IT201900018389A1 - Durometro di tipo universale ad architettura perfezionata. - Google Patents

Description

“Durometro di tipo universale ad architettura perfezionata”

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un durometro di tipo universale ad architettura perfezionata.

Oggi giorno sono noti durometri universali che consentono di fare prove di durezza con un'elevata ripetibilità e precisione.

I durometri più evoluti sono dotati di una struttura di carico a colonna sulla quale scorre un carrello o testa di lavoro rigida portante il penetratore, ossia la punta del durometro destinata a lasciare l'impronta sul pezzo da testare.

L'architettura così concepita è dimensionata in maniera tale da limitare al minimo le eventuali deformazioni elastiche e plastiche che i componenti impiegati potrebbero subire a seguito dell'applicazione del carico; tuttavia, al fine di evitare qualsiasi tipo di errore nella misurazione effettuata, tra il penetratore e la testa di lavoro è interposta almeno una cella di carico atta al controllo dinamico del carico applicato al penetratore.

A completamento di tale tipo di durometri sono mezzi di lettura ottica e mezzi di illuminazione dell'impronta installati a bordo della testa di lavoro.

Tali durometri di tipo noto non sono scevri da inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che gli stessi sono concepiti unicamente per effettuare misurazioni sulle superficie esterne del pezzo e su pezzi di piccole o medie dimensioni o, per meglio dire, su tutte quelle superfici la cui normale geometrica può essere collocato lungo l'asse di spinta del penetratore senza che nessun'altra parte del pezzo interferisca con la stessa.

Infatti, con tali durometri di tipo noto non è possibile eseguire misurazioni su superfici interne del pezzo, su superfici presentanti dei sottosquadro e su superfici di pezzi di grandi dimensioni tali da impedire un sufficiente avvicinamento della superficie alla testa di lavoro.

Compito precipuo del presente trovato consiste nel fatto di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati, superando i limiti della tecnica nota. Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un durometro dall'elevata flessibilità di utilizzo garantendo, al contempo, un'elevata precisione e ripetibilità della prova.

Un altro scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un durometro di tipo universale che permetta l'esecuzione di prove di durezza secondo più tipologie di prove di tipo noto con un'elevata affidabilità sull'esito della prova.

Un ulteriore scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un durometro di tipo universale economicamente competitivo se paragonato ai durometri di tipo noto.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un durometro di tipo universale ad architettura perfezionata, comprendente una struttura portante definente un basamento, destinato ad essere appoggiato su un piano di lavoro, e scorrevolmente supportante un carrello lungo una direzione di movimentazione sostanzialmente normale a detto basamento; detto carrello essendo comandato da mezzi motori per il suo spostamento controllato lungo detta direzione di movimentazione ed essendo compresa una cella di carico solidale a detto carrello e portante un penetratore destinato ad andare a contatto con un pezzo sul quale eseguire una prova di durezza per il controllo dinamico del carico applicato a detto penetratore; caratterizzato dal fatto che detta cella di carico presenta una conformazione sostanzialmente a trave sporgente da detto carrello secondo una direzione sostanzialmente trasversale a detta direzione di movimentazione in maniera tale da definire un'architettura di detto durometro a sbalzo con una direzione di carico sostanzialmente parallela e distanziata da detta direzione di movimentazione e dal fatto di comprendere almeno un elemento di riferimento scorrevolmente associato a detta struttura portante lungo una direzione sostanzialmente parallela a detta direzione di movimentazione e conformato in maniera tale da essere collocato con una sua porzione d'estremità a contatto con la superficie di detto pezzo sulla quale eseguire la prova.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un durometro di tipo universale ad architettura perfezionata, secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli allegati disegni, in cui:

la figura 1 è una vista schematica in alzato laterale del durometro di tipo universale, secondo il trovato;

le figure da 2 a 7 sono sei viste in dettaglio del penetratore del durometro di tipo universale rappresentato in figura 1 illustranti in sequenza le varie fasi di una generica prova di durezza.

Con riferimento alle figure citate, il durometro di tipo universale con architettura perfezionata, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una struttura portante 2 definente un basamento 3 destinato ad essere appoggiato su un piano di lavoro e dal quale si sviluppano, nella forma di realizzazione proposta, tre colonne 4, 5 e 6 orientate parallelamente tra loro secondo una direzione normale rispetto al basamento 3. A completamento della struttura portante 2 sono previsti un cappello di chiusura 7 ed un portacampione 8 sul appoggiare e/o fissare il pezzo 9 sul quale eseguire una prova di durezza secondo lo standard richiesto.

