ITMI20120396A1 - Macchina e metodo per il ripristino della funzionalità di mole abrasive - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Descrizione dell’INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

“Macchina e metodo per il ripristino della funzionalità di mole abrasiveâ€

Campo di applicazione dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una macchina ed a un metodo di lavorazione per il ripristino della funzionalità, ed in particolare per la ravvivatura di mole abrasive.

Rassegna dell'arte nota

Nella tecnica delle lavorazioni industriali esiste spesso la necessità di intervenire sulle superfici di un prodotto sostanzialmente pronto per l’impiego desiderato per conferire a tale prodotto forma e caratteristiche di aspetto definitive: si può ricordare in particolare l’eliminazione delle materozze di fusione, l’asportazione delle bave di stampaggio, l’arrotondamento degli spigoli, la lucidatura delle superfici e altre simili lavorazioni.

Tutte queste lavorazioni vengono generalmente effettuate con dispositivi abrasivi, cioà ̈ presentanti la superficie di lavoro composta o rivestita di piccoli e durissimi grani di materiale, composizione, dimensioni e fittezza adeguati al materiale da lavorare.

Durante la lavorazione, tuttavia, il dispositivo perde progressivamente di efficacia poiché la superficie abrasiva si deteriora in parte per la perdita dei suddetti grani e per l’arrotondamento dei loro spigoli vivi, in parte perché la superficie trattiene fra i grani gli sfridi del materiale abraso. Il ripristino dell’efficacia lavorativa può essere ottenuto sostituendo il dispositivo quando il suo costo à ̈ sostanzialmente irrilevante (fogli, dischi e nastri di carta vetrata) oppure ravvivando la superficie abrasiva, in modo da riportarla alle condizioni iniziali.

Questo intervento à ̈ usuale con i dispositivi genericamente noti come mole abrasive: queste mole sono sostanzialmente dischi di diverso spessore costituiti da una composizione di noti materiali abrasivi quali cubitron®, abral® e altri superabrasivi, mescolati ad un legante bachelitico, presentanti il bordo e/o la superficie fortemente abrasiva. Le mole lavorano il materiale da rettificare operando sul medesimo con il bordo o con la superficie o con entrambe ed in ogni caso ruotando a velocità più o meno elevata secondo il materiale da lavorare. Queste mole vengono particolarmente impiegate per la rettifica delle superfici di elementi metallici, in particolare le superfici di molle, per conferire loro una forma con basi che giacciono su piani paralleli.

Quando la mola abrasiva richiede di essere ravvivata si utilizza un rullino, generalmente formato da uno o più dischetti metallici, che viene portato a contatto con la superficie della mola, lungo la sua periferia, e fatto lentamente avanzare verso il centro, mantenuto contemporaneamente in rotazione dalla rotazione della mola stessa.

In alternativa, al posto del suddetto rullino, si utilizza un piccolo cilindro avente l’estremità diamantata, che si muove esattamente come sopra descritto e con le stesse modalità del rullino.

Lavorando in questo modo l’utensile scalza dalla superficie abrasiva i grani arrotondati e consumati sollevando i grani con taglienti nuovi, ripristinando così l’efficacia della mola abrasiva.

Tutto ciò premesso, la Richiedente ha osservato che questo modo di lavorare non à ̈ più soddisfacente: la rumorosità à ̈ molto elevata ed oggi non più tollerabile, il tempo di ravvivatura, anch’esso elevato, incide sensibilmente ed in modo negativo sui costi di produzione, viene prodotta sporcizia polverulenta in quantità considerevole.

Inoltre, in particolare nell’operazione di rettifica delle molle, causa l’elevata quantità di materiale da asportare, la superficie abrasiva delle mole si deteriora in un modo molto specifico perdendo la propria complanarità, compromessa da ondulazioni e avallamenti che si generano sulla superficie di lavoro. In questo caso, per ripristinare la funzionalità delle mole tale superficie deve essere anche spianata.

Scopi dell’invenzione

La Richiedente ha così percepito che i metodi descritti potevano essere sostituiti da un nuovo metodo e, conseguentemente, da un migliorato impianto, capace di superare i difetti citati e di ottenere un aumento della produttività, risparmio di costi, e miglioramento delle caratteristiche ergonomiche dell’ambiente di lavoro.

Sommario dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce pertanto ad un metodo per la ravvivatura ed il ripristino dell’efficacia di una mola caratterizzato dal fatto di ripulire la superficie della mola con una mola diamantata ruotante in direzione e velocità indipendenti da quelle della mola abrasiva.

