [0031]. Figure 3 illustrates a detail of the mold of figure 2 in which an enlargement of a textured surface of the mold is shown which has a plurality of protuberances and depressions;

[0032]. –la figura 4 mostra, in sezione trasversale lungo un piano di mezzeria dello stampo di figura 1, lo stampo e una guarnizione disposta al suo interno secondo la presente invenzione; [0032]. Figure 4 shows, in cross section along a center plane of the mold of Figure 1, the mold and a gasket arranged inside it according to the present invention;

[0033]. –la figura 5 mostra, in una vista prospettica, una guarnizione secondo la presente invenzione; [0033]. Figure 5 shows, in a perspective view, a gasket according to the present invention;

[0034]. –la figura 6 illustra un dettaglio della guarnizione di figura 5 in cui è mostrato un ingrandimento di una superficie di lavoro presentante una texture che comprende una prima porzione di texture adatta ad appoggiarsi a tenuta ad una superficie di contatto di un oggetto e una pluralità di seconde porzioni di texture che definiscono una pluralità di cavità di riserva; [0034]. Figure 6 illustrates a detail of the gasket of figure 5 which shows an enlargement of a work surface having a texture which comprises a first texture portion adapted to rest hermetically on a contact surface of an object and a plurality of second texture portions that define a plurality of reserve cavities;

[0035]. –la figura 7 mostra una guarnizione, nella forma di un oring, secondo la presente invenzione presentante su tutta la superficie di lavoro una texture miscro-strutturata; [0035]. Figure 7 shows a gasket, in the form of an oring, according to the present invention, presenting a miscro-structured texture over the entire work surface;

[0036]. –le figure 8 e 9 illustrano in modo schematico una vista in pianta e una vista laterale di una texture della guarnizione secondo la presente invenzione; [0036]. Figures 8 and 9 schematically illustrate a plan view and a side view of a texture of the gasket according to the present invention;

[0037]. –le figure 10 e 11 mostrano una macchina laser secondo la presente invenzione. [0037]. Figures 10 and 11 show a laser machine according to the present invention.

[0038]. Descrizione di alcuni esempi realizzativi preferiti [0038]. Description of some preferred embodiments

[0039]. In accordo con una forma generale di realizzazione, una guarnizione 1 comprende almeno una porzione di supporto 2 e almeno una porzione di lavoro 3. [0039]. In accordance with a general embodiment, a gasket 1 comprises at least a support portion 2 and at least a working portion 3.

[0040]. Detta porzione di lavoro 3 comprende almeno una parte di detta porzione di lavoro 3a che presenta una superficie di lavoro 4 adatta a lavorare a tenuta con una superficie di contatto 5 di un oggetto 6 su cui fare tenuta. [0040]. Said working portion 3 comprises at least a part of said working portion 3a which has a working surface 4 suitable for sealing work with a contact surface 5 of an object 6 to be sealed.

[0041]. Detta superficie di lavoro 4 comprende almeno una parte di detta superficie di lavoro 4a che presenta una texture 6 che comprende una prima porzione di texture 7 e una pluralità di seconde porzioni di texture 8 che delimitano una pluralità di cavità di riserva 9. [0041]. Said work surface 4 comprises at least a part of said work surface 4a which has a texture 6 which comprises a first texture portion 7 and a plurality of second texture portions 8 which delimit a plurality of reserve cavities 9.

[0042]. In particolare, detta prima porzione di texture 7 è adatta ad appoggiarsi a tenuta con detta superficie di contatto 5 e detta pluralità di seconde porzioni di texture 8 sono adatte ad evitare di entrare in appoggio con detta superficie di contatto 5. [0042]. In particular, said first texture portion 7 is suitable for sealing against said contact surface 5 and said plurality of second texture portions 8 are suitable for avoiding contacting said contact surface 5.

[0043]. Detta prima porzione di texture 7 presenta una rugosità superficiale compresa tra 0,1 µme 5 µm. [0043]. Said first portion of texture 7 has a surface roughness of between 0.1 µm and 5 µm.

[0044]. In accordo con una forma realizzativa, detta rugosità superficiale è compresa tra 0.2 µme 1 µm. [0044]. According to one embodiment, said surface roughness is between 0.2 µm and 1 µm.

