IT202100014168A1 - Circuito di filo diamantato per il taglio di materiali lapidei - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: ?CIRCUITO DI FILO DIAMANTATO PER IL TAGLIO DI MATERIALI LAPI-DEI"

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un circuito di filo diamantato per il taglio di materiali lapidei.

Il campo dell'invenzione ? quello delle macchine tagliatrici a filo diamantato in uso nelle cave lapidee, che prevedono l?utilizzo di utensili ricoperti e supportano un equipaggiamento di sicurezza per il controllo del carico di trazione esercitato dalla macchina durante le fasi di taglio in rapporto alla resistenza dell?utensile stesso.

Come noto, una macchina tagliatrice a filo diamantato ? un?attrezzatura elettromeccanica mobile utilizzata in ambiente estrattivo, per il taglio di materiali lapidei sia in fase di escavazione al monte, sia in fase di sezionamento e riquadratura dell?ammasso lapideo.

Il taglio della porzione rocciosa ? dovuto all?effetto del filo diamantato, che consiste in un'azione abrasiva che dipende sia dalla rotazione dell?anello che forma il circuito di taglio di filo diamantato, sia dalla traslazione della macchina, realizzando il continuo e corretto tensionamento dell?utensile in modo da effettuare l?azione voluta.

Il circuito di filo diamantato ? montato su una puleggia motrice o volano della macchina ed ? chiuso ad anello intorno alla porzione rocciosa da tagliare per mezzo di tubetti cilindrici, chiamati giunzioni o giunti, che vengono pressati alle due estremit? del filo.

La puleggia motrice della tagliatrice ? mossa da un moto rotatorio che trasmette l?energia necessaria per il moto di taglio al circuito di filo diamantato che scorre su di essa, in concorso con il moto di traslazione della macchina che permette il moto di avanzamento del taglio rispetto all?ammasso roccioso.

In particolare, la tecnologia di taglio a filo diamantato viene attuata con l?uso di un utensile diamantato, chiamato ?perlina?, generalmente cilindrico oppure tronco conico, a seconda della forma degli angoli di spoglia dell?utensile, che viene montato su un trefolo di acciaio avente lunghezza variabile a seconda delle dimensioni del taglio. Il filo diamantato ricoperto o protetto ? infatti composto da un cavo d?acciaio nel quale vengono inserite perline diamantate, molle, mentre l?elemento consolidante della struttura finale ? un polimero plastico o gommoso che ammorsa gli elementi al suddetto cavo e lo protegge dall?abrasione, sia superficiale che interna, prolungandone la vita.

Poich? il filo diamantato lavora a pressione sul materiale, la quantit? di materiale asportato ? direttamente proporzionale alla pressione sul filo diamantato e alla conseguente forza di attrito fra quest'ultimo e il materiale. La forza di attrito ? vinta dalla trazione esercitata da una puleggia che gira sulla macchina, che contemporaneamente si sposta.

Il moto di taglio ? dato dalla rotazione della puleggia, che pu? disporsi parallela al fronte della montagna, oppure ortogonale o, qualche volta, anche inclinata. Il piano di taglio ? il piano ipotetico di taglio dove si trova il filo diamantato.

Il rischio maggiore nell?utilizzo del filo diamantato ? che si verifichino dei problemi di rottura nella giunzione del filo diamantato, con conseguente proiezione di elementi metallici.

Di conseguenza, il rischio meccanico residuo derivante da tali proiezioni pu? interessare sia gli spezzoni di filo che gli stessi elementi fissati su di esso.

Queste rotture possono essere provocate dal surriscaldamento e/o dallo sfilamento delle giunzioni, generate anche dall?usura, da urti, da contatti o ammorsamenti del filo nell?ammasso roccioso.

Nella fase iniziale del taglio, un elemento di forte sollecitazione cui ? sottoposto il filo diamantato ? anche costituito dalla presenza di spigoli dell?ammasso lapideo che provocano sollecitazioni impreviste ed elevate sugli elementi.

