ITMI20131699A1 - Tampone isostatico di pressatura per la produzione di piastrelle e simili e metodo di realizzazione - Google Patents

Description

Descrizione

"Tampone isostatico di pressatura per la produzione di piastrelle e simili e metodo di realizzazione"

La presente invenzione si riferisce ad un innovativo tampone isostatico per la pressatura di prodotti ceramici, quali piastrelle e simili.

I tamponi isostatici (o tamponi adattativi) sono un tipo di tampone ben conosciuto nel campo della pressatura delle polveri per prodotti ceramici quali le piastrelle.

I tamponi isostatici sono in genere realizzati con una piastra di base sulla faccia della quale è deposto uno strato in adatto materiale elasticamente cedevole (ad esempio gomma) che realizza l’impronta del retro del prodotto da pressare. Sotto lo strato di gomma la piastra ha una pluralità di camere riempite di fluido incomprimibile e collegate fra loro mediante opportuni passaggi.

In tale modo, durante la pressatura eventuali disomogeneità locali delle polveri poste nello stampo generano spinte differenti sullo strato cedevole di impronta. Tali spinte vengono distribuite dal fluido incomprimibile sottostante provocando una corrispondente differenza di altezza dello strato di gomma che così compensa le differenze nella polvere ed equalizza la pressata.

Tale sistema permette di ridurre i possibili difetti nella piastrella causati dalle differenze di densità della polvere pressata, ma può introdurre ulteriori problemi.

Ad esempio, possono evidenziarsi problemi detti di “trasparenza”, per i quali sulla piastrella finita (cotta ed eventualmente smaltata) si presenta sulla faccia a vista una immagine “fantasma” dovuta all’azione che è stata impressa dal circuito isostatico sulla faccia opposta. Per ridurre i fenomeni di trasparenza si sono proposte nel tempo strutture di tamponi isostatici alquanto complesse, ad esempio con stantuffi scorrevoli di intermediazione della spinta fra fluido e strato cedevole, griglie e lamine di irrigidimento e mascheratura, ecc.

Un altro problema dei tamponi isostatici è dovuto alla necessità di assicurare un sicuro vincolo dello stato cedevole sulla piastra di base rigida, pure permettendo il movimento dello strato cedevole che produce l’effetto isostatico.

Anche per cercare di risolvere tale problema sono state proposte nel tempo varie strutture, che comprendono ad esempio griglie metalliche sulle quali viene stampato lo strato cedevole e che poi sono variamente fissate in una apposita sