ITFI20150024U1 - Apparecchio per test di resistenza all'abrasione del materiale ceramico da pavimento. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di BREVETTO PER MODELLO D’UTILITÀ dal titolo:

Apparecchio per test di resistenza all’abrasione del materiale ceramico da pavimento.

Campo tecnico

Il presente modello d’utilità appartiene al settore delle apparecchiature usate nei laboratori specializzati per misurare la resistenza all’abrasione delle piastrelle ceramiche utilizzate per rivestire i pavimenti.

Stato della tecnica

Le prove per misurare la resistenza all’abrasione delle piastrelle per pavimenti sono codificate da apposite normative, in modo che dette prove possano essere riprodotte in un qualunque laboratorio riproducendo le medesime condizioni di test.

In linea generale le prove vengono eseguite facendo scorrere sulla superficie della piastrella da testare una ruota di pressione alla quale è applicato un carico verticale. Il movimento reciproco fra la piastrella e la ruota di pressione è ottenuto facendo ruotare la piastrella attorno ad un asse verticale.

Gli standard internazionali prevedono che l’apparecchio di prova debba comprendere un piatto rotante sul quale sono applicati i provini ed un albero verticale alla cui estremità inferiore è posto un porta-ruota a cui è rotazionalmente applicata la ruota di pressione.

L’albero verticale alla cui estremità inferiore è applicata la ruota di pressione è libero di ruotare attorno al proprio asse longitudinale ed inoltre è supportato da una struttura che consente di spostarlo orizzontalmente lungo un asse orizzontale che interseca l’asse longitudinale di rotazione del piatto.

Negli apparecchi tradizionali la ruota di pressione è pivotante e dunque il suo asse orizzontale di rotazione non è incidente con l’asse longitudinale dell’albero verticale. La scelta di utilizzare il porta-ruota pivotante ha consentito anche un ulteriore grado di libertà nel posizionamento dell’asse orizzontale della ruota.

Il carico assiale che l’albero trasmette alla ruota tramite il porta-ruota deve essere regolabile, i valori tipici sono 295 (Roulage lourd<1>) e 590 N (metodo Mazaud<2>); anche la ruota di pressione deve essere intercambiabile, potendo essere realizzata in ghisa o in acciaio inossidabile.

Il carico viene trasmesso applicando delle zavorre tarate. Secondo il metodo Mazaud, il provino, ossia la piastrella da testare viene fissato ad un supporto che viene posto in rotazione; mediamente la velocità di rotazione è di 93 giri al minuto e la prova prosegue per 22.320 giri, dunque quattro ore.

Le macchine di prova di tipo noto presentano alcuni inconvenienti, in primo luogo legati alla scarsa ripetibilità dei test di abrasione a causa della difficoltà di mantenere la massima aderenza della ruota di pressione alla superficie da abradere, problema sentito specialmente su campioni non perfettamente planari, ai quali la ruota di pressione deve necessariamente adattarsi.

Per cercare di ovviare a questi inconvenienti sono state messe a punto diverse soluzioni, ad esempio interponendo fra l’albero verticale e la ruota di pressione dei mezzi

<1>Cahiers du CSTB – Cahier 3735 Julliet 2013 – Annex 5

<2>Cahiers du CSTB – Cahier 3735 Julliet 2013 – Annex 10

elastici di contrasto, quali molle a tazza o elementi in gomma.

Per aumentare il grado di libertà della ruota, oltre all’aumento dei giuochi del porta-ruota pivotante, è stata incrementata la tolleranza dell’accoppiamento rotazionale fra l’albero della ruota e i suoi fori di alloggiamento, ma neppure questi tentativi sono stati risolutivi, anche perché in questo modo la ruota aumenta le sue possibilità di movimento, ma senza uno schema preciso e dunque non in modo ripetibile.

Un ulteriore problematica è legata al rischio di ingrippamenti, che risulta acuito dalla presenza di polvere derivante dalla progressiva abrasione; per ovviare a questo inconveniente la ruota è preferibilmente montata su cuscinetti di rotolamento e sono stati escogitati sistemi per l’allontanamento della polvere basati su flussi d’aria, sia in pressione che in depressione, tali da migliorare anche le condizioni di raffreddamento della ruota e dei suoi cinematismi.