Una delle maggiori concause di rottura del filo diamantato deriva dal collegamento tra di loro di diversi spezzoni di differente tipologia e/o che presentano dei gradi differenti di usura, dovuti alle differenti condizioni e ai diversi tempi di lavoro a cui sono stati sottoposti.

? necessario, pertanto, individuare quali siano i migliori accoppiamenti tra i vari spezzoni di filo della medesima tipologia e aventi sostanzialmente la medesima usura. Tale aspetto ?, dunque, estremamente importante per la resistenza complessiva del circuito di taglio, e deve pertanto essere oggetto di controlli continui e specifici. Il rischio di errato accoppiamento degli spezzoni ? dovuto alla procedura manuale della scelta degli stessi, lasciando all?operatore la discrezionalit? del solo controllo visivo.

La composizione dell'anello o del circuito di taglio ? realizzata infatti al momento dell'uso, combinando tra loro tanti spezzoni di filo diamantato, di lunghezza necessaria per coprire la lunghezza del circuito di taglio.

Tale composizione, come si ? detto, ? delegata ad un operatore che seleziona, a vista, gli spezzoni di filo diamantato, individuando quelli che presentano lo stesso grado di usura, un uguale carico di ore di lavoro e con pari caratteristiche tecniche.

L'operazione, fatta in modo manuale, assume necessariamente un carattere estemporaneo, approssimativo e soggettivo, con l'insorgere di possibili errori che sono la causa della formazione di circuiti composti da spezzoni di filo diamantato aventi gradi di usura e qualit? diversi, uniti tra loro in modo casuale. La procedura casuale su esposta aumenta il rischio di rottura del circuito di taglio.

L'operazione di assemblaggio di un circuito di taglio, da realizzare sul piazzale di cava, a partire da spezzoni di fili diamantati gi? usati, ? inoltre molto complessa. Infatti, molteplici fattori quali fango, freddo, distrazione, fatica ed altro ancora, intervengono a complicare il processo manuale degli operatori.

Costituisce quindi lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire una risoluzione tecnica valida agli inconvenienti sopra descritti.

Rappresenta un ulteriore scopo dell'invenzione quello di fornire un circuito per il taglio di materiali lapidei, formato da un insieme di spezzoni di filo diamantato, omogenei per consumo, numero di ore di utilizzo e per caratteristiche meccaniche in genere, correlate al taglio dei materiali lapidei.

? un ulteriore scopo dell'invenzione quello di fornire un circuito di taglio che presenti un grado di sicurezza maggiore, riducendo l?errore umano per la sua composizione.

? un ulteriore scopo dell'invenzione quello di fornire un circuito per il taglio di materiali lapidei, adatto per cooperare con una piattaforma informatica che associ i singoli elementi identificativi di ciascuno spezzone alle sue caratteristiche tecniche, al suo grado di consumo, alle ore lavorate ed agli altri parametri di taglio in genere.

Non ultimo scopo dell'invenzione ? quello di fornire un sistema per il taglio di materiali lapidei, che renda possibile registrare automaticamente le prestazioni di taglio di ciascuno spezzone del circuito di filo diamantato, cos? da valutare la sua efficacia in rapporto alle condizioni d'uso.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con il circuito di filo diamantato della rivendicazione 1. Dei preferiti modi di realizzare l'invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.

In rapporto alle soluzioni note, il circuito di filo diamantato dell'invenzione offre il vantaggio di permettere di assemblare un circuito per il taglio di materiali lapidei, costituito da spezzoni di filo diamantato omogenei per consumo, numero di ore di utilizzo e per altre caratteristiche in genere connesse al taglio dei materiali lapidei.

Diviene cos? possibile registrare le prestazioni di taglio per ciascuno spezzone di filo diamantato, componendo nel loro insieme il circuito di taglio provvisto delle caratteristiche richieste dalle specifiche condizioni d'impiego.

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di un circuito di filo diamantato per il taglio di materiali lapidei dell'invenzione illustrato, a titolo esemplificativo e non limitativo, nelle figure delle allegate tavole di disegni.

