ITAN20110141A1 - Tampone migliorato per stampo per l'industria ceramica e stampo comprendente un tale tampone. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

“TAMPONE MIGLIORATO PER STAMPO PER L’INDUSTRIA CERAMICA E STAMPO COMPRENDENTE UN TALE TAMPONE”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un tampone migliorato per uno stampo per l’industria ceramica ed uno stampo comprendente un tale tampone.

Con il termine “stampo per Γ industria ceramica” si intendono qui indicare quegli stampi utilizzati per la fabbricazione di mattonelle in ceramica, piastrelle in ceramica o simili; nel seguito inoltre, per comodità, si utilizzerà il solo termine “mattonella” per identificare il prodotto finito generato da tali stampi.

Questi ultimi consentono di iniettare il materiale grezzo (usualmente argilla, sabbia e compositi), di comprimerlo e di produrre così la mattonella in ceramica con la forma e/o il motivo ornamentale desiderato.

Più nel dettaglio e con riferimento alla figura 1, gli stampi (1) comprendono una piastra base (6), un blocchetto espulsore (5), una matrice (9) e dei tamponi (2 e 3); questi ultimi si suddividono normalmente in un tampone superiore (2) ed uno inferiore (3), che vengono avvicinati l’uno all’altro e pressati durante la fabbricazione della mattonella (M) così da definire le pareti di una camera (8) nella quale viene iniettato (nella direzione generica individuata dalla freccia IN) il materiale grezzo per la produzione della mattonella (M) in ceramica.

Negli stampi noti usualmente i tamponi superiori (2) sono montati su un telaio fisso del macchinario di fabbricazione che utilizza lo stampo (1), mentre i tamponi inferiori (3) vengono montati su uno zoccolo magnetico (4) collegato con il blocchetto espulsore (5).

Nella pratica comune spesso anche i tamponi (3) montati sullo zoccolo magnetico (4) vengono chiamati “superiori” creando una certa confusione nella denominazione pratica delle parti.

Da qui in avanti (descrizione e rivendicazioni) si utilizzerà pertanto il termine “tampone” per indicare solo il tampone inferiore, ovvero quello montato sullo zoccolo magnetico (4) e destinato a formare la superficie finita della mattonella (M).

Attualmente gli stampi sono realizzati tutti in acciaio C40, ovvero il classico acciaio da bonifica contenente 0,4% di Carbonio.

L’utilizzo di questo materiale è reso necessario, come si vedrà anche nel seguito, dalle sollecitazioni derivanti dal processo di fabbricazione delle mattonelle (M) in ceramica.

La preparazione di un tampone in acciaio C40 richiede normalmente i seguenti passi; una lavorazione preliminare di un semilavorato grezzo in acciaio C40 su macchina utensile, la saldatura delle parti del tampone soggette a usura ed una successiva operazione di rettifica seguita da una o più lavorazioni di finitura e quindi di molatura.

I tamponi così preparati vengono quindi cosparsi di collante e/o resina per lo stampaggio e montati sullo stampo vero e proprio, dove inizia il ciclo di stampatura.

Brevemente, e solo ai fini della comprensione della presente invenzione, il ciclo di stampatura prevede le seguenti fasi: una iniezione dei materiali per formare la mattonella (sabbia, argilla e simili), la realizzazione della camera (8) formata dai due tamponi (2 e 3) che vengono avvicinati, la fuoriuscita di residui gassosi e solidi tra il tampone e le piastrine (7) montate sulla matrice (9) ed infine l’estrazione della mattonella (M).

Gli stampi noti, seppure funzionali, presentano alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente è legato al peso dei tamponi, che, realizzati in acciaio C40 presentano un peso rilevante che ostacola sia nella fase di movimentazione che in quella di montaggio vero e proprio sullo stampo.

Un altro problema particolarmente sentito è legato al tempo di lavorazione necessario alla predisposizione dei tamponi in acciaio C40, che è stato descritto sopra e che presenta tempi piuttosto lunghi e la necessità di una pluralità di lavorazioni meccaniche che, sebbene semplici, devono essere effettuate con precisione, onde evitare errori nel prodotto finito.