[0045]. Detta rugosità è la rugosità misurata Ra che rappresenta il valore medio aritmetico degli scostamenti del profilo reale della superficie rispetto alla linea media. [0045]. Said roughness is the measured roughness Ra which represents the arithmetic mean value of the deviations of the real profile of the surface with respect to the mean line.

[0046]. Secondo una forma di realizzazione, detta guarnizione 1 è realizzata in materiale polimerico. [0046]. According to an embodiment, said gasket 1 is made of polymeric material.

[0047]. Secondo una forma di realizzazione, detta guarnizione 1 è realizzata in materiale elastomerico. [0047]. According to an embodiment, said gasket 1 is made of elastomeric material.

[0048]. In accordo con una forma realizzativa, detta guarnizione 1 è realizzata in gomme EPDM(Ethylene-Propylene Diene Monomer) oppure gomme NBR (gomma nitrilica) oppure PFTE (politetrafluoroetilene) oppure gomme poliuretaniche oppure gomme siliconiche oppure neoprene. [0048]. According to an embodiment, said gasket 1 is made of EPDM (Ethylene-Propylene Diene Monomer) rubber or NBR (nitrile rubber) or PFTE (polytetrafluoroethylene) rubber or polyurethane rubber or silicone rubber or neoprene.

[0049]. Secondo una forma di realizzazione, detta guarnizione 1 è ottenuta per stampaggio. [0049]. According to an embodiment, said gasket 1 is obtained by molding.

[0050]. Secondo una forma di realizzazione, detta prima porzione di texture 7 è ottenuta per stampaggio. [0050]. According to an embodiment, said first texture portion 7 is obtained by molding.

[0051]. Secondo una forma di realizzazione detta prima porzione di texture 7 è ottenuta con uno stampo 11 che comprende almeno una superficie di stampo texturizzata 12 lavorata per asportazione di materiale con raggio laser che definisce detta prima porzione di texture 7. [0051]. According to an embodiment, said first texture portion 7 is obtained with a mold 11 which comprises at least one textured mold surface 12 machined by removal of material with a laser beam which defines said first texture portion 7.

[0052]. Secondo una forma realizzativa, detta prima porzione di texture 7 è ottenuta mediante uno stampo 11 lavorato per asportazione di materiale con un laser infrarossi a nano impulsi di durata compresa tra 80 ns e 150 ns. [0052]. According to an embodiment, said first texture portion 7 is obtained by means of a mold 11 worked by removal of material with a nano-pulse infrared laser having a duration between 80 ns and 150 ns.

[0053]. Secondo una forma realizzativa, detto laser emette radiazione a nano impulsi a 1064 nm. [0053]. According to an embodiment, said laser emits nano-pulse radiation at 1064 nm.

[0054]. In accordo con una forma di realizzazione, ciascuna di dette cavità di riserva 9 definisce una apertura di cavità di riserva 10. [0054]. According to an embodiment, each of said reserve cavities 9 defines a reserve cavity opening 10.

[0055]. In accordo con una forma realizzativa, ciascuna di dette cavità di riserva 9 presenta un rapporto tra profondità di cavità e larghezza minima di apertura di cavità compreso tra 0.003 e 1. [0055]. According to an embodiment, each of said reserve cavities 9 has a ratio between cavity depth and minimum cavity opening width of between 0.003 and 1.

[0056]. In accordo con una forma di realizzazione, ciascuna di dette cavità di riserva 9 presenta una profondità compresa tra 10 µm e 50 µm. [0056]. According to an embodiment, each of said reserve cavities 9 has a depth comprised between 10 µm and 50 µm.

[0057]. Secondo una forma realizzativa, detta profondità è compresa tra 15 µme 35 µm. [0057]. According to an embodiment, said depth is comprised between 15 µm and 35 µm.

[0058]. In accordo con una forma di realizzazione, ciascuna di dette cavità di riserva 9 presenta una larghezza minima di apertura di cavità compresa tra 50 µme 300 µm. [0058]. According to an embodiment, each of said reserve cavities 9 has a minimum cavity opening width of between 50 µm and 300 µm.

[0059]. Secondo una forma realizzativa, detta larghezza minima di apertura di cavità 10 è compresa tra 100 µme 200 µm. [0059]. According to an embodiment, said minimum cavity opening width 10 is comprised between 100 µm and 200 µm.

[0060]. In accordo con una forma di realizzazione, detta pluralità di cavità di riserva 9 presenta una densità superficiale compresa tra 0.40 e 0.90. [0060]. According to an embodiment, said plurality of reserve cavities 9 has a surface density between 0.40 and 0.90.