In un suo secondo aspetto la presente invenzione riguarda anche un impianto per attuare il suddetto metodo e più particolarmente un impianto per ravvivare la superficie di lavoro di mole abrasive, caratterizzato dal fatto di comprendere una mola diamantata che viene condotta sulla superficie della mola abrasiva con movimenti autonomi.

Si precisa qui che nel seguito della descrizione con la parola ravvivatura si intendono tutte le operazioni, incluse pulitura e spianatura, necessarie per il ripristino dell’efficacia di una mola.

Breve descrizione delle figure

Ad ogni modo la presente invenzione può essere meglio compresa dalla descrizione che segue e con l’aiuto delle figure qui allegate, fornite a scopo esclusivamente esemplificativo e non limitativo, dal momento che altre forme di realizzazione sono comunque possibili, nel rispetto e nell’ambito della definizione del suddetto metodo e del suddetto impianto secondo le rivendicazioni che seguono.

• La figura 1 mostra, in sezione retta laterale parziale secondo il piano A-A di figura 2 l’impianto con il dispositivo secondo l’invenzione.

• La figura 2 illustra in vista frontale il dispositivo ravvivatore secondo l’invenzione.

• La figura 3 mostra, in vista prospettica laterale, il dispositivo di figura 2.

• La figura 4 illustra, in vista prospettica parziale, il dispositivo ravvivatore secondo l’invenzione in posizione operativa sull’impianto di supporto.

Descrizione dettagliata di alcune forme preferite di realizzazione dell’invenzione

Nel seguito della presente descrizione, per comodità di esposizione, ci si riferisce solo ad un preferito caso di attuazione dell’invenzione ma deve essere chiaro che il metodo e l’impianto descritti non sono limitati al suddetto caso ma riguardano la ravvivatura di mole abrasive utilizzate per qualunque tipo di lavorazione e rettifica.

Un elemento meccanico di cui à ̈ generalmente richiesta la rettifica prima del suo impiego definitivo à ̈ la molla a compressione realizzata con un tondino metallico elicoidalmente avvolto in spire successive lungo la sua direzione assiale. Per effetto di questo metodo di confezione le estremità assialmente opposte della molla non giacciono secondo piani paralleli fra loro, e questo comporta difficoltà di installazione dove previsto e possibili malfunzionamenti in esercizio. L’operazione di rettifica, con asportazione di materiale dalle estremità della molla, riporta dette estremità in piani fra loro paralleli.

Con riferimento alla figura 1, l’impianto per la rettifica di elementi meccanici in genere, e di molle elicoidali in particolare, e per la ravvivatura della superficie di lavoro delle mole abrasive che effettuano l’operazione di rettifica, comprende un basamento 1, associato ad una stazione di lavoro 2 dove vengono disposti gli elementi da rettificare, genericamente di per sé noti e irrilevanti rispetto all’invenzione. Tali elementi, nello specifico una molla elicoidale 3, vengono disposti nella stazione di lavoro montati su mezzi di movimentazione e di sostegno, non illustrati in quanto noti o facilmente intuibili, atti a mantenere detti elementi stabilmente posizionati in detta stazione durante l’operazione di rettifica. Nella stazione à ̈ presente una mola abrasiva 4, rotante attorno ad un asse di rotazione Y-Y, nel seguito definito primo asse di rotazione, disposta ad una estremità di detta stazione di lavoro, con la superficie abrasiva rivolta verso l’elemento da rettificare. Senza che ciò costituisca alcun tipo di vincolo, la mola à ̈ generalmente costituita da una composizione di superabrasivi e legante bachelitico, avente uno spessore compreso fra 20 e 150 mm, preferibilmente dell’ordine di 20 mm, ed un diametro compreso fra 200 e 1200 mm.

L’orientamento dell’asse della mola 4, e di conseguenza quello dell’elemento in lavorazione può essere qualunque ma, secondo una forma di attuazione preferita, la mola à ̈ disposta con l’asse Y-Y verticalmente disposto rispetto al suolo. Secondo un’altra preferita forma di attuazione la stazione di lavoro associata all’impianto comprende una coppia di mole abrasive 4-4’, coassiali, reciprocamente assialmente spostabili, disposte alle opposte estremità di detta stazione di lavoro, in modo da poter lavorare contemporaneamente entrambe le estremità dell’elemento meccanico da rettificare. Lo spostamento reciproco fra tali mole può essere conseguito rendendo spostabile solo una mola (4’) rispetto all’altra (4), o viceversa, oppure entrambe rispetto ad un riferimento esterno fisso.