Questi inconvenienti sono resi ancor peggiori dal fatto che i tamponi sono utilizzati in grande quantità, avendo una vita limitata di cicli (in media 15 giorni) a causa dell’usura e per il fatto che le produzioni variano spesso cambiando il disegni, forma e materiali delle mattonelle.

Per quanto concerne l’usura e la necessità delle saldature sul tampone (3) in acciaio C40 noto, conviene fare riferimento alla figura 2, in cui si vede un dettaglio ingrandito della figura precedente, ovvero parte di un tampone (3) noto ed una piastrina (7).

Il tampone (3) ha una zona concava (3A) interna che costituisce il pavimento della camera (8).

La zona concava (3A) è definita da un cordolo perimetrale (3B) di cui si notano in figura 2 il bordo superiore (3C) (parallelo alla superficie di fondo della zona concava) e perpendicolare al profilo esterno (3D) che a sua volta si estende parallelamente alla superficie della piastrina (7) ad esso affacciata.

Durante il funzionamento il flusso dei gas derivanti dalla produzione della mattonella (M) fuoriescono seguendo la freccia FG di figura 2 e lambendo pertanto il tampone (3) e la piastrina (7) in una zona in cui i due sono particolarmente ravvicinati. Questo determina una elevata velocità del flusso dei gas, i quali sono carichi di residui polverulenti di argilla capaci di determinare una precoce usura, per abrasione, del tampone (3). La piastrina (7) risulta più resistente per il fatto di essere formata da materiali ferrosi temprati trattati, più duri rispetto al tampone (3).

L’usura del tampone (3) in tale zona, in breve, riduce la precisione di forma delle mattonelle (M) ed aumenta lo spazio per il passaggio del flusso di gas (FG), con un ulteriore aumento dell’usura ed uno spostamento dei tamponi a seguito di vibrazioni.

Per questo motivo nei tamponi (3), noti, in acciaio C40, il cordolo perimetrale (3B) ed in particolare il profilo esterno (3D) viene ricoperto con uno strato riportato di materiale di saldatura , più resistente all’usura .

Un primo oggetto della presente invenzione è un tampone per uno stampo per Γ industria ceramica in grado di risolvere i su menzionati inconvenienti.

Un altro oggetto della presente invenzione è uno stampo comprendente un tale tampone.

In breve, la presente invenzione si propone di mettere a disposizione un tampone che sia più leggero di un tampone noto, egualmente resistente alle sollecitazioni del processo di fabbricazione delle mattonelle in ceramica e più veloce da realizzare.

L’idea alla base della presente invenzione è quella di realizzare il tampone mediante alluminio provvisto di un trattamento di anodizzazione dura almeno su parte della sua superficie esposta all’usura.

L’utilizzo di un tampone in alluminio infatti, consente una decisa diminuzione dei tempi di lavorazione e la possibilità di poter evitare alcuni passaggi del processo del tampone, come la saldatura e la rettifica.

Si noti che esisteva, nella pratica, un vero e proprio preconcetto nell’ utilizzo di tale materiale come alternativa all’acciaio C40: le sollecitazioni a cui è soggetto, infatti, un tampone nel corso della sua vita operativa sconsigliavano l’utilizzo dell’ alluminio.

In particolare il motivo principale che ha sempre fatto si che Γ alluminio non fosse considerato come materiale plausibile per la realizzazione di tali tamponi è legato all’usura descritta con riferimento alla figura 2: l’alluminio è infatti maggiormente soggetto a questo fenomeno rispetto all’acciaio C40 con il risultato che un tampone realizzato semplicemente in alluminio non avrebbe avuto una resa soddisfacente, avendo una vita produttiva troppo breve.

Invece, l’utilizzo del trattamento di anodizzazione dura su un tampone in alluminio lo rende consono a supportare le condizioni di lavoro di uno stampo per materiali ceramici.

Un’altra caratteristica vantaggiosa è relativa alla particolare conformazione del profilo esterno del bordo del tampone, che, unitamente alla sua realizzazione in alluminio con anodizzazione dura in corrispondenza del profilo esterno del bordo, consente di aumentare la resa (ovvero la vita produttiva) di un tampone in alluminio secondo l’invenzione.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose sono oggetto delle allegate rivendicazioni dipendenti.

