ITMI20082242A1

ITMI20082242A1 - Segatrice a nastro per la sgrossatura di superfici di colata di slebi metallici, in particolare di alluminio

Info

Publication number: ITMI20082242A1
Application number: IT002242A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Friggi
Original assignee: Friggi S R L
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2009-03-18

Description

SEGATRICE A NASTRO PER LA SGROSSATURA DI SUPERFICI DI COLATA DI SLEBI METALLICI, IN PARTICOLARE DI ALLUMINIO

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una segatrice a nastro per metalli, ed in particolare ad una segatrice di questo tipo particolarmente adatta a realizzare la sgrossatura superficiale rapida di slebi di alluminio.

CAMPO DELL'INVENZIONE

Come è noto agli esperti del settore, gli slebi di alluminio sono prodotti finali di fonderia costituti da grossi blocchi di alluminio, aventi un'altezza di 500/1000 mm, una larghezza di 1500-2500 mm e una lunghezza di 4-5 metri. Questi slebi vengono utilizzati dai rivenditori di materiali metallici per ottenere semilavorati in forma di lastre, barre o lamiere mediante operazioni di taglio, laminazione, fresatura, ecc.

Tuttavia, prima di essere avviati alle suddette operazioni meccaniche, gli slebi devono essere preventivamente trattati meccanicamente per asportare dalle facce superiore ed inferiore contrapposte uno strato superficiale, di spessore variabile tra qualche mm e qualche decina di mm, per uniformare dette superfici che presentano le tipiche irregolarità, sia geometriche che di composizione, dei prodotti di fonderia. Tale particolare lavorazione meccanica di sgrossatura è conosciuta nel settore con la denominazione inglese scalping.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Secondo la tecnica nota, l'operazione di sgrossatura viene effettuata mediante grosse frese a tazza che effettuano una o più passate sulle superfici interessate, fino a realizzarne la desiderata spianatura e la contemporanea asportazione delle scorie di fusione. Il materiale asportato in questa lavorazione costituisce una massa piuttosto rilevante, interamente in forma di truciolo, che viene riciclata al reparto fonderia.

Gli inconvenienti legati a questo tipo di lavorazione sono diversi. Innanzitutto la macchina fresatrice suddetta, in considerazione deN'ampia superficie di lavoro cui è destinata e delle potenze coinvolte per poter eseguire l'operazione di sgrossatura in tempi accettabilmente brevi (entro i 30 minuti per ogni faccia dello slebo da trattare), presenta costi di costruzione ed installazione assai elevati.

Secondariamente, poiché la fresa è in grado di trattare ovviamente una sola faccia dello slebo alla volta, è necessario inserire nell'impianto, a lato della fresatrice, un ribaltatore, in grado di accogliere lo slebo in uscita dal trattamento di fresatura su una prima faccia, ribaltarlo di 180° e quindi ritornarlo in posizione sotto la fresa per la successiva lavorazione della faccia contrapposta. La presenza del ribaltatore aumenta notevolmente gli ingombri dell'impianto ed allunga ovviamente i tempi di lavorazione.

Un ultimo inconveniente è infine legato alla tipologia di materiale di risulta prodotto dalla fresa durante la lavorazione di sgrossatura che, come si è detto, è interamente costituito da truciolo metallico. Come è noto, in sede di riutilizzo di questo materiale per rifusione si verifica una perdita fino al 30% della massa iniziale, con un conseguente rilevante danno economico.

PROBLEMA E SOLUZIONE

Alla luce degli inconvenienti sopra descritti, il problema che la presente invenzione intende superare è quello di fornire una nuova macchina per la sgrossatura degli slebi metallici, e in particolare di slebi di alluminio, che superi gli inconvenienti menzionati e che consenta quindi di effettuare le operazioni di sgrossatura di due facce contrapposte di uno slebo senza necessità di ribaltare o in altro modo movimentare lo slebo stesso e senza dar luogo ad un'elevata produzione di truciolo. Preferibilmente la macchina in questione dovrà anche avere costi contenuti rispetto a quelli delle fresatrici tradizionalmente fino ad oggi utilizzate.