Le suddette mole possono essere assialmente spostate e comandate in rotazione, in direzione e velocità, in modo indipendente l’una dall’altra.

Sull’impianto 1 à ̈ presente una slitta 5, illustrata in sezione laterale in figura 1, in vista frontale in figura 2 ed in vista prospettica in figura 3, che supporta un asse di rotazione X-X, d’ora in avanti definito secondo asse di rotazione. Sulla slitta 5 à ̈ montato il dispositivo ravvivatore dell’invenzione comprendente un disco abrasivo, e più precisamente una mola diamantata 6, montata all’estremità di detto asse X-X rivolta verso la stazione di lavoro, e rotante attorno a detto secondo asse di rotazione. La slitta à ̈ assialmente scorrevole sul basamento in entrambi i sensi nella direzione di detto secondo asse di rotazione, alternativamente spostabile fra una posizione anteriore nella quale il dispositivo ravvivatore si trova (figura 4) all’interno della stazione di lavoro, ed una posizione posteriore, in cui detto dispositivo ravvivatore si trova (figura 1) in posizione esterna a detta stazione di lavoro. Gli azionamenti che comandano gli spostamenti della slitta e la rotazione del secondo asse di rotazione non vengono qui descritti in quanto di tipo sostanzialmente noto e comunque facilmente realizzabili dal tecnico del settore che abbia presente lo scopo da raggiungere.

Senza che ciò costituisca alcun tipo di vincolo, la mola diamantata à ̈ generalmente costituita da un disco di materiale sinterizzato o elettrodepositato, avente uno spessore compreso fra 1 e 50 mm, preferibilmente dell’ordine di 20 mm, ed un diametro compreso fra 50 e 200 mm, preferibilmente dell’ordine di 100 mm.

Secondo l’invenzione, la mola diamantata 6 à ̈ comandata in velocità e senso di rotazione indipendentemente dalla velocità e dal senso di rotazione della mola abrasiva 4.

La mola diamantata 6 opera sulla mola abrasiva 4, come poi si dirà, per contatto fra il suo bordo e la superficie di lavoro della mola abrasiva. Quando à ̈ presente una coppia di mole abrasive (4, 4’) affacciate, la mola diamantata, opera dopo essere stata inserita fra detta coppia di mole abrasive.

Per consentire il contatto fra le mole la distanza fra il bordo della mola diamantata e la superficie della mola abrasiva à ̈ regolabile a piacere secondo necessità: questo risultato può essere raggiunto rendendo assialmente mobile lungo il proprio asse di rotazione la mola o le mole abrasive come detto in precedenza. Per consentire l’accoppiamento fra la mola diamantata e la mola abrasiva, o le mole, secondo l’invenzione, il secondo asse di rotazione viene spostato tramite il movimento della slitta, parallelamente a se stesso, in entrambi i sensi in direzione del primo asse di rotazione. L’estremità della slitta che supporta la mola diamantata 6 può avere diversi gradi di libertà in modo da poter variare il valore angolare e l’orientamento del piano in cui ruota il disco 6 rispetto al piano di giacitura della superficie della mola abrasiva 4 ma, preferibilmente , il secondo asse di rotazione X-X à ̈ disposto perpendicolare al primo asse di rotazione Y-Y e, ancor più preferibilmente, detti primo e secondo asse di rotazione giacciono in un medesimo piano “p†. Per finire, il secondo asse di rotazione, e con esso la mola diamantata, potrebbe essere assialmente spostabile lungo la direzione del primo asse di rotazione, mediante l’uso di mezzi di tipo noto che consentono lo scorrimento della slitta 2, in entrambi i sensi, in direzione verticale sull’impianto 1.

Noto ora l’impianto nel suo complesso sarà più agevole comprendere il metodo di lavorazione, nuovo ed originale, oggetto della presente invenzione, per la ravvivatura della superficie di lavoro di una mola abrasiva utilizzata per lavori di rettifica di elementi meccanici quali, ad esempio, le molle elicoidali.

L’operazione di ravvivatura ha inizio dopo che l’elemento meccanico à ̈ stato allontanato (figura 4) dalla stazione di lavoro. Per semplicità di descrizione faremo riferimento solo alla mola 4 risultando del tutto evidente come attuare il metodo dell’invenzione in presenza della seconda mola 4’.