In esse:

- la figura 1 illustra in vista schematica un circuito di taglio di materiali lapidei, ottenuto dall'assemblaggio di una pluralit? di spezzoni di filo diamantato dell'invenzione;

- la figura 2 illustra in vista schematica gli spezzoni di filo diamantato di composizione del circuito di figura 1, come normalmente conservati dopo l'uso;

- le figure 3A, 3B illustrano due possibili forme di realizzazione del circuito di figura 1, con un ingrandimento sulle rispettive giunzioni;

- la figura 4 illustra schematicamente la piattaforma informatica secondo l'invenzione.

Con particolare riferimento alle figure sopra indicate, il circuito dell'invenzione per il taglio di materiali lapidei, indicato genericamente con 1, ? ottenuto per assemblaggio reciproco testa-coda di una pluralit? di spezzoni di filo diamantato 4 e 5.

Ciascuno spezzone di filo diamantato ? a sua volta formato da un cavo 2, il quale supporta una pluralit? di utensili diamantati o perline 16. Il collegamento tra i fili 4 e 5 che compongono il circuito 1 ? inoltre realizzato in corrispondenza di rispettive giunzioni 6, per definire un anello chiuso atto ad essere montato su di una macchina di taglio provvista di una puleggia 10 che mette in rotazione il circuito 1.

Vantaggiosamente ciascuno spezzone di filo diamantato 4 e 5 comprende almeno un sensore di identificazione 8, alloggiato sullo spezzone di filo all?interno dello stesso in maniera che rimanga il pi? possibile protetto dall?azione abrasiva del taglio, allo scopo di identificare il relativo spezzone di filo diamantato per usura, numero di ore lavorate e per gli altri parametri di taglio utili a caratterizzarlo, in termini di omogeneit? strutturale, rispetto agli atri spezzoni di composizione del circuito di taglio 1.

Nella forma di esecuzione preferita, rappresentata nelle figure 3A e 3B, il sensore 8 si trova collocato su fili 4,5 di tipo gommato (figura 3A), oppure su fili 4,5 di altro tipo (figura 3B), che includono inoltre una molla 15. I sensori di identificazione 8 sono in particolare disposti nel tratto di filo non interessato dalle giunzioni 6 o in qualunque altra componente del circuito comprese giunte, perline, etc. Negli ingrandimenti delle figure 3A e 3B sono inoltre visibili le perline diamantate 16, che rappresentano la componente di taglio dei materiali lapidei.

Le modalit? di fissaggio del sensore possono essere le pi? varie: affogamento nel polimero; posizionamento sotto la molla; posizionamento tra la molla e la perlina, oppure inserimento negli stessi elementi.

I sensori di identificazione 8 sono di tipo adatto per essere elettronicamente riconosciuti ed associati al rispettivo spezzone di filo diamantato che li supporta. A tale scopo, il sensore 8 ? costituito da un dispositivo di trasmissione di segnali, ad esempio in radiofrequenza tipo NFC, oppure RFid o similari, in grado di connettersi con il Cloud ed equipaggiato sulla macchina di taglio.

Poich? a ciascun sensore 8 sono associati, da parte dell'operatore, i parametri che lo contraddistinguono per consumo, ore lavorate e simili, l'invenzione prevede di raccogliere questi dati e queste informazioni all'interno di un sistema o piattaforma informatica 13, che ha la funzione di indicare/avvisare se uno spezzone ha esaurito le ore - o cicli - di lavoro ad esso associati dall?operatore oppure la quantit? massima di metri quadrati tagliabili, sempre conformemente ai parametri ad esso associati dall?operatore, oppure altri dati.

In questo modo le prestazioni di taglio di ciascuno spezzone di filo diamantato sono registrate automaticamente, permettendo di valutarne l'efficacia in rapporto alle condizioni d'uso del circuito di taglio che lo equipaggia. Si migliorano cos? non solo l'efficacia e la regolarit? dell'azione di taglio prodotta dal circuito in rapporto alla massa lapidea da tagliare, ma anche le condizioni di sicurezza sul lavoro, perch? si riducono i rischi di rottura del circuito.