Infine occorre ricordare come lo stesso strumento debba poter passare da un tipo di test all’altro, sostituendo dunque una data ruota di pressione con una di tipo diverso; ad oggi questo viene fatto tramite l’interposizione di distanziali, resta tuttavia aperto il problema dell’aggiustamento del carico assiale, dal momento che ruote diverse devono avere pesi differenti; il carico di prova previsto dalle normative comprende il peso di tutti gli elementi gravanti sul provino, ossia ruota, porta-ruota, albero verticale e zavorre. Inoltre sulle macchine tradizionali anche la semplice operazione di variazione delle zavorre risulta abbastanza complicata dal peso delle zavorre stesse. Poiché le normative impongono un carico minimo di 295 N (Roulage lourd) ed un carico massimo di 590 N (metodo Mazaud), per passare dal carico massimo al carico minimo l’operatore deve rimuovere, manualmente, 295 N di zavorra.

Scopi e sommario dell’invenzione

È dunque sentito il problema di disporre di un apparecchio per la prova delle piastrelle secondo il metodo Mazaud in cui, senza bisogno di interventi dell’operatore, la ruota di pressione sia capace di adattarsi alle asperità ed alla specifica conformazione superficiale dei diversi tipi di provino e che, inoltre, consenta un facile cambiamento della ruota di pressione, poiché le diverse normative impongono l’utilizzo di ruote di pressione differenti.

Sorprendentemente questo e altri risultati che resteranno chiari dalla lettura di quanto segue, sono stati conseguiti dando all’asse di rotazione della ruota di pressione la possibilità di oscillare secondo un ulteriore asse orizzontale perpendicolare all’asse di rotazione della ruota, ma non necessariamente incidente con esso.

Questa possibilità può essere ottenuta interponendo fra la ruota e il porta-ruota un blocchetto intermedio in cui alloggia l’asse della ruota e che, a sua volta, può ruotare rispetto al porta ruota attorno ad un asse perpendicolare a quello della ruota; come detto i due assi possono non essere incidenti.

In una forma realizzativa preferita, l’asse perpendicolare giace su un piano posto al di sotto dell’asse di rotazione della ruota.

Il fatto che l’asse di rotazione della ruota di pressione possa oscillare permette alla ruota di restare aderente alla superficie del provino durante la rotazione di quest’ultimo; in questo modo la ruota non rischia di appoggiarsi al provino soltanto su uno spigolo.

Un ulteriore vantaggio del trovato oggetto della presente domanda di brevetto si riscontra quando è necessario variare il carico applicato alla ruota di pressione, poiché è possibile effettuare questa operazione senza dover movimentare a mano pesanti zavorre.

Per ottenere questo risultato sono stati installati due supporti, uno su ciascuno dei lati dell’albero che recapita alla ruota di pressione il carico delle zavorre, ognuno dei supporti presenta un bordo che l’operatore, al momento in cui l’albero verticale è in posizione elevata, con una facile manovra può inserire o disinserire sotto il cilindro che costituisce la zavorra da scaricare; se i bordi sono inseriti, quando l’albero verticale sarà libero di scendere, la zavorra superiore resterà appoggiata ai supporti ed il suo peso non si scaricherà sull’albero verticale.

La risalita dell’albero verticale avviene grazie a sistemi di tipo noto, quali ad esempio un azionamento pneumatico. Breve descrizione dei disegni

La Fig. 1 mostra una veduta prospettica del trovato, nella parte inferiore è visibile il supporto rotante (1) e nella parte superiore del traliccio sono visibili due traversi orizzontali superiori (8) ai quali è scorrevolmente accoppiato secondo un asse orizzontale il gruppo al quale è scorrevolmente accoppiato l’albero verticale (2), sulla cui sommità sono visibili le zavorre (3) ed i supporti (9, 10) che possono sostenere una parte delle zavorre (3).

La Fig. 2 mostra una vista frontale del trovato dove è visibile il gruppo porta-ruota (7), con la flangia superiore (71), fissato all’estremità inferiore dell’albero mobile verticale (2) tramite l’interposizione di un distanziale (12); è anche mostrato l’asse verticale (Z); il gruppo porta ruota (7) è mostrato in sezione, senza campiture per miglior comprensione.

La Fig. 3 mostra una vista dall’alto dell’invenzione, sono evidenziati i traversi orizzontali superiori (8) ed il supporto porta provino (1).

La Fig. 4 mostra un dettaglio della flangia superiore (71) del gruppo porta-ruota (7), è indicato il foro (13) per il passaggio dell’aria compressa.

La Fig. 5 mostra una vista in sezione del gruppo portaruota (7), sono indicati gli elementi laterali verticali (72, 72), la flangia superiore (71), la ruota (4) ed il il foro (13) per il passaggio dell’aria compressa. È anche indicato l’asse (Y) attorno al quale può oscillare il blocchetto (5).