[0061]. In accordo con una forma di realizzazione, ciascuna coppia di attigue cavità di riserva 9 dista tra loro di almeno da 50 µma 300µm. [0061]. According to an embodiment, each pair of adjacent reserve cavities 9 is at least from 50 µm to 300µm apart.

[0062]. Secondo una forma realizzativa, la distanza tra ciascuna coppia di cavità attigue di riserva 9 è compresa tra 100 µme 200 µm. [0062]. According to an embodiment, the distance between each pair of adjacent reserve cavities 9 is comprised between 100 µm and 200 µm.

[0063]. In accordo con una forma di realizzazione, dette cavità di riserva 9 sono uniformemente distribuite su detta parte di superficie di lavoro 4a. [0063]. According to an embodiment, said reserve cavities 9 are uniformly distributed on said part of the working surface 4a.

[0064]. Secondo una forma di realizzazione, dette cavità di riserva 9 sono distribuite a quinconce. [0064]. According to an embodiment, said reserve cavities 9 are distributed in quincunx.

[0065]. In accordo con una forma di realizzazione, dette cavità di riserva 9 presentano forma cilindrica oppure a calotta sferica oppure a prisma. [0065]. According to an embodiment, said reserve cavities 9 have a cylindrical shape or with a spherical cap or prism.

[0066]. Secondo una forma di realizzazione, dette cavità di riserva 9 presentano aperture 10 a forma quadrata oppure circolare oppure lenticolare oppure ellissoidale. [0066]. According to an embodiment, said reserve cavities 9 have openings 10 with a square or circular or lenticular or ellipsoidal shape.

[0067]. Secondo una forma di realizzazione, detta superficie di lavoro 4 è una superficie ottenuta per traslazione di un segmento rettilineo oppure una superficie rigata. [0067]. According to an embodiment, said work surface 4 is a surface obtained by translating a rectilinear segment or a ruled surface.

[0068]. In accordo con una forma realizzativa, detta almeno una porzione di supporto 2 e detta almeno una porzione di lavoro 3 coincidono. [0068]. According to an embodiment, said at least one support portion 2 and said at least one working portion 3 coincide.

[0069]. In accordo con una forma realizzativa, detta superficie di lavoro 4 è una superficie circolare. [0069]. According to an embodiment, said work surface 4 is a circular surface.

[0070]. Secondo una forma di realizzazione, detta guarnizione 1 è un O-ring oppure una guarnizione a labbro oppure una guarnizione a disco oppure una guarnizione a V. [0070]. According to an embodiment, said gasket 1 is an O-ring or a lip gasket or a disk gasket or a V-shaped gasket.

[0071]. La presente invenzione concerne altresìuno stampo 11 per realizzare detta guarnizione 1. [0071]. The present invention also relates to a mold 11 for making said gasket 1.

[0072]. Detto stampo 11 presenta almeno una superficie di stampo texturizzata 12 adatta a realizzare una texture 6 su una parte di una superficie di lavoro 4a di detta guarnizione 1. [0072]. Said mold 11 has at least one textured mold surface 12 suitable for creating a texture 6 on a part of a working surface 4a of said gasket 1.

[0073]. Detta superficie di stampo texturizzata 12 comprende una pluralità di protuberanze 13 adatte a realizzare una pluralità di seconde porzioni di texture 8 che delimitano una pluralità di cavità di riserva 9 in detta parte di superficie di lavoro 4a. Detta superficie di stampo texturizzata 12 comprende una pluralità di avvallamenti 14 adatti a realizzare una prima porzione di texture 7 di detta texture 6. [0073]. Said textured mold surface 12 comprises a plurality of protuberances 13 suitable for making a plurality of second texture portions 8 which delimit a plurality of reserve cavities 9 in said work surface portion 4a. Said textured mold surface 12 comprises a plurality of depressions 14 suitable for making a first portion of texture 7 of said texture 6.

[0074]. In accordo con una forma di realizzazione, detta pluralità di avvallamenti 14 costituiscono una superficie senza soluzione di continuità che attornia alla base detta pluralità di protuberanze 13. [0074]. In accordance with an embodiment, said plurality of depressions 14 constitute a seamless surface that surrounds said plurality of protuberances 13 at the base.