Questo scopo viene raggiunto mediante una segatrice a nastro avente le particolari caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Le rivendicazioni subordinate definiscono caratteristiche aggiuntive dell'invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita della stessa, fornita a puro titolo esemplificativo e non limitativo dell'invenzione, ed illustrata nei disegni allegati, nei quali: fig. 1 è una vista schematica in prospettiva di una segatrice a nastro per metalli a doppio arco secondo la presente invenzione;

fig. 2 è una vista schematica frontale della segatrice di fig. 1 durante la lavorazione di sgrossatura di uno slebo di alluminio;

fig. 3 è una vista schematica laterale della segatrice illustrata in fig.

2;

fig. 4 è una vista ingrandita del particolare relativo al dispositivo di mantenimento della condizione di apertura del canale di taglio in posizione di riposo; e

fig. 5 è una vista analoga a fig. 4 con il dispositivo in posizione di lavoro.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA PREFERITA FORMA DI ESECUZIONE

Come chiaramente illustrato nella fig. 1, la segatrice secondo la presente invenzione comprende un unico grande basamento 1, dal quale aggettano verticalmente due coppie di colonne 2 allineate, su ciascuna coppia di colonne essendo montati, trasversalmente rispetto al basamento 1 e mobili verticalmente su guide a ricircolazione di sfere, due archi di taglio 3, rispettivamente anteriore 3a e posteriore 3b.

Ogni arco di taglio è dotato, in modo per sé ben noto agli esperti del ramo, di una lama dentata 4 a nastro chiuso tesa tra due pulegge contrapposte alloggiate all'interno dell'arco di taglio e messe in movimento da appositi mezzi motori. Grazie a questa costruzione, nella zona inferiore dell'arco le lame di taglio 4 si estendono libere e rettilinee per un ampio tratto, dove possono quindi esercitare la loro azione di taglio. Nell'applicazione della presente invenzione, al contrario di quanto avviene nelle normali segatrici a taglio verticale, la lama dentata non viene ruotata di 90° nella zona di taglio, dove essa giace dunque nel normale piano orizzontale determinato dalla posizione delle pulegge. La linearità del taglio e la sua perfetta orizzontalità sono garantiti da una coppia di guidalama 5, in posizione immediatamente adiacente al pezzo sotto taglio, che definiscono con precisione la posizione della lama 4 nella zona di taglio.

Nella zona sottostante i due archi di taglio 3 un carro porta-pezzo 6 è vincolato sul basamento 1, libero di scorrere in direzione longitudinale, e su detto carro viene appoggiato e fissato uno slebo S sul quale si desidera effettuare un'operazione bilaterale di sgrossatura. La pista di scorrimento del carro porta-pezzo 6 si estende (in 7) anche al di fuori del perimetro del basamento 1, per le usuali operazioni di carico/scarico dei pezzi mediante gru o carro-ponte. La segatrice secondo l'invenzione è infine completata, in modo per sé ben noto, da un quadro elettrico Q di alimentazione (omesso per semplicità dalla fig. 3), e da una consolle di comando C, da dove l'operatore può impostare le operazioni di taglio, che verranno poi eseguite dalla segatrice in modo completamente automatico.

La lavorazione di sgrossatura bilaterale di uno slebo con la segatrice a doppio arco della presente invenzione procede nel modo seguente. Innanzitutto lo slebo S da sottoporre a lavorazione viene accuratamente posizionato e fissato sul carro porta-pezzo 6, mentre questo è disposto sulle guide 7 esterne al basamento 1. Viene quindi regolata la posizione verticale dell'arco di taglio 3a, in modo che la sua lama 4 sia posizionata in corrispondenza della porzione superiore da asportare dello slebo S, e quindi quella dell'arco di taglio 3b, in modo che la sua lama 4 sia posizionata in corrispondenza della porzione inferiore da asportare dello slebo S. La distanza verticale tra le due lame risulta dunque corrispondente all'altezza finale dello slebo sgrossato.

Una volta regolati i due archi di taglio alle due diverse altezze sopra richiamate, viene dato inizio alla lavorazione avviando il moto rotatorio delle lame di taglio 4 ed il movimento controllato di traslazione del carro portapezzo 6. L'operazione di taglio inizia dunque in corrispondenza dell'arco anteriore 3a, operando un taglio orizzontale che va a separare la zona utile dello slebo S da quella superficiale superiore di scarto. Quando il taglio è avanzato in misura sufficiente da portare la parte anteriore dello slebo S in prossimità del secondo arco di taglio 3b, la lavorazione di sgrossatura inizia contemporaneamente anche in corrispondenza della zona inferiore dello slebo, separando la zona utile dello slebo S da quella superficiale inferiore di scarto. Il taglio procede quindi contemporaneamente in corrispondenza delle due superfici contrapposte dello slebo, fino al completamento dell'operazione di sgrossatura, dapprima in corrispondenza dell'arco di taglio 3a e quindi dell'arco di taglio 3b.

