ITMI20130734A1 - Utensile abrasivo - Google Patents

Description

Titolo : UTENSILE ABRASIVO

Descrizione

La presente invenzione riguarda un utensile abrasivo del tipo usa e getta applicabile ad apparecchiature, sia di tipo professionale e industriale che hobbistico, per la levigatura di materiali di varia tipologia aventi superfici scabrose. In particolare, l’invenzione riguarda dispositivi che utilizzano dischi abrasivi rotanti.

La levigatura di superfici scabrose, rugose o comunque irregolari à ̈ un procedimento di larga applicazione in vari settori, sia artigianali che industriali, quali l’edilizia, la falegnameria e la lavorazione di materiali duri. A seconda dell’estensione della superficie da levigare, si utilizzano levigatrici manuali o levigatrici portatili a carrello. Queste ultime vengono normalmente utilizzate per la levigatura di pavimenti, mentre le prime trovano impiego nella levigatura di piccole superfici e spesso per uso privato (hobbistica). Viceversa, le grandi levigatrici da banco sono utilizzate per la levigatura di manufatti in materiali grezzi, quali materiali litici, resine o manufatti laccati.

Le superfici abrasive utilizzate nella levigatura sono di diverso tipo, sia naturali che sintetici. Ad esempio, può essere utilizzato il diamante, il corindone, la silice, il quarzo, la pomice, l’arenaria o vari ossidi sintetici quali ossidi di alluminio, cromo, ferro, il vetro e così via. In tutti i casi il materiale scelto viene macinato in modo da ottenere una granulometria predefinita e che dipende dal tipo di levigatura che si vuole ottenere, quindi viene unito ad un opportuno legante ed adeso su un supporto oppure viene modellato, con o senza legante, a formare l’utensile, per citare solo alcune delle metodiche più convenzionali.

La levigatura di una superficie grezza viene normalmente condotta per stadi successivi. Si comincia generalmente con una spianatura e sgrossatura, cui segue, dopo il riempimento di eventuali crepe e porosità, la fase di finitura ed infine di lucidatura. Per ognuna di queste fasi si utilizza una superficie abrasiva di diversa grana, in cui cioà ̈ la polvere del materiale abrasivo ha una specifica granulometria: la grana maggiore viene impiegata per una sgrossatura della superficie, in quanto permette di asportare con più facilità il materiale in eccesso, ma non à ̈ in grado di fornire una finitura della superficie; la grana più fine permette invece di ottenere una buona finitura fino alla levigatura della superficie, ma à ̈ inutilizzabile per la prima fase di sgrossatura. Per certi tipi di materiali, in particolare i materiali litici, si può arrivare fino a dieci passaggi successivi a partire da una superficie abrasiva con grana più grossa e via via fino alla grana più fine.

Un tipologia di utensili abrasivi usata in particolare per levigatrici manuali à ̈ quella dei cosiddetti dischi abrasivi a lamelle o a flap. Un disco abrasivo di questo tipo, mostrato a titolo d’esempio in figura 1, à ̈ costituito da un supporto discoidale in materiale essenzialmente rigido quale plastica o alluminio, sulla cui periferia viene incollata una pluralità di lamelle di materiale abrasivo con la grana voluta. Le lamelle sono disposte in modo da sovrapporsi parzialmente l’una all’altra come le tegole sui tetti, il che permette loro di esporre uno spigolo vivo che contribuisce in larga misura all’azione levigante essendo il punto in cui viene esercitata la maggiore pressione da parte dell’operatore durante l’uso. I dischi abrasivi a lamelle presentano vari vantaggi rispetto ai dischi abrasivi tradizionali costituiti da un unico disco di materiale abrasivo, quali una maggiore durata ed una elevata performance qualitativa, ma hanno come svantaggio il costo elevato, la rigidezza della struttura e l’eccessivo spreco di materiale all’atto del loro smaltimento, soprattutto a carico del supporto rigido su cui le lamelle sono incollate.