[0075]. Detta pluralità di avvallamenti 14 presenta una rugosità superficiale compresa tra compresa tra 0,1 µme 5 µm. [0075]. Said plurality of depressions 14 has a surface roughness comprised between 0.1 µm and 5 µm.

[0076]. Secondo una forma realizzativa detti avvallamenti 14 presentano una rugosità superficiale compresa tra 0.2 µme 1 µm. [0076]. According to an embodiment, said depressions 14 have a surface roughness of between 0.2 µm and 1 µm.

[0077]. In accordo con una forma realizzativa, detto stampo 11 comprende un primo semi-stampo 15a e un secondo semi-stampo 15b, e almeno uno tra detti semi-stampi 15a,15b comprende detta superficie di stampo texturizzata 12. [0077]. According to an embodiment, said mold 11 comprises a first half-mold 15a and a second half-mold 15b, and at least one of said half-molds 15a, 15b comprises said textured mold surface 12.

[0078]. In accordo con una forma realizzativa, entrambi i semistampi comprendono almeno una superficie di stampo texturizzata 12. [0078]. According to an embodiment, both mold halves comprise at least one textured mold surface 12.

[0079]. Secondo una forma di realizzazione, detta superficie di stampo texturizzata 12 comprende la totalità della superficie di stampo di ciascun semi-stampo 15a, 15b destinate allo stampaggio di una guarnizione. [0079]. According to an embodiment, said textured mold surface 12 comprises the whole of the mold surface of each half-mold 15a, 15b intended for molding a gasket.

[0080]. In accordo con una forma realizzativa, detti semi-stampi comprendono ciascuno dei corrispondenti fori di alloggiamento di rispettivi elementi di fissaggio 17. [0080]. According to an embodiment, said half-molds comprise each of the corresponding housing holes of respective fastening elements 17.

[0081]. In accordo con una forma realizzativa, detto stampo 11 comprende una anima 16 configurata per formare ed estrarre detta guarnizione 1 dai semi-stampi 15a, 15b. [0081]. According to an embodiment, said mold 11 comprises a core 16 configured to form and extract said gasket 1 from half-molds 15a, 15b.

[0082]. In accordo con una forma di realizzazione, detto stampo 11 è realizzato in metallo. [0082]. According to an embodiment, said mold 11 is made of metal.

[0083]. In particolare, detto stampo 11 è realizzato in acciaio per stampi oppure in alluminio oppure in rame oppure in grafite. [0083]. In particular, said mold 11 is made of steel for molds or aluminum or copper or graphite.

[0084]. La presente invenzione è relativa altresì ad una macchina laser 18 per realizzare una superficie di stampo texturizzata 12 di detto stampo 11. [0084]. The present invention also relates to a laser machine 18 for making a textured mold surface 12 of said mold 11.

[0085]. Detta macchina laser 18 comprende una unità di controllo 19, una tavola di supporto 20 che presenta almeno un grado di libertà di movimento e comprende una attrezzatura di fissaggio 22 per detto stampo 11. [0085]. Said laser machine 18 comprises a control unit 19, a support table 20 which has at least one degree of freedom of movement and comprises a fixing equipment 22 for said mold 11.

[0086]. Detta macchina laser 18 comprende una testa laser 23 supportata da assi di testa laser 21 in grado di permettere almeno una rotazione di detta testa 18 e una sua traslazione secondo una direzione ortogonale ad una direzione di detta tavola di supporto 20. [0086]. Said laser machine 18 comprises a laser head 23 supported by laser head axes 21 capable of allowing at least one rotation of said head 18 and its translation in a direction orthogonal to a direction of said support table 20.

[0087]. Detta testa laser 23 comprende una sorgente laser 24 che presenta almeno due specchi oscillanti 25 e almeno una lente 26. [0087]. Said laser head 23 comprises a laser source 24 which has at least two oscillating mirrors 25 and at least one lens 26.

[0088]. Detta macchina laser 18 è in grado di realizzare una lavorazione per asportazione di materiale su detto stampo 11 per realizzare una superficie di stampo texturizzata 12 comprendente una pluralità di protuberanze 13 adatte a realizzare una pluralità di seconde porzioni di texture 8 che delimitano una pluralità di cavità di riserva 9 in una parte di superficie di lavoro 4a di una guarnizione 1 e una pluralità di avvallamenti 14 adatti a realizzare una prima porzione di texture 7 di una texture 6 di una guarnizione 1. [0088]. Said laser machine 18 is capable of carrying out a process by removing material on said mold 11 to make a textured mold surface 12 comprising a plurality of protuberances 13 suitable for making a plurality of second texture portions 8 that delimit a plurality of cavities reserve 9 in a working surface part 4a of a gasket 1 and a plurality of depressions 14 suitable for making a first texture portion 7 of a texture 6 of a gasket 1.