Mediante le colonne 4 e 5, la struttura portante 2 supporta scorrevolmente un carrello 10 lungo una direzione di movimentazione 11 sostanzialmente normale al basamento 3.

Più dettagliatamente, il carrello 10 è comandato da mezzi motori 12 per il suo spostamento controllato lungo la direzione di movimentazione 11 mediante una meccanica di per sé nota e quindi non descritta nel dettaglio.

Solidale al carrello 10 è compresa una cella di carico 13 portante un penetratore 14 destinato ad andare a contatto con il pezzo 9.

In questa maniera, è possibile avere un controllo dinamico del carico applicato al penetratore 14.

Più dettagliatamente, la cella di carico 13 comprende mezzi sensori atti alla misurazione delle deformazioni elastiche della cella di carico 13.

Secondo il trovato, la cella di carico 13 presenta una conformazione sostanzialmente a trave sporgente dal carrello 10 secondo una direzione sostanzialmente trasversale alla direzione di movimentazione 11 in maniera tale da definire un'architettura del durometro 1 a sbalzo con una direzione di carico 15 sostanzialmente parallela e distanziata dalla direzione di movimentazione 11.

In questa maniera è possibile eseguire prove di durezza su pezzi dalle geometrie complesse, tali da non consentire il loro posizionamento all'interno o in prossimità dei durometri ad architettura tradizionale.

Nella forma di realizzazione proposta, i mezzi sensori, che non sono rappresentati per comodità grafica, comprendono due coppie di estensimetri, preferibilmente al taglio, associati in maniera contrapposta a due a due alla cella di carico 13 rispettivamente in prossimità del penetratore 14 ed in prossimità del carrello 10.

Sempre secondo il trovato, al fine di consentire una misurazione attendibile e scevra da errori, è previsto almeno un elemento di riferimento 16 scorrevolmente associato alla struttura portante 2, in particolare nella forma di realizzazione proposta alla colonna 6, lungo una direzione sostanzialmente parallela alla direzione di movimentazione 11 e conformato in maniera tale da essere collocato con una sua porzione d'estremità 17 a contatto con la superficie del pezzo 9 sulla quale eseguire la prova, senza interferire con la movimentazione della cella di carico 13.

Più dettagliatamente, l'elemento di riferimento 16 può presentare una conformazione geometrica variabile in funzione della conformazione del pezzo 9 sul quale eseguire la prova e può essere definita da un corpo a geometria fissa o da un corpo a geometria variabile come un braccio articolato o simile.

Opportunamente, la cella di carico 13 può presentare una conformazione geometrica definente delle cavità passanti 18 tali da consentire il passaggio dell'elemento di riferimento 16 qualora ce ne fosse la necessità.

A completamento del durometro 1, sono previsti mezzi misuratori 19 dello spostamento relativo tra l'elemento di riferimento 16 ed il carrello 10.

Più specificatamente, tali mezzi misuratori 19 comprendono mezzi graduati 20, associati ad uno tra il carrello 10 ed un corsoio 21 solidale nella traslazione all'elemento di riferimento 16, e mezzi lettori 22 dei mezzi graduati 20, associati all'altro tra il carrello 10 ed il corsoio 21.

In questa maniera, è possibile effettuare la misura della profondità dell'impronta del penetratore 14 nel pezzo 9.

Nella forma di realizzazione proposta, vantaggiosamente, i mezzi graduati 20 comprendono un asta graduata orientata sostanzialmente parallelamente alla direzione di movimentazione 11 ed associata al corsoio 21 ed i mezzi lettori 22 comprendono un lettore ottico orientato in direzione dell'asta graduata ed associato al carrello 10.

Il procedimento di misura di durezza superficiale mediante il durometro 1, con particolare riferimento alle figure da 2 a 7, comprende le seguenti fasi:

avvicinamento del penetratore 14 e della porzione d'estremità 17 a detto pezzo 9 di cui misurare la durezza superficiale;

contatto della porzione d'estremità 17 con il pezzo 9;

contatto del penetratore 14 con il pezzo 9 ed azzeramento della quota di partenza in funzione della misura letta dai mezzi lettori 22 sui mezzi graduati 20;

applicazione del precarico;

applicazione del carico in maniera tale che il penetratore 14 penetri nel pezzo 9 definendo l'impronta;

scarico del carico fino al raggiungimento del precarico e lettura della profondità di impronta in funzione della misura letta sempre dai mezzi lettori 22 sui mezzi graduati 20.