Il problema che sta alla base della presente invenzione à ̈ quindi quello di mettere a disposizione un utensile abrasivo per levigatrici che superi gli svantaggi dell’arte nota ed in particolare che sia flessibile, durevole, di costo contenuto e che permetta di ottenere elevate performance qualitative.

Tale problema viene risolto da un utensile abrasivo come delineato nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente descrizione.

Un oggetto dell’invenzione à ̈ pertanto un utensile abrasivo flessibile di tipo simil-lamellare riadattabile a seconda dell’usura della superficie abrasiva.

Un altro oggetto dell’invenzione à ̈ un utensile abrasivo di tipo simil-lamellare costruttivamente semplice e di costo contenuto.

Un ulteriore oggetto dell’invenzione à ̈ un utensile abrasivo flessibile di tipo simil-lamellare avente una superficie abrasiva di lavoro a grana variabile.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una versione realizzativa preferita, fatta qui di seguito a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle seguenti figure, in cui:

Figura 1 rappresenta una vista in pianta di un disco abrasivo a lamelle secondo l’arte nota;

Figura 2 rappresenta una vista prospettica in trasparenza di un utensile abrasivo secondo l’invenzione;

Figura 3 rappresenta una vista in pianta di un disco abrasivo componente l’utensile dell’invenzione;

Figura 4 rappresenta una vista in pianta del disco abrasivo di figura 3 secondo una diversa forma di realizzazione dell’invenzione;

Figura 5 rappresenta una vista laterale in esploso dell’utensile abrasivo dell’invenzione montato su una levigatrice manuale;

Figure 6A e 6B rappresentano la sequenza di operazione necessarie per predisporre l’utensile abrasivo secondo l’invenzione;

Figura 7 rappresenta una vista prospettica in trasparenza di un utensile abrasivo secondo una diversa forma di realizzazione dell’invenzione.

Con riferimento alle figure, l’utensile abrasivo oggetto della presente invenzione, indicato nel suo complesso con il numero 1, comprende una pluralità di dischi abrasivi 2 flessibili, aperti in corrispondenza di un taglio radiale 3 e disposti in una configurazione sovrapposta e sfalsata in modo tale da definire una superficie abrasiva di lavoro 4 simil-lamellare a lembi sovrapposti, in cui ciascun lembo 5 à ̈ formato dalla porzione emergente di un disco abrasivo 2.

Con il termine “disco abrasivo†si intende sia un disco propriamente detto, di forma circolare, sia un qualsiasi altro disco anche di forma poligonale adatto all’utilizzo in macchine levigatrici con elementi rotanti.

Con il termine “simil-lamellare†si intende una configurazione in cui la pluralità di lembi 5 à ̈ disposta in modo da ricreare una struttura a lamelle parzialmente sovrapposte, tipica dei dischi abrasivi a lamelle mostrati a titolo esemplificativo in figura 1.

Come mostrato in figura 3, ciascun disco abrasivo 2 della pluralità di dischi comprende un foro centrale 7 da cui si diparte a raggiera una pluralità di intagli 8, in modo da formare delle linguette 9 disposte attorno al foro 7.

Il disco abrasivo 2 comprende inoltre detto taglio radiale 3 che si estende tra il bordo periferico 6 del disco ed il foro centrale 7.

Il disco abrasivo 2 à ̈ flessibile. Un disco abrasivo adatto agli scopi della presente invenzione à ̈ uno qualsiasi dei dischi abrasivi flessibili convenzionali.

I dischi abrasivi flessibili sono caratterizzati da un supporto su cui viene adesa una opportuna polvere abrasiva per mezzo di un legante.