La Fig. 6 mostra ancora una sezione del gruppo porta-ruota (7), sono indicati il blocchetto intermedio (5) ed il perno (6) che supporta la ruota (4) tramite mezzi di riduzione dell’attrito (61).

La Fig. 7 mostra una vista dal basso del gruppo porta-ruota (7), sono indicati il perno (6), la ruota (4) e gli elementi laterali verticali (72, 73).

La Fig. 8 mostra la stessa sezione di fig. 6, ma con l’asse di rotazione (X) della ruota (4) diversamente orientato, essendosi la ruota adattata alla superficie della piastrella. I dettagli permettono di osservare come il blocchetto intermedio (5) abbia assunto una diversa angolazione.

Descrizione dettagliata di una forma di attuazione dell’invenzione

In una preferita forma realizzativa l’invenzione oggetto della presente domanda di brevetto comprendente un traliccio a ponte che nella sua parte inferiore accoglie un supporto orizzontale (1) per provini, quest’ultimo viene messo in rotazione rispetto a detto traliccio attorno ad un asse verticale (Z) grazie a mezzi di azionamento di tipo noto, quale ad esempio un motore elettrico.

Alla parte superiore di detto traliccio è scorrevolmente accoppiato, secondo un asse verticale, un albero verticale (2), mobile tra una posizione alta di riposo ed una posizione bassa di lavoro, tramite il quale il peso di alcune zavorre (3) viene recapitato sull’asse (X) di una ruota di pressione (4), la circonferenza esterna (41) di quest’ultima è a contatto con la superficie del provino ed esercita l’azione abrasiva.

L’albero (2) è libero di ruotare attorno al suo asse longitudinale ed è anche mobile verso il basso sotto l’azione della forza di gravità, mentre viene sollevato tramite mezzi di tipo noto, quali ad esempio un pistone pneumatico. All’estremità inferiore di detto albero mobile (2) è solidalmente associato un gruppo porta-ruota (7) comprendente mezzi per orientare nel piano verticale detto asse di rotazione (X) di detta ruota (4); quest’ultima è supportata da una perno (6) al quale è rotazionalmente connessa tramite appositi cuscinetti rotazionali (61) o altri mezzi di riduzione dell’attrito.

In una forma realizzativa particolarmente pratica il portaruota (7) è associato all’estremità inferiore dell’albero (2) tramite mezzi di bloccaggio reversibili che consentono la facile intercambiabilità dei porta-ruota (7) e dei distanziali (12) eventualmente interposti fra detta estremità inferiore di detto albero (2) e detto porta-ruota (7).

Per orientare la ruota (4) il porta-ruota (7) comprendono un blocchetto intermedio (5), configurato come la superficie laterale di un parallelepipedo, con due facce laterali contrapposte rispettivamente supportanti una delle estremità del perno (6); il blocchetto (5) è a sua volta rotazionalmente accoppiato, secondo un asse (Y) perpendicolare a quello (X) della ruota (4), alla parte superiore del portaruota (7).

Più in particolare il porta-ruota (7) comprende una flangia superiore (71) alla cui faccia inferiore sono solidalmente connessi, tramite mezzi di bloccaggio reversibili, due elementi laterali verticali (72, 73); ognuno di questi ultimi presenta una foratura allineata secondo l’asse (Y) nella quale si impegna rotazionalmente uno dei due risalti cilindrici, rispettivamente sporgenti da una delle pareti laterali contrapposte di detto blocchetto (5) e allineati secondo l’asse (Y).

Una forma realizzativa particolarmente completa prevede che il traliccio comprenda uno o più traversi orizzontali superiori (8) ai quali detto albero verticale mobile (2) è scorrevolmente accoppiato secondo un asse orizzontale; questo consente di adattare l’apparecchio a provini di dimensioni differenti.

Per facilitare l’orientamento della ruota (4) l’albero (2) è libero di ruotare attorno al suo asse longitudinale.

In corrispondenza dell’estremità superiore dell’albero (2) sono sistemate la zavorre (3); per ridurre il disagio della movimentazione di oggetti pesanti, una forma realizzativa assai completa comprende due supporti (9, 10) rispettivamente posti su ciascuno dei lati di detto albero (2), ognuno dei quali presenta un bordo orizzontale che l’operatore può inserire o disinserire sotto la zavorra superiore nel momento in cui che detto albero mobile verticale (2) è in posizione elevata.