Il suddetto metodo inizia con la fase di portare la superficie laterale di un dispositivo ravvivatore, cioà ̈ il bordo della mola diamantata 6, contro un punto della superficie abrasiva della mola 4. Il suddetto punto può essere un punto qualunque, lungo i bordi o all’interno di detta superficie ma, preferibilmente, quando la mola presenta una superficie irregolare per la presenza di avallamenti con picchi e depressioni, si parte dal punto più elevato della superficie rispetto al suo normale piano di giacitura.

Il movimento viene attuato facendo scorrere la slitta sul basamento in modo da spostare la mola diamantata 6 dall’esterno all’interno della stazione di lavoro. La mola abrasiva 4 viene mantenuta in rotazione attorno al primo asse di rotazione, mentre il dispositivo ravvivatore viene mantenuto in rotazione attorno al secondo asse di rotazione. Si inizia ora a spostare il dispositivo ravvivatore radialmente rispetto al primo asse di rotazione lungo la superficie abrasiva della mola 4 in direzione del bordo opposto, oppure in direzione di uno dei due bordi, esterno od interno, qualora il punto di inizio del movimento sia stato scelto in una posizione compresa fra detti due bordi. In questo caso, per coprire tutta la superficie della mola abrasiva 4 sarà necessario compiere un movimento di andata e ritorno dal punto di inizio verso un bordo e quindi in senso opposto fino al bordo opposto e nuovamente nell’altro senso fino a raggiungere il punto di partenza.

Preferibilmente, detto spostamento del dispositivo ravvivatore si sviluppa dal bordo esterno della superficie abrasiva della mola 4 verso l’asse di rotazione di detta mola.

Il movimento della slitta viene compiuto ad una velocità compresa fra 1 e 200 mm/s. Durante questo movimento la mola diamantata 6 viene mantenuta in rotazione, secondo una prefissata direzione (F1), ad una velocità costante compresa fra 100 e 40000 giri/minuto e, ancor più preferibilmente, dell’ordine di 4500 giri/minuto. Sempre durante il movimento di traslazione del dispositivo ravvivatore lungo la superficie della mola abrasiva, la suddetta mola viene mantenuta in rotazione, preferibilmente in senso opposto (F2) a quello della mola diamantata, ad una velocità di rotazione progressivamente variabile in modo che la velocità periferica del punto di contatto con la mola diamantata, al variare della misura del raggio di detto punto, rispetto all’asse Y-Y, rimanga costante e preferibilmente compresa fra 1 e 100 metri/secondo, ancor più preferibilmente fra 10 e 80 metri/secondo. Preferibilmente, la somma algebrica delle due velocità periferiche opposte dei due punti a contatto, quella riferita al punto sulla mola abrasiva e quella riferita al punto sulla mola diamantata, o la differenza fra le due velocità periferiche concordi, quando mola abrasiva e mola diamantata girano nello stesso senso, à ̈ compresa fra 20 e 200 metri/secondo. Preferibilmente, in presenza della seconda mola 4’, il dispositivo ravvivatore opera contemporaneamente sulle due superfici abrasive opposte, quella della mola 4 e quella affacciata della mola 4’.

L’invenzione descritta offre importanti vantaggi qualitativi ed economici.

La combinazione del movimento di traslazione del dispositivo ravvivatore con le contrapposte velocità di rotazione della mola abrasiva e della mola diamantata ha consentito di ridurre sensibilmente il tempo di spianamento e ravvivatura della mola abrasiva che, in uno specifico caso di attuazione, à ̈ passato da 30 a 5 minuti con tutti i conseguenti vantaggi economici.

La superficie ravvivata risulta riportata in condizioni ottimali di massima efficacia con il ripristino della sua complanarità, l’eliminazione di tutti i granuli arrotondati e privi di tagliente, e di tutto lo sfrido accumulatosi fra grano e grano durante le lavorazioni precedenti. Infine anche la rumorosità della lavorazione à ̈ risultata sensibilmente diminuita a favore di un miglior comfort per gli operatori nell’ambiente di lavoro.