Ad esempio, si potrà utilizzare un disco avente un supporto in carta, tipicamente con peso da 70 a 300 g/m<2>, oppure in tela o in tela/carta. Alternativamente il supporto potrà essere realizzato in materiale plastico semirigido o anche in un foglio di metallo sottile e flessibile, quale alluminio. In certe forme di realizzazione, il supporto comprenderà l’elemento maschio o femmina di un sistema di fissaggio a velcro sulla faccia opposta alla faccia abrasiva, in modo da poter essere fissato in modo rimovibile sul platorello di una levigatrice che comprenderà a sua volta l’elemento complementare del velcro.

La polvere abrasiva potrà essere selezionata tra quelle comunemente utilizzate nel settore, a seconda del tipo di superficie da levigare e del grado di finitura desiderato. Ad esempio, si potrà utilizzare una polvere abrasiva di diamante, corindone, quarzo, silice, pomice, arenaria, smeriglio, granato tra quelle naturali; oppure di ossidi di alluminio, cromo, ferro, zirconio, di nitruro di boro, di carburo di silicio, di vetro, di carburo di boro, di ossido di alluminio ceramicato tra quelle sintetiche. La grana potrà essere scelta tra quelle comunemente utilizzate per i vari gradi di finitura richiesti, ad esempio per il corindone artificiale e per il carburo di silicio potrà essere compresa tra la grana 8 e la grana 240, come definita nella tabella 3898 di UNI. Ad un numero piccolo corrisponde una grana grossa, adatta ad un lavoro di sgrossatura, mentre i numeri più alti identificano una grana sempre più fine.

Il legante potrà essere scelto tra quelli comunemente usati nel settore, quali colle naturali, resine ureiche e resine fenoliche.

La polvere abrasiva sul supporto potrà avere una cosparsione chiusa, cioà ̈ ad alta densità di granuli abrasivi, adatta per materiali duri e per una finitura di elevata qualità; oppure una cosparsione aperta, cioà ̈ a bassa densità di granuli abrasivi, in grado di garantire elevata resistenza all’intasamento. Inoltre, il disco abrasivo potrà comprendere additivi, quali additivi antiintasamento (stearato di zinco) o prodotti antistatici.

In certe forme di realizzazione, come mostrato in figura 4, il disco abrasivo 102 comprende sulla sua superficie una pluralità di fori passanti 10, la cui funzione à ̈ quella di favorire l’allontanamento della polvere che si forma durante il lavoro di levigatura.

Nelle figure 6A e 6B à ̈ mostrata la sequenza con cui l’utensile abrasivo 1 viene assemblato a partire da una pluralità di dischi abrasivi 2, 102. Innanzitutto, i dischi vengono impilati, allineando i rispettivi tagli radiali 3. I dischi vengono quindi flessi tutti insieme in modo tale da portare i bordi 11, destinati a formare i bordi di lavoro dell’utensile, in posizione disallineata rispetto ai contrapposti bordi 12, che invece rimarranno occultati sotto la superficie abrasiva 4 (figura 6A). A questo punto, si ruoterà secondo il verso della freccia, attorno ad un asse perpendicolare al disco e passante dal centro, prima il disco più basso della pila, poi in successione dal basso verso l’alto, tutti gli altri dischi, in modo da ottenere una configurazione sfalsata che dà luogo alla superficie abrasiva 4 di lavoro di forma simil-lamellare (figura 6B).

Il numero di dischi abrasivi 2 che compongono l’utensile abrasivo 1 può variare da un minimo di due dischi fino a una dozzina o più. Aumentando il numero di dischi, il lembo 5, cioà ̈ la porzione di disco emergente e quindi esposta a formare nell’insieme la superficie abrasiva 4 di lavoro, diventa sempre più ridotto. Inoltre, con l’aumentare del numero di dischi la configurazione simil-lamellare dell’utensile comprenderà un elevato numero di lembi 5, ognuno dei quali presenta un bordo a spigolo vivo 11 che costituisce il punto di maggior attrito e che durante l’uso à ̈ soggetto a maggior lavoro e quindi a maggior usura.