[0089]. Detta macchina laser 18 è in grado di realizzare una rugosità superficiale di detta pluralità di avvallamenti 14 compresa tra 0.1 µme 5 µm. [0089]. Said laser machine 18 is capable of realizing a surface roughness of said plurality of depressions 14 comprised between 0.1 µm and 5 µm.

[0090]. In accordo con una forma realizzativa, detta rugosità è compresa tra 0,2 µme 1 µm. [0090]. According to one embodiment, said roughness is between 0.2 µm and 1 µm.

[0091]. In accordo con una forma realizzativa, detta tavola di supporto è una tavola di supporto a croce. [0091]. According to an embodiment, said support table is a cross support table.

[0092]. In accordo con una forma di realizzazione, detta macchina laser 18 presenta almeno 6 gradi di libertà. [0092]. According to an embodiment, said laser machine 18 has at least 6 degrees of freedom.

[0093]. La presente invenzione concerne altresì un metodo per realizzare detto stampo 11 adatto allo stampaggio di detta guarnizione 1, facendo uso di detta macchina laser 18. [0093]. The present invention also relates to a method for making said mold 11 suitable for molding said gasket 1, making use of said laser machine 18.

[0094]. Detto metodo comprende almeno la fase di lavorare una superficie di stampo che è configurata a realizzare detta superficie di lavoro 4 di detta guarnizione 1, in cui almeno un raggio laser emesso da detta macchina laser 1 passa su detta superficie di stampo asportando materiale per realizzare una superficie di stampo texturizzata 12 che comprende una pluralità di protuberanze 13 adatte a realizzare detta pluralità di seconde porzioni di texture 8 di detta guarnizione 1 e una pluralità di avvallamenti 14 adatti a realizzare detta prima porzione di texture 7 di detta guarnizione 1, in cui detta pluralità di avvallamenti 14 presentano una rugosità superficiale compresa tra compresa tra 0,1 µme 5 µm. [0094]. Said method comprises at least the step of machining a mold surface which is configured to form said work surface 4 of said gasket 1, in which at least one laser beam emitted by said laser machine 1 passes over said mold surface removing material to make a textured mold surface 12 which comprises a plurality of protuberances 13 suitable for forming said plurality of second texture portions 8 of said gasket 1 and a plurality of depressions 14 suitable for forming said first texture portion 7 of said gasket 1, in which said plurality of depressions 14 have a surface roughness of between 0.1 µm and 5 µm.

[0095]. In accordo con una forma di realizzazione detto metodo prevede che in detta fase di lavorazione si regola detta testa di laser 23 movimentando detti specchi oscillanti 25 in modo da asportare materiale dallo stampo 1 in una area che copre una pluralità di dette protuberanze 13 e una pluralità di detti avvallamenti 14 senza muovere gli assi della testa 23 della macchina laser 18. [0095]. In accordance with an embodiment, said method provides that in said processing step said laser head 23 is adjusted by moving said oscillating mirrors 25 so as to remove material from the mold 1 in an area that covers a plurality of said protuberances 13 and a plurality of said depressions 14 without moving the axes of the head 23 of the laser machine 18.

[0096]. La presente invenzione concerne altresì un metodo di realizzazione di una guarnizione 1 comprendente le fasi di: [0096]. The present invention also relates to a method of manufacturing a gasket 1 comprising the steps of:

-fornire uno stampo 11, secondo una delle forme di realizzazione precedentemente descritte; -providing a mold 11, according to one of the previously described embodiments;

-iniettare materiale adatto ad ottenere una guarnizione 1 in una cavità di stampo di detto stampo 11 in modo da ottenere che almeno una superficie di lavoro 4 di detta guarnizione 1 presenta una rugosità compresa tra 0,1 µme 5 µm. -injecting material suitable for obtaining a gasket 1 into a mold cavity of said mold 11 so as to obtain that at least one working surface 4 of said gasket 1 has a roughness of between 0.1 µm and 5 µm.