Per maggior chiarezza esplicativa la descrizione del tampone e dello stampo secondo il trovato prosegue con riferimento alle tavole di disegno allegate, aventi solo valore illustrativo e non certo limitativo, dove:

- le figure 1 e 2 illustrano uno stampo ed un suo dettaglio in una soluzione nota e sopra descritta;

- la figura 3 è una sezione trasversale di un tampone secondo la presente invenzione.

- la figura 4 è una dettaglio ingrandito di fig.3 .

Con riferimento a quest’ ultima figura, in essa si nota un tampone (30) (destinato a sostituire il tampone 3 delle fig. 1 e 2).

Il tampone (30) comprende un corpo (34) in cui si identifica una porzione concava (31) che, in condizione di funzionamento, costituisce il pavimento della camera (8) in cui vengono iniettati i materiali grezzi per la realizzazione di una mattonella (M) in ceramica.

La porzione concava (31) comprende una parete di fondo (32) destinata a formare preferibilmente la superficie esterna (quella visibile in condizione posata in opera) di una mattonella (M) in ceramica; la parete di fondo (32) ha genericamente una estensione piana per almeno parte della sua estensione (salvo casi particolari o motivi decorativi in rilievo).

La porzione concava (31) è poi definita perimetralmente da un bordo (33) che circonda completamente la parete di fondo (32) ed aggetta dal corpo (34).

Sul bordo (33) si identifica una zona di profilo esterno (35), rivolta sulla faccia del bordo (33) opposta a quella affacciata alla detta porzione concava (31) o , se si preferisce, interfacciata alla piastrina (7).

In accordo agli insegnamenti della presente invenzione il tampone (30) è realizzato in alluminio e/o in una lega di alluminio, della serie 5000 e 6000.

Vantaggiosamente almeno la detta zona di profilo esterno (35) è trattata con un trattamento di anodizzazione dura.

Con questo termine si intende indicare il trattamento di ossidazione anodica dura che fornisce all’ alluminio una elevata resistenza all’usura e all’abrasione ed una durezza superficiale intorno ai 500 - 600 Vikers.

Tale trattamento è noto in sé e non ci si sofferma oltre salvo ricordare che esso comprende una trasformazione di una parte della superficie di materiale nel suo ossido di alluminio, con uno spessore minimo interessato di almeno 25 - 30 micron.

Detto strato superficiale duro è stato schematicamente rappresentato in fig.3 con una fascia puntiforme (F).

Preferibilmente l’intera superficie del tampone (30) è oggetto del trattamento di anodizzazione dura, a tutto vantaggio del miglioramento delle sue caratteristiche, come mostrato in fig. 3.

Una ulteriore caratteristica vantaggiosa di un tampone (30) secondo la presente invenzione è relativa alla particolare geometria del bordo (33).

Quest’ultimo comprende infatti una porzione usurabile (37) che si distingue dal resto per il fatto che in tale zona il bordo ha uno spessore gradatamente crescente, ovvero un sovraspessore di materiale.

Più in dettaglio il bordo si allarga sul suo lato opposto rispetto a quello affacciato alla detta porzione concava (31), sino a raggiungere lo spessore massimo sostanzialmente in corrispondenza del detto corpo (34); lo spessore massimo (SMAX) raggiunto, rispetto allo spessore minimo (Smin) del bordo (misurato alla sua estremità terminale) è (SMAX-Smin) preferibilmente compreso tra 0.05 mm e 0.08 mm: da qui si nota come le proporzioni mantenute nei disegni siano volutamente falsate, atte a rendere maggiormente visibile la porzione usurabile (37) e la sua disposizione sul bordo (33).

In questo modo il fenomeno di usura derivante dal passaggio dei gas (FG) tra tampone (30) e piastrina (7), sopra descritto, ha inizialmente come effetto quello di usurare il dapprima il solo profilo usurabile (37), senza intaccare lo spessore minimo (Smin) del bordo (misurato alla sua estremità terminale).

Il primo punto soggetto ad usura è il punto (P) più sporgente della porzione usurabile (37) .

In fig. 4 è stato schematicamente mostrato come detta usura a partire dal punto (P) prosegue per successive “fette” di profilo (37) fino ad arrivare al punto di spessore minimo (Smin), che verrà intaccato solo dopo che tutto il sovramateriale della porzione usurabile (37) sarà stato consumato.