L’utensile abrasivo 1 potrà quindi essere montato su un platorello 13 di una levigatrice 14 (mostrata in modo schematico in figura 5) mediante un’opportuna vite di fermo 15. Il platorello 13 ha tipicamente una zona centrale depressa 16 avente un foro. La vite di fermo 15 passa attraverso il foro centrale 7 dell’utensile abrasivo e attraverso il foro del platorello 13 prima di avvitarsi sulla piastra rotante 17 della levigatrice 14. In questo modo, la testa della vite di fermo 15 si viene a trovare al di sotto della superficie abrasiva 4, che à ̈ invece sostenuta dalla porzione esterna del platorello 13, e quindi non interferisce con la superficie da levigare. Questo tipo di attacco dell’utensile alla levigatrice à ̈ permesso dalla flessibilità del materiale con cui à ̈ realizzato l’utensile abrasivo 2 e dalla presenza degli intagli 8 che formano le linguette 9 atte ad essere ripiegate verso il basso e ad essere pinzate tra la testa della vite di fermo 15 e la superficie della zona centrale depressa 16 del platorello 13.

Potranno tuttavia essere previste altre modalità di fissaggio dell’utensile abrasivo dell’invenzione alla levigatrice. Ad esempio, il sistema a velcro sopra descritto permette di applicare in modo rapido ed efficiente l’utensile abrasivo ad un platorello 13.

Quando la superficie abrasiva 4, ed in particolare i bordi 11 dei dischi 2, 102, risultano usurati, sarà possibile rimuovere, ad esempio ritagliando con forbici o altro utensile da taglio, i lembi 5 consumati o solo la porzione di essi che comprende il bordo 11 ed eventualmente ripetere l’operazione di rotazione dei singoli dischi mostrata in figura 6B, mantenendo lo sfalsamento iniziale. In questo modo verranno scoperte nuove porzioni di disco che costituiranno i nuovi lembi 5. Sarà quindi possibile sfruttare al massimo tutta la superficie abrasiva del singolo disco 2, 102, rinnovando a mano a mano la superficie abrasiva 4 di lavoro. I singoli dischi 2, 102 possono anche prevedere delle linee radiali di indebolimento o comunque delle linee radiali tracciate per facilitare la rimozione dello spicchio consumato e mantenere un bordo 11 rettilineo.

In alcune forme di realizzazione i dischi 2, 102 che formano l’utensile abrasivo 1 hanno tutti la stessa grana.

In altre forme di realizzazione, sarà possibile usare dischi abrasivi 2, 102 di grana differente, in particolare disponendo i diversi dischi in successione con grana crescente (o decrescente). In questo modo, à ̈ possibile ottenere la levigatura e finitura di una superficie in tempi drasticamente ridotti rispetto alla tecnologia convenzionale che prevede passaggi successivi con dischi di grana sempre più fine.

In ancora altre forme di realizzazione, i dischi abrasivi 2, 102, uguali o differenti tra loro, hanno una superficie cosiddetta “multi-abrasiva†, come insegnato nella precedente domanda di brevetto italiano n. MI2011A000850 (depositata il 16 maggio 2011) dello stesso inventore. Con “superficie multi-abrasiva†si intende una superficie abrasiva che presenta porzioni distinte aventi una diversa grana. La disposizione di tali porzioni sulla superficie del disco segue vari criteri, ma in particolare quello di creare un percorso in cui la grana à ̈ crescente o decrescente in modo graduale. Si potranno ad esempio avere disposizioni a macchia, a cerchi concentrici o a spirale. Si fa comunque riferimento alla suddetta domanda di brevetto per una maggiore comprensione della struttura di tali dischi utilizzabili per gli scopi della presente invenzione.

In una diversa forma di realizzazione, mostrata in figura 7, l’utensile abrasivo 201 comprende una pluralità di elementi abrasivi a mezzaluna 202 al posto dei dischi abrasivi 2, 102. Tali elementi a mezzaluna 202 sono ottenibili dai dischi abrasivi 2, 102 mediante un taglio lungo l’intero diametro del disco.