Come mostrato nella fig. 3 il supporto per il provino (1) comprende mezzi per il fissaggio del provino che sono regolabili per tener conto delle diverse dimensioni dei provini da testare, oltre ad essere reversibili; secondo una forma realizzativa innovativa detti mezzi di fissaggio agiscono orizzontalmente sul bordo laterale di detto provino, così da non indurre stati di flessione nel campione da testare. Il trovato può anche comprendere mezzi a getto di aria compressa per lo sgombero della polvere dall’area d’impronta di detta ruota (4) sul provino, vantaggiosamente detti getti di aria compressa raffreddano anche la ruota (4).

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per test di resistenza all’abrasione di provini di piastrelle ceramiche, comprendente un traliccio che nella sua parte inferiore accoglie un supporto orizzontale (1) per provini, ruotante rispetto a detto traliccio attorno ad un asse verticale (Z), nella sua parte superiore a detto traliccio è scorrevolmente accoppiato, secondo un asse verticale (Z), un albero verticale (2), libero di ruotare attorno a detto asse (Z) e mobile tra una posizione alta di riposo ed una posizione bassa di lavoro, in quest’ultima posizione il peso di una o più zavorre (3) viene trasferito da detto albero (2) ad un perno (6) che supporta rotazionalmente secondo un asse (X) una ruota di pressione (4) la cui circonferenza esterna (41) è a contatto con la superficie del provino, caratterizzato dal fatto di comprendere, interposto fra l’estremità inferiore di detto albero (2) e detta ruota (4), un gruppo porta-ruota (7), comprendente mezzi per orientare nel piano verticale detto asse di rotazione (X) di detta ruota (4).
2. 2. Apparecchio come da rivendicazione che precede caratterizzato dal fatto detta ruota (4) è rotazionalmente accoppiata a detto perno (6) tramite l’interposizione di appositi mezzi di riduzione dell’attrito (61).
3. 3. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto gruppo portaruota (7) è funzionalmente associato all’estremità inferiore di detto albero (2) tramite mezzi di accoppiamento reversibili.
4. 4. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto gruppo portaruota (7) è funzionalmente associato all’estremità inferiore di detto albero (2) tramite l’interposizione di uno o più distanziali (12).
5. 5. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detti mezzi per orientare detto asse (X) comprendono un blocchetto intermedio (5), configurato come la superficie laterale di un parallelepipedo, con due facce laterali contrapposte rispettivamente supportanti una delle estremità di detto perno (6); detto blocchetto (5) essendo a sua volta rotazionalmente accoppiato, secondo un asse (Y) perpendicolare a quello di detta ruota (4), alla parte superiore di detto porta-ruota (7).
6. 6. Apparecchio come da rivendicazione che precede caratterizzato dal fatto che detto asse (Y) è posto al disotto di detto asse (X).
7. 7. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto porta-ruota (7) comprende una flangia superiore (71) alla cui faccia inferiore sono solidalmente connessi, tramite mezzi di bloccaggio reversibili, due elementi laterali verticali (72, 73), ognuno dei quali presenta una foratura, allineata secondo detto asse (Y), nella quale si impegna rotazionalmente uno dei due risalti cilindrici, rispettivamente sporgenti, secondo detto asse (Y), da una delle pareti laterali contrapposte di detto blocchetto (5).
8. 8. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto albero (2) passa dalla posizione alta di riposo a quella bassa di lavoro per effetto della forza di gravità e passa dalla posizione bassa di lavoro alla posizione alta di riposo grazie e sistemi di azionamento di tipo noto.
9. 9. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto traliccio comprende uno o più traversi orizzontali superiori (8) ai quali detto albero verticale mobile (2) è scorrevolmente ac coppiato secondo un asse orizzontale.
10. 10. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto albero (2) è caricato da due zavorre (3), ognuna di peso noto.
11. 11. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due supporti (9, 10) rispettivamente posti su ciascuno dei lati di detto albero (2), ognuno dei quali presentante un bordo orizzontale che l’operatore può inserire o disinserire sotto la zavorra superiore nel momento in cui detto albero mobile verticale (2) è in posizione elevata.
12. 12. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi a getto di aria compressa per lo sgombero della polvere dall’area d’impronta di detta ruota (4) sul provino.
13. 13. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detta flangia superiore (71) definisce un foro (13) per il passaggio dell’aria compressa destinata a sgomberare la polvere.
14. 14. Apparecchio come da una o più delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto supporto per provino (1) comprende mezzi di fissaggio del provino regolabili e reversibili che agiscono orizzontalmente sul bordo laterale di detto provino.