Si è in pratica constatato come il durometro di tipo universale ad architettura perfezionata, secondo il presente trovato, assolva pienamente il compito nonché gli scopi prefissati in quanto consente di effettuare più tipologie di prove di durezza su pezzi dalle geometrie complesse come ruote dentate, mozzi e, più ingenerale, pezzi con sottosquadro e parti interne cave.

Il durometro di tipo universale ad architettura perfezionata, così concepito, è 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, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (8)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Durometro di tipo universale (1) ad architettura perfezionata, comprendente una struttura portante (2) definente un basamento (3), destinato ad essere appoggiato su un piano di lavoro, e scorrevolmente supportante un carrello (10) lungo una direzione di movimentazione (11) sostanzialmente normale a detto basamento (3); detto carrello (10) essendo comandato da mezzi motori (12) per il suo spostamento controllato lungo detta direzione di movimentazione (11) ed essendo compresa una cella di carico (13) solidale a detto carrello (10) e portante un penetratore (14) destinato ad andare a contatto con un pezzo (9) sul quale eseguire una prova di durezza per il controllo dinamico del carico applicato a detto penetratore (14); caratterizzato dal fatto che detta cella di carico (13) presenta una conformazione sostanzialmente a trave sporgente da detto carrello (10) secondo una direzione sostanzialmente trasversale a detta direzione di movimentazione (11) in maniera tale da definire un'architettura di detto durometro di tipo universale (1) a sbalzo con una direzione di carico (14) sostanzialmente parallela e distanziata da detta direzione di movimentazione (11) e dal fatto di comprendere almeno un elemento di riferimento (16) scorrevolmente associato a detta struttura portante (2) lungo una direzione sostanzialmente parallela a detta direzione di movimentazione (11) e conformato in maniera tale da essere collocato con una sua porzione d'estremità (17) a contatto con la superficie di detto pezzo (9) sulla quale eseguire la prova.
2. 2. Durometro di tipo universale (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi misuratori (19) dello spostamento relativo tra detto elemento di riferimento (16) e detto carrello (10).
3. 3. Durometro di tipo universale (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta cella di carico (13) comprende mezzi sensori atti alla misurazione delle deformazioni elastiche di detta cella di carico (13).
4. 4. Durometro di tipo universale (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori comprendono due coppie di estensimetri associati in maniera contrapposta a due a due a detta cella di carico (13) rispettivamente in prossimità di detto penetratore (14) ed in prossimità di detto carrello (10).
5. 5. Durometro di tipo universale (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta cella di carico (13) presenta una conformazione geometrica definente delle cavità passanti (18) per consentire il passaggio di detto almeno un elemento di riferimento (16).
6. 6. Durometro di tipo universale (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi misuratori (19) comprendono mezzi graduati (20), associati ad uno tra detto carrello (10) ed un corsoio (21) solidale nella traslazione a detto almeno un elemento di riferimento (16), e mezzi lettori (22) di detti mezzi graduati (20), associati all'altro tra detto carrello (10) e detto corsoio (21) per la misura della profondità dell'impronta di detto penetratore (14) in detto pezzo (9).
7. 7. Durometro di tipo universale (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi graduati (20) comprendono un asta graduata orientata sostanzialmente parallelamente a detta direzione di movimentazione (11) e che detti mezzi lettori (22) comprendono un lettore ottico orientato in direzione di detta asta graduata.
8. 8. Procedimento di misura di durezza superficiale mediante un durometro di tipo universale (1) secondo una o più delle caratteristiche precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: avvicinamento di detto penetratore (14) e di detta porzione d'estremità (17) a detto pezzo (9) di cui misurare la durezza superficiale; contatto di detta porzione d'estremità (17) con detto pezzo (9); contatto di detto penetratore (14) con detto pezzo (9) ed azzeramento della quota di partenza in funzione della misura letta da detti mezzi lettori (22) su detti mezzi graduati (20); applicazione del precarico; applicazione del carico in maniera tale che detto penetratore (14) penetri in detto pezzo (9) definendo detta impronta; scarico di detto carico fino al raggiungimento di detto precarico e lettura della profondità di impronta in funzione della misura letta da detti mezzi lettori (22) su detti mezzi graduati (20).