Il fatto che lo spessore della porzione usurabile (37) aumenti gradatamente ( da uno spessore minimo ad uno spessore massimo ) fa sì che la zona di sfregamento fra la piastrina (7) ed il bordo (33) avvenga sempre in corrispondenza di un punto della porzione usurabile (37), dove Γ alluminio è protetto da detto strato superficiale trattato duro (F) , con conseguente allungamento dei tempi di usura del tampone (30).

Riferendosi allo stampo (1) per l’industria ceramica descritto più sopra, esso è parimenti oggetto della presente invenzione nel caso in cui almeno uno dei suoi tamponi (2 o 3 in figura 1) sia sostituito da un tampone (30) come appena descritto.

Di tale stampo (1) già si è detto e pertanto non ci si sofferma oltre, ma si rimanda alla descrizione fatta per le figure 1 e 2.

Si noti soltanto che preferibilmente il tampone (30) provvisto della porzione usurabile (37) sostituisce il tampone (3) dello stampo (1), ovvero quello montato sullo zoccolo magnetico (4) collegato con il blocchetto espulsore (5); l’altro tampone (2) è invece sostituito da un tampone in alluminio privo della porzione usurabile (37).

Vengono così raggiunti gli scopi sopra presentati.

Sono poi possibili ulteriori varianti a quanto sino ad ora descritto, tutte da intendersi alla portata del tecnico del ramo alla luce degli insegnamenti sin qui fomiti.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Tampone (30) per uno stampo (1) per l’industria ceramica comprendente un corpo (34) in cui si identifica una porzione concava (31) atta a costituire un pavimento di una camera (8) di iniezione di materiali grezzi per la realizzazione di una mattonella (M) ceramica, detta porzione concava (31) essendo definita perimetralmente da un bordo (33) che aggetta da detto corpo (34) ed in cui detto bordo (33) comprende una zona di profilo esterno (35) su una faccia del bordo (33) opposta a quella affacciata alla detta porzione concava (31) tampone caratterizzato dal fatto che detto tampone (30) è realizzato in alluminio o in una lega di alluminio, essendo almeno la detta zona di profilo esterno (35) trattata superficialmente con un trattamento di anodizzazione dura.
2. 2. Tampone (30) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto tampone (30) comprende una superficie esterna interamente trattata con un trattamento di anodizzazione dura.
3. 3. Tampone (30) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto bordo (33) comprende una porzione usurabile (37) avente uno spessore crescente rispetto ad uno spessore minimo (Smin) di detto bordo (33) misurato ad una sua estremità terminale.
4. 4. Tampone (30) secondo la rivendicazione 3, in cui detto spessore crescente di detta porzione usurabile (37) è uno spessore gradatamente crescente da detto valore di spessore minimo (Smin) ad un valore di spessore massimo (SMAX).
5. 5. Tampone (30) secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detto bordo (33) si allarga sul suo lato opposto rispetto a quello affacciato alla detta porzione concava (31), sino a raggiungere lo spessore massimo sostanzialmente in corrispondenza del detto corpo (34).
6. 6. Tampone (30) secondo la rivendicazione 3, 4 o 5, in cui la differenza tra detto valore di spessore minimo (Smin) e detto valore di spessore massimo (SMAX) è compresa tra 0.05 mm e 0.08 mm.
7. 7. Stampo (1) per l’industria ceramica comprendente una piastra base (6), un blocchetto espulsore (5), una matrice (9) e dei tamponi (2,30) atti ad essere avvicinati l’uno all’altro e pressati durante una fase di fabbricazione di una mattonella (M) ceramica così da definire pareti di una camera di iniezione (8) stampo caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti tamponi (2,30) è realizzato in accordo ad una o più delle rivendicazioni precedenti.
8. 8. Stampo (1) secondo la rivendicazione precedente, comprendente inoltre uno zoccolo magnetico (4) collegato con un blocchetto espulsore (5), in cui almeno il tampone (30) è realizzato in accordo ad una o più delle rivendicazioni da 1 a 6 ed è montato su detto zoccolo magnetico (4).
9. 9. Stampo (1) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui entrambi detti tamponi (2,30) sono realizzati in accordo ad una o più delle rivendicazioni da 1 a 6.