Naturalmente quando ogni operazione di taglio si awicina alla sua conclusione, il peso del materiale soprastante, in particolare per il taglio inferiore, è tale da determinare, a causa della flessione del materiale già tagliato, il restringimento del canale di taglio, ed un conseguente maggiore attrito sulla lama di taglio 4. Questo comporterebbe nel migliore dei casi un'usura maggiore della lama ed un maggior carico sul relativo motore di trascinamento; nel peggiore, il blocco della lama all'interno della zona di taglio.

Nei tagli orizzontali singoli tradizionali, questo inconveniente viene eliminato mediante un intervento manuale dell'operatore che, quando il taglio ha raggiunto un sufficiente grado di avanzamento, provvede ad inserire all'interno del taglio stesso, a valle della lama, uno o più adatti spessori metallici, atti ad impedire il successivo restringimento del canale di taglio. Questa operazione, di per sé già assai pericolosa nelle segatrici a taglio singolo, diventerebbe del tutto improponibile nella segatrice secondo la presente invenzione, dove l'accesso dell'operatore alla zona di taglio è assai più problematico per la presenza del doppio arco di taglio e deve quindi essere assolutamente vietato per ragioni di sicurezza. D'altra parte, l'affidamento di questa operazione ad un intervento manuale richiederebbe la continua sorveglianza dell'operazione di taglio, e non permetterebbe quindi di liberare risorse umane per altre operazioni sfruttando così pienamente le caratteristiche di automatismo della segatrice.

Per queste ragioni, secondo un'importante caratteristica della segatrice secondo la presente invenzione, sono previsti, in corrisponde di ogni guidala ma 5, dispositivi di mantenimento della condizione di apertura del canale di taglio, atti ad impedire il restringimento del canale di taglio in prossimità della conclusione del taglio stesso. Questi dispositivi, chiaramente illustrati nelle figg. 4 e 5, sono costituiti da un robusto supporto 8 scorrevole trasversalmente su una slitta 9, solidale al corpo del guidalama 5 dalla parte opposta della lama 4 (che infatti non è visibile nelle figg. 4 e 5). Il movimento del supporto 8 è comandato da un gruppo cilindro-pistone 10 che permette lo spostamento automatico del supporto 8 tra una posizione di riposo, arretrata rispetto al bordo esterno dello slabo S (fig. 4), ed una posizione adiacente allo stesso (fig. 5).

All'interno del supporto 8 è montato su cuscinetti un alberino verticale folle alla cui estremità inferiore è calettata una rotella conica 11. La posizione reciproca tra il corpo 5 del guidalama, la slitta 9 e il supporto 8 è tale che il piano diametrale della rotella conica 11 coincide con il piano di taglio della lama 4; inoltre, il diametro della rotella 11 è maggiore dello spessore del supporto 8, così che il bordo di detta rotella sporge rispetto al profilo esterno del supporto 8.

Come è chiaramente illustrato nei disegni, nella sua posizione di riposo (fig. 4) il pistone del gruppo cilindro-pistone 10 è completamente arretrato, e quindi la rotella 11 è distanziata dalla superficie laterale dello slebo S. Al contrario, quando il pistone del gruppo cilindro-pistone 10 viene fatto avanzare, la slitta 9 scorre sul portalama portando il supporto 8 in stretta prossimità della superficie laterale dello slebo e il bordo della rotella 11 all'interno del canale di taglio. Poiché, come si è detto, la rotella 1 ha sezione conica, l'inserimento della stessa all'Interno del canale di taglio prosegue fino a quando le superfici laterali della ruota entrano in contatto con i bordi del canale di taglio, contro i quali la ruota esercita dunque un effetto cuneo, offrendo un sicuro supporto alla lastra superiore che viene tagliata ed impedendo quindi una prematura chiusura del canale di taglio. L'intensità dell'effetto cuneo, e quindi la forza esercitata dalla rotella 11 all'interno del canale di taglio può essere regolata a piacere, per esempio in funzione del tipo e dello spessore del materiale sotto taglio, semplicemente variando la pressione di azionamento del pistone di comando del gruppo cilindro-pistone 10.