[0097]. La guarnizione 1 descritta è risultata particolarmente adatta a lavorare in condizioni operative difficili, sensibili all'attrito. [0097]. The gasket 1 described was found to be particularly suitable for working in difficult operating conditions, sensitive to friction.

[0098]. Ad esempio la guarnizione 1 può essere utilizzata come guarnizione di tenuta di valvole di idranti che vengono usati di rado. Tale applicazione è particolarmente vantaggiosa poiché da una parte l’acqua è un pessimo lubrificante, per cui una guarnizione di tipo noto si troverebbe in una condizione di scarsa lubrificazione, dall’altra è fatto divieto di utilizzare lubrificanti a base di oli nei sistemi ad acqua potabile, sicché l’uso di detta guarnizione 1 consente di diminuire anche del 50% il coefficiente di attrito statico e rendere tale idrante più prestante. [0098]. For example, the gasket 1 can be used as a sealing gasket for hydrant valves which are rarely used. This application is particularly advantageous since on the one hand water is a very bad lubricant, for which a known type gasket would be in a condition of poor lubrication, on the other hand it is forbidden to use oil-based lubricants in water systems. drinkable, so that the use of said gasket 1 allows to reduce the static friction coefficient by up to 50% and make this hydrant more performing.

[0099]. Ulteriormente, la presente guarnizione 1 può essere efficacemente utilizzata come tenuta di tipo rotazionale nell’attuazione del coefficiente di attrito ad alta precisione ad esempio nell’ambito della robotica, in cui detta guarnizione 1 grazie ad una combinazione di texture dalla rugosità controllata e dai parametri geometrici ottimali facilita il controllo preciso delle parti rotazionali ottenendo un attrito il più possibile omogeneo, indipendentemente dalla velocità angolare. [0099]. Furthermore, the present gasket 1 can be effectively used as a rotational-type seal in the implementation of the high-precision coefficient of friction, for example in the field of robotics, in which said gasket 1 thanks to a combination of textures with controlled roughness and parameters optimal geometries facilitates the precise control of the rotational parts obtaining a friction as homogeneous as possible, regardless of the angular velocity.

ELENCO RIFERIMENTI LIST OF REFERENCES

1 guarnizione 1 gasket

2 porzione di supporto 2 support portion

3 porzione di lavoro 3 portion of work

3a parte di porzione di lavoro 4 superficie di lavoro 3rd part of working portion 4 working surface

4a parte di superficie di lavoro 5 superficie di contatto di un oggetto 6 texture 4th part of work surface 5 contact surface of an object 6 texture

7 prima porzione di texture 7 first portion of texture

8 seconde porzioni di texture 8 second portions of texture

9 cavità di riserva 9 spare cavities

10 apertura di cavità 10 opening of cavities

11 stampo 11 mold

12 superficie di stampo texturizzata 13 protuberanze 12 textured mold surface 13 protuberances

14 avvallamenti 14 troughs

15a Primo semi-stampo 15a First half-mold

15b Secondo semi-stampo 15b Second half-mold

16 anima 16 soul

17 elementi di fissaggio 17 fasteners

18 Macchina laser 18 Laser machine

19 unità di controllo 19 control units

20 tavola di supporto 20 support table

21 assi di testa laser 21 laser head axes

22 attrezzatura di fissaggio 22 fastening equipment

23 testa laser 23 laser head

24 sorgente laser 24 laser source

25 specchi oscillanti 25 oscillating mirrors

26 lente 26 lens

Claims

CLAIMS 1. Gasket (1) comprising at least a support portion (2) and at least a working portion (3), in which a part of said working portion (3a) has a working surface (4) suitable for sealing with a contact surface (5) of an object (6) to be sealed, in which at least a part of said work surface (4a) has a texture (6) which comprises a first texture portion (7) and a plurality of second texture portions (8) which delimit a plurality of reserve cavities (9), said first texture portion (7) being suitable for sealing against said contact surface (5) and said plurality of second texture portions (8) being suitable for avoiding contacting said contact surface (5), wherein said first texture portion (7) has a surface roughness of between 0.1 µm and 5 µm.

Gasket (1) according to the preceding claim wherein said first texture portion (7) is obtained by molding; and / or wherein said first texture portion (7) is obtained with a mold (11) comprising at least one textured mold surface (12) machined by removal of material with a laser beam which defines said first texture portion (7); and / or wherein said first texture portion (7) is obtained by means of a mold (11) worked by removal of material with a pulsed infrared laser having a duration between 80 ns and 150 ns.