Ciascun elemento abrasivo a mezzaluna 202 comprende una superficie abrasiva 204 ed una contrapposta superficie a velcro 240, di tipo femmina o maschio, tale superficie 240 essendo destinata ad aggrapparsi ad una superficie a velcro complementare fissata sul platorello 13 di una levigatrice 14.

La pluralità di elementi abrasivi a mezzaluna 202 viene disposta in modo tale che i singoli elementi risultano sfalsati come mostrato in figura 7 (sono mostrati solo tre elementi abrasivi 202 per ragioni di chiarezza), mettendo in evidenza i lembi 205, e l’insieme così composto viene applicato al velcro sul platorello 13.

Questa forma di realizzazione ha il vantaggio di rendere più funzionale il montaggio dell’utensile in quanto la superficie inferiore, cioà ̈ quella a velcro, renderebbe poco agevole lo scorrimento reciproco dei dischi interi.

I vantaggi dell’utensile abrasivo 1 secondo la presente invenzione sono molteplici.

Innanzitutto l’utensile abrasivo dell’invenzione permette di realizzare una configurazione simil-lamellare mediante una procedimento di realizzazione semplice ed economico. Non à ̈ infatti necessario predisporre il supporto rigido in plastica o metallo su cui vengono incollate le lamelle dei dischi lamellari convenzionali.

Questo si traduce non solo in minori costi di produzione, ma anche in una ridotta quantità di materiale di rifiuto a fine vita dell’utensile.

Inoltre, l’utensile dell’invenzione associa alle caratteristiche tipiche di una configurazione lamellare la flessibilità dei dischi flessibili convenzionali, flessibilità che invece à ̈ assente nei dischi a lamelle dello stato dell’arte.

La possibilità di rotazione reciproca dei vari dischi abrasivi che compongono l’utensile permette di rinnovare la superficie abrasiva usurata, aumentando la vita dell’utensile e permettendo di sfruttare praticamente tutta la superficie disponibile di ogni disco.

I dischi abrasivi che costituiscono l’utensile possono avere diversa grana uno rispetto all’altro oppure avere una superficie a grana variabile, come detto sopra, il che permette di ridurre il numero di passaggi di levigatura in corso d’opera.