Il funzionamento del dispositivo sopra descritto è intuitivo ed estremamente semplice. All'inizio del taglio, la slitta 9 è in posizione arretrata e la rotella 11 in posizione non operativa. Il passaggio del dispositivo in posizione operativa può avvenire in un qualsiasi momento dopo che la lama S è avanzata al punto tale che la rotella 11 abbia superato il fronte dello slebo S, e comunque prima che il taglio sia così avanzato da permettere una flessione della lastra tagliata ed un conseguente restringimento del canale di taglio. E' dunque facilmente possibile programmare un azionamento automatico del dispositivo, affinché la rotella 11 determini l'azione di mantenimento dell'apertura del canale di taglio per tutto il tempo necessario, e cioè fino a quando la lama 4 ha terminato il taglio; a questo punto la rotella 11 può essere estratta dal canale di taglio e la lastra tagliata va definitivamente ad appoggiarsi sulla parte sottostante dello slebo S.

Come è evidente dalla descrizione di cui sopra, la segatrice a doppio arco secondo la presente invenzione ha pienamente raggiunto tutti gli scopi prefissati, dal momento che la lavorazione di sgrossatura di uno slebo avviene in un'unica passata della macchina, senza necessità di ribaltare o altrimenti movimentare lo slebo, contribuendo così ad una forte semplificazione e ad un notevole compattamento della macchina. Inoltre, la produzione di truciolo avviene solo in corrispondenza del canale di taglio, ed è quindi ridottissima rispetto a quella prodotta dalle fresatrici di tipo noto; le due lastre superficiali in questo modo separate dalle due facce contrapposte dello slebo possono dunque essere riutilizzate per rifusione senza alcuna perdita di materiale. Infine, il costo di costruzione di una macchina segatrice a doppio arco del tipo sopra descritto, è circa un terzo di quello di una macchina fresatrice di identica potenzialità e quindi l'adozione di una macchina di questo tipo consente, anche da questo punto di vista, un notevole vantaggio.

La segatrice a doppio arco della presente invenzione è stata descritta in relazione ad un preferito specifico uso della stessa per la sgrossatura bilaterale contemporanea di uno slebo. Tuttavia tale macchina si presta particolarmente bene anche nell'uso tradizionale, e cioè quello di ricavare da uno slebo lastre e lamiere di spessori variabili in funzione delle esigenze dello specifico cliente, ottenendo una produttività quasi doppia rispetto a quella di una macchina ad arco semplice tradizionale. Come è evidente dalla descrizione che precede, il posizionamento dei due archi sul piano verticale non presenta infatti nessuna interdipendenza e quindi è possibile, per ogni passata di taglio, produrre contemporaneamente due lamiere, lastre o blocchi di spessore qualsiasi.