La piattaforma informatica 13 svolge inoltre la funzione di associare ciascun sensore identificativo 8, e quindi ciascuno spezzone di filo diamantato, alle caratteristiche della massa lapidea da tagliare, trasmettendo queste informazioni agli operatori, ad esempio attraverso un'applicazione caricata su un dispositivo remoto 14, come uno smartphone. In questo modo si rende possibile costruire il circuito di taglio, provvisto delle caratteristiche tecniche necessarie per ottimizzare le operazioni di taglio sulla massa lapidea in condizioni di maggiore efficacia e di assoluta sicurezza.

Viene cos? ottenuta una maggiore omogeneit? di pressione circonferenziale del circuito 1 durante il taglio, individuando quali siano i migliori accoppiamenti tra i vari spezzoni di filo della medesima tipologia e aventi sostanzialmente la medesima usura.

Quanto sopra, conseguentemente, riduce qualsiasi errore manuale nella scelta degli spezzoni di filo diamantato e ottimizza la loro scelta in funzione delle caratteristiche della massa lapidea e dei parametri del lavoro da eseguire.

Inoltre, a fine lavoro, la piattaforma informatica 13 pu? memorizzare il numero di ore lavorate dai vari spezzoni di filo diamantato, ed altri parametri come la velocit? di quest'ultimo, in relazione alle caratteristiche del materiale lapideo tagliato ed alla pressione di taglio, eccetera.

All'invenzione, come sopra descritta ed illustrata nelle figure allegate, ? possibile apportare delle modifiche per realizzare delle ulteriori varianti, comunque comprese nelle rivendicazioni che seguono. Cos?, per esempio, le lunghezze degli spezzoni di filo diamantato che compongono il circuito di taglio 1 sono ovviamente casuali in relazione all?impiego e alle necessit? dei diversi cantieri, e cos? il tipo di sensore applicato agli spezzoni. Inoltre, altrettanto diverso potrebbe essere il numero dei sensori di identificazione presenti su ciascuno spezzone di filo diamantato. Preferibilmente la macchina di taglio ? inoltre provvista di almeno un sensore di presenza dei citati sensori di identificazione 8, adatto per interagire con la citata piattaforma informatica 13.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI

1. Circuito di filo diamantato per il taglio di materiali lapidei, del tipo costituito da uno o pi? spezzoni di filo diamantato (4,5) reciprocamente uniti alle loro estremit? contigue per mezzo di rispettive giunzioni (6), o anelli chiusi utilizzati in impianti statici, ciascuno spezzone di filo diamantato (4,5) essendo formato da un cavo (2) che supporta degli utensili diamantati di taglio (16), caratterizzato dal fatto che ciascuno spezzone di filo diamantato (4,5) comprende almeno un rispettivo sensore di identificazione (8).

2. Circuito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto sensore di identificazione (8) ? un sensore costituito da un NFC, oppure RFid o similari, in grado di connettersi con il Cloud ed equipaggiato sulla macchina di taglio, adatto per essere elettronicamente riconosciuto ed associato al rispettivo spezzone di filo diamantato che lo supporta.

3. Circuito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti sensori di identificazione (8) sono disposti nel tratto di filo non interessato dalle giunzioni (6) o in qualunque altra componente del circuito comprese giunte, perline, etc.

4. Macchina per il taglio di materiali lapidei, caratterizzata dal fatto di essere provvista del circuito di taglio secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, la detta macchina di taglio comprendendo inoltre almeno un sensore di presenza di detto almeno un sensore (8) di identificazione dei detti spezzoni di filo diamantato (4,5).

5. Sistema per la gestione delle operazioni di taglio nelle cave lapidee, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una macchina di taglio secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui il detto almeno un sensore di presenza dei citati sensori di identificazione (8) interagisce con una piattaforma informatica (13), nella quale sono registrati e gestiti i dati relativi a ciascuno spezzone di filo diamantato di composizione del detto circuito di taglio (1), in funzione delle condizioni di taglio del materiale lapideo della cava.

6. Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un dispositivo (14), di comunicazione in remoto dei dati sullo stato del circuito di taglio (1).