Nella presente descrizione non sono state di norma illustrate tutte le possibili alternative strutturali e dimensionali alle forme di attuazione dell’invenzione specificatamente descritte: non à ̈ infatti sembrato necessario espandersi nei dettagli costruttivi del sistema dell’invenzione in quanto ogni tecnico dell’arte, dopo le istruzioni qui date, non avrà difficoltà a progettare, scegliendo adeguatamente materiali e dimensioni, la soluzione tecnica più vantaggiosa. Queste varianti s’intendono tuttavia ugualmente comprese nell’ambito di protezione del presente brevetto, risultando tali forme alternative di per se stesse facilmente derivabili dalla descrizione qui effettuata del rapporto che lega ciascuna forma di attuazione con il risultato che l’invenzione vuole ottenere.

Claims (10)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per la ravvivatura della superficie di lavoro di una mola abrasiva (4), rotante attorno ad un primo asse di rotazione Y-Y, comprendente le fasi di portare la superficie laterale di un dispositivo ravvivatore (6) contro un punto di detta superficie abrasiva, detto dispositivo ravvivatore essendo liberamente rotante attorno ad un secondo asse di rotazione (X-X), perpendicolare a detto primo asse di rotazione, spostare detto dispositivo ravvivatore radialmente rispetto a detto primo asse di rotazione lungo tutta detta superficie abrasiva compresa fra i bordi opposti, detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: • ruotare detto dispositivo ravvivatore ad una velocità compresa fra 100 e 40000 giri/minuto, • spostare detto dispositivo ravvivatore su detta superficie abrasiva ad una velocità compresa fra 1 e 200 mm/s, • ruotare detta mola abrasiva ad una velocità di rotazione progressivamente variabile in modo che la velocità periferica del punto di contatto con la mola diamantata rimanga costante al variare della misura del raggio di detto punto, rispetto a detto primo asse di rotazione.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la velocità di rotazione di detto dispositivo ravvivatore à ̈ pari a 4500 g/min.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta velocità di spostamento di detto dispositivo ravvivatore à ̈ pari a 2 mm/s.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la somma algebrica delle due velocità periferiche opposte nel punto di contatto fra superficie abrasiva e dispositivo ravvivatore à ̈ compresa fra 20 e 200 m/s.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto spostamento del dispositivo ravvivatore si sviluppa dal bordo esterno di detta superficie abrasiva verso l’asse di rotazione di detta mola.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto dispositivo ravvivatore opera contemporaneamente su due superfici abrasive opposte, rispettivamente appartenenti a due mole coassiali (4, 4’) disposte da parti opposte di detto secondo asse di rotazione.
7. 7. Impianto per la rettifica di elementi meccanici e per la ravvivatura della superficie di lavoro di una mola abrasiva (4), rotante attorno ad un primo asse di rotazione (X-X), usata per detta rettifica, comprendente: • un basamento (1) che delimita una stazione di lavoro (2) dove vengono disposti gli elementi da rettificare, • mezzi di movimentazione e di sostegno per detti elementi da rettificare atti a mantenere detti elementi stabilmente posizionati in detta stazione durante l’operazione di rettifica, • una mola abrasiva (4) rotante attorno a detto primo asse, disposta ad una estremità di detta stazione di lavoro con la superficie abrasiva rivolta verso detto elemento da rettificare, • una slitta (5) che supporta un secondo asse di rotazione (Y-Y) provvisto ad un’estremità di un dispositivo ravvivatore (6) rotante attorno a detto secondo asse di rotazione, detta slitta essendo assialmente scorrevole su detto basamento in direzione di detto secondo asse di rotazione, alternativamente mobile nei due sensi fra una posizione anteriore in cui detto dispositivo ravvivatore si trova in detta stazione di lavoro, in posizione rivolta verso la superficie abrasiva di detta mola, ed una posizione posteriore, in cui detto dispositivo ravvivatore si trova in posizione esterna a detta stazione di lavoro, detto impianto essendo caratterizzato dal fatto che • detto dispositivo ravvivatore (6) à ̈ una mola diamantata comandata in velocità e senso di rotazione indipendentemente dalla velocità e dal senso di rotazione di detta mola abrasiva (4).
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detto secondo asse di rotazione à ̈ spostabile parallelamente a se stesso, in entrambi i sensi secondo la direzione di detto primo asse di rotazione.
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto di comprendere una coppia (4, 4’) di mole abrasive, coassiali, reciprocamente assialmente spostabili, disposte alle opposte estremità di detta stazione di lavoro (2), detto dispositivo ravvivatore (6) in detta posizione anteriore essendo inserito fra detta coppia di mole abrasive.
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detti primo (Y-Y) e secondo (X-X) asse di rotazione giacciono in un medesimo piano P.