S'intende comunque che l'invenzione non deve considerarsi limitata alla particolare disposizione illustrata sopra, che costituisce soltanto una forma di esecuzione esemplificativa di essa, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione stessa, come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Segatrice a nastro per metalli, adatta per effettuare contemporaneamente due o più tagli orizzontali sovrapposti su un medesimo blocco di materiale metallico (S), caratterizzata da ciò che comprende un unico basamento (1), dal quale aggettano verticalmente almeno due coppie di colonne (2) allineate, su ciascuna coppia di colonne (2) essendo montato, mobile verticalmente, un corrispondente arco di taglio (3a, 3b) dotato di una lama dentata (4) a nastro chiuso - detta lama essendo tesa tra due pulegge contrapposte alloggiate all'interno dell'arco di taglio, messa in movimento da rispettivi mezzi motori e guidata da una coppia di dispositivi guidalama (5) - ed un unico carro porta-pezzo (6) mobile, sul quale è fissato detto blocco metallico (S), detto carro portapezzo (6) essendo supportato da detto basamento (1) in modo da avere un unico grado di libertà in direzione orizzontale.
2) Segatrice a nastro per metalli come in 1), in cui detti archi di taglio (3a, 3b) sono reciprocamente paralleli e detta direzione di movimento del carro porta-pezzo (6) è perpendicolare a detti archi.
3) Segatrice a nastro per metalli come in 1) o 2), comprendente inoltre un dispositivo di mantenimento della condizione di apertura del canale di taglio costituito da un cuneo retrattile, atto ad essere inserito nel canale di taglio, almeno durante l'ultima parte del taglio, per impedire il restringimento o la chiusura del canale di taglio a causa del peso della porzione di detto blocco metallico (S) che è in corso di taglio.
4) Segatrice a nastro per metalli come in 3), in cui detto cuneo retrattile è costituito da una rotella (11) a sezione conica ed asse di rotazione verticale, imperniata folle su un supporto (8) montato su ognuno di detti dispositivi guidalama (5).
5) Segatrice a nastro per metalli come in 4), in cui detto supporto (8) è solidale ad una slitta (9), scorrevole sul corpo del dispositivo guidalama (5) in direzione parallela alla direzione di scorrimento della lama nella zona di taglio.
6) Segatrice a nastro per metalli come in 5), in cui detta slitta (9) è comandata nei suoi spostamenti dal pistone di un gruppo cilindro-pistone (10) ed atta a spostarsi tra una posizione di riposo, in cui la rotella (11) è distanziata dalla superficie laterale del blocco metallico (S) ed una posizione di lavoro, in cui il bordo della rotella (11) è inserito all'interno del canale di taglio fino al punto in cui le superfici laterali della rotella (11) entrano in contatto con i bordi del canale di taglio.
7) Segatrice a nastro per metalli come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, particolarmente adatta per effettuare la sgrossatura di un blocco metallico (S) da fusione, mediante contemporanea separazione dello strato superficiale di due facce contrapposte di detto blocco (S).
8) Procedimento meccanico di sgrossatura di un blocco metallico (S) da fusione, che comporta la rimozione dello strato superficiale di due facce contrapposte di detto blocco (S), comprendente le fasi di: a. caricare e fissare detto blocco (S) sul carro porta-pezzo (6) di una segatrice a nastro per metalli a doppio arco di taglio come nelle precedenti rivendicazioni 1) o 2); b. regolare la posizione di taglio del primo (3a) dei due archi di taglio di detta segatrice a nastro in corrispondenza della base dello strato superficiale superiore del blocco da separare; c. regolare la posizione di taglio del secondo (3b) dei due archi di taglio di detta segatrice a nastro in corrispondenza della sommità dello strato superficiale inferiore del blocco da separare; d. far avanzare detto carro porta-pezzo (6) fino a impegnare il fronte del blocco (S) sulla lama (4) del primo arco di taglio (3a); e. avviare l'avanzamento controllato del carro porta-pezzo (6) e il movimento di taglio delle lame (4): i. in una prima fase di taglio in cui opera solamente il primo arco di taglio (3a); ii. in una seconda fase di taglio in cui operano entrambi gli archi di taglio (3a, 3b); e Hi. in una terza fase di taglio in cui opera solamente il secondo arco di taglio (3b), fino al disimpegno della rispettiva lama (4) dal blocco metallico (S); f. riportare il carro porta-pezzo (6) alla zona di carico/scarico; g. rimuovere nell'ordine: lo strato superficiale superiore; il blocco metallico (S) sgrossato; e infine lo strato superficiale inferiore; inviando detti strati superficiali separati al riciclo per fusione e il blocco metallico (S) sgrossato all'utilizzo.
9) Procedimento come in 8), in cui dopo un predeterminato periodo di tempo dall'inizio delle fasi e.i. ed e.ii., all'interno di ogni canale di taglio e in corrispondenza delle due estremità dello stesso, vengono inseriti dispositivi a cuneo retrattile come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 3) a 6), atti a mantenere una stabile condizione di apertura del canale di taglio fino al completamento del taglio stesso.
10) Dispositivo di mantenimento di una condizione di apertura del canale di taglio di una macchina segatrice, specialmente adatto per segatrici a nastro a taglio orizzontale per il taglio di materiali metallici, comprendente un cuneo retrattile atto ad essere inserito nel canale di taglio, almeno durante l'ultima parte del taglio, per impedire il restringimento o la chiusura del canale di taglio a causa del peso della sovrastante porzione del materiale metallico, detto cuneo retrattile essendo costituito dal bordo periferico di una rotella (11) a sezione conica ed asse di rotazione verticale, imperniata folle su un supporto (8) e spinta trasversalmente all'interno del canale di taglio.