E’ evidente che quella che à ̈ stata descritta à ̈ solo una forma particolare di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari condizioni. L’utensile abrasivo 1 dell’invenzione può essere montato su vari tipi di levigatrici, quali le levigatrici rotanti, quelle orbitali, quelle roto-orbitali, quelle planetarie, eventualmente dopo opportuni adattamenti, sia strutturali che dimensionali, alle varie tipologie di macchina utilizzata, adattamenti che tuttavia rientrano nelle normali competenze del tecnico del settore e che non si discostano dall’oggetto della presente invenzione come definito dalle annesse rivendicazioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Utensile abrasivo (1) per macchine levigatrici, comprendente una pluralità di dischi abrasivi (2, 102) flessibili, aperti in corrispondenza di un taglio radiale (3) e disposti in una configurazione sovrapposta e sfalsata in modo tale da definire una superficie abrasiva di lavoro (4) simil-lamellare a lembi (5) sovrapposti, in cui ciascun lembo (5) à ̈ formato dalla porzione emergente di un disco abrasivo (2, 102).
2. 2. Utensile abrasivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun disco abrasivo (2, 102) comprende un foro centrale (7) da cui si diparte a raggiera una pluralità di intagli (8), in modo da formare delle linguette (9) disposte attorno al foro (7).
3. 3. Utensile abrasivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto taglio radiale (3) si estende tra il bordo periferico (6) di un disco (2, 102) ed il suo foro centrale (7).
4. 4. Utensile abrasivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detti dischi abrasivi flessibili (2, 102) comprendono un supporto su cui viene adesa una opportuna polvere abrasiva per mezzo di un legante.
5. 5. Utensile abrasivo (1) secondo la rivendicazione 4, in cui detto supporto à ̈ in carta, preferibilmente con peso da 70 a 300 g/m<2>, oppure in tela o in tela/carta; oppure detto supporto à ̈ realizzato in materiale plastico semirigido o in un foglio di metallo sottile e flessibile, quale alluminio.
6. 6. Utensile abrasivo (1) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto supporto comprende l’elemento maschio o femmina di un sistema di fissaggio a velcro sulla faccia opposta alla faccia abrasiva, in modo da poter essere fissato in modo rimovibile sul platorello di una levigatrice comprendente l’elemento complementare del velcro.
7. 7. Utensile abrasivo (201) secondo la rivendicazione 6, in cui detti dischi abrasivi (2, 102) sono sostituiti da elementi abrasivi a mezzaluna (202), ciascun elemento abrasivo a mezzaluna (202) comprendendo una superficie abrasiva (204) ed una contrapposta superficie a velcro (240), di tipo femmina o maschio, tale superficie a velcro (240) essendo destinata ad aggrapparsi ad una superficie a velcro complementare fissata sul platorello di una levigatrice.
8. 8. Utensile abrasivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui detta polvere abrasiva à ̈ selezionata tra una polvere abrasiva di diamante, corindone, quarzo, silice, pomice, arenaria, smeriglio, granato tra quelle naturali; oppure di ossidi di alluminio, cromo, ferro, zirconio, di nitruro di boro, di carburo di silicio, di vetro, di carburo di boro, di ossido di alluminio ceramicato tra quelle sintetiche.
9. 9. Utensile abrasivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 8, in cui detto legante à ̈ scelto tra colle naturali, resine ureiche e resine fenoliche.
10. 10. Utensile Abrasivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui detto disco abrasivo (102) o detto elemento abrasivo a mezzaluna (202) comprende sulla sua superficie una pluralità di fori passanti (10).
11. 11. Utensile abrasivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui i dischi abrasivi (2, 102) o gli elementi abrasivi a mezzaluna (202) hanno grana differente, preferibilmente hanno grana crescente o decrescente in successione.
12. 12. Utensile abrasivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui i dischi abrasivi (2, 102), uguali o differenti tra loro, hanno una superficie abrasiva che presenta porzioni distinte aventi una diversa grana.
13. 13. Metodo di fabbricazione dell’utensile abrasivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, comprendente i seguenti passaggi: - mettere a disposizione una pluralità di dischi abrasivi (2, 102) flessibili aventi un foro centrale (7) ed un taglio radiale (3) che si estende tra il bordo periferico (6) di un disco (2, 102) ed il suo foro centrale (7), detto taglio radiale (3) avendo un primo (11) ed un secondo bordo (12); - impilare detti dischi abrasivi (2, 102), allineando i rispettivi tagli radiali (3); - flettere detti dischi abrasivi (2, 102) insieme in modo tale da portare i primi bordi (11), destinati a formare i bordi di lavoro dell’utensile, in posizione disallineata con i contrapposti secondi bordi (12); - ruotare, attorno ad un asse perpendicolare al disco e passante per il centro, prima il disco più basso della pila, poi in successione dal basso verso l’alto, tutti gli altri dischi, in modo da ottenere una configurazione sfalsata che dà luogo alla superficie abrasiva (4) di lavoro simil-lamellare.
14. 14. Metodo di rinnovo della superficie abrasiva di lavoro (4) usurata di un utensile abrasivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, comprendente i seguenti passaggi: - rimuovere, ad esempio ritagliando con forbici o altro utensile da taglio, i lembi (5) consumati o solo la porzione di essi che comprende il bordo (11); - eventualmente, ruotare, attorno ad un asse perpendicolare al disco e passante per il centro, prima il disco più basso della pila, poi in successione dal basso verso l’alto, tutti gli altri dischi, in modo da ottenere una configurazione sfalsata.