Seal (1) according to any one of the preceding claims, wherein each of said reserve cavity (9) defines a reserve cavity opening (10), and in which each of said reserve cavities (9) has a ratio between cavity depth (P) and minimum cavity opening width (L) between 0.03 and 1 and / or a cavity depth (P) between 10 µm and 50 µm and / or a minimum cavity opening width (L) between 50 µm and 300 µm / or a reserve cavity surface density (9) between 0.40 and 0.90 and / or in which each pair of adjacent reserve cavities ( 9) are at a distance (D) from each other of at least 50 µm and 300 µm.

Gasket (1) according to any one of the preceding claims in which said reserve cavities (9) are uniformly distributed on said working surface part (4a); and / or in which said reserve cavities (9) are distributed in quincunx; and / or in which said reserve cavities (9) have a cylindrical or spherical cap or prism shape; and / or in which said reserve cavities (9) have square or circular or lenticular or ellipsoidal openings (10).

Seal (1) according to any one of the preceding claims, wherein said work surface (4) is a surface obtained by translating a straight segment or a grooved surface.

Gasket (1) according to any one of the preceding claims, wherein said at least one support portion (2) and said at least one working portion (3) coincide; and / or wherein said work surface (4) is a circular surface; and / or wherein said seal is an O-ring or a lip seal or a disc seal or a V-seal.

7. Mold (11) for making a gasket (1) according to any one of the preceding claims, having at least one textured mold surface (12) suitable for making a texture (6) on a part of a work surface (4a) of said gasket (1), wherein said textured mold surface (12) comprises a plurality of protuberances (13) suitable for making a plurality of second texture portions (8) which delimit a plurality of reserve cavities (9) in said part of the work surface (4a) and a plurality of hollows (14) suitable for making a first portion of texture (7) of said texture (6), in which said plurality of hollows (14) have a surface roughness comprised between between 0.1 µm and 5 µm.

8. Mold (11) according to the preceding claim comprising a first half-mold (15a) and a second half-mold (15b), in which at least one of said half-molds (15a, 15b) comprises said textured mold surface ( 12).

Laser machine (18) for making a textured mold surface (12) of a mold (11) according to any one of claims 7 to 8, comprising a control unit (19), a support table (20) having at least one degree of freedom comprising a fixing equipment (22) for said mold (11), a laser head (23) supported by laser head axes (21) capable of allowing at least one rotation of said head and its translation according to a direction orthogonal to a direction of said support table (20), said laser head (23) comprising a laser source (24) comprising at least two oscillating mirrors (25) and at least one lens (26), in which said laser machine ( 18) is able to perform a material removal process to create a textured mold surface (12) comprising a plurality of protuberances (13) suitable for making a plurality of second texture portions (8) which delimit a plurality of reserve cavity (9) in a working surface part (4a) of a gasket (1) and a plurality of depressions (14) suitable for making a first texture portion (7) of a texture (6) of a gasket (1), in which the surface roughness of said plurality of depressions (14) is comprised between 0.1 ume 5um.

Method for making a mold (11) suitable for molding a gasket according to any one of claims 1 to 6, using a laser machine (18) according to claim 9, wherein said method comprises at least the step of machining a mold surface which is configured to form said work surface (4) of said gasket (1), in which at least one laser beam emitted by said laser machine (1) passes over said mold surface removing material to make a textured mold surface (12) comprising a plurality of protuberances (13) suitable for making said plurality of second texture portions (8) of said gasket (1) and a plurality of depressions (14) suitable for making said first texture portion (7) of said gasket (1), in which said plurality of depressions (14) have a surface roughness comprised between 0.1 µm and 5 µm.

11. Method according to the preceding claim, in which in said processing step said laser head (23) is adjusted by moving said oscillating mirrors (26) so as to remove material from the mold (11) in an area that covers a plurality of said protuberances (13) and a plurality of said depressions (14) without moving the axes of the laser machine head.

12. Method of manufacturing a gasket (1) comprising the steps of: - providing a mold according to any one of claims 7 to 8, - injecting material suitable for obtaining a gasket (1) in a cavity () of said mold (11) so as to obtain that at least one working surface (4) of said gasket (1) has a roughness between 0.1 µm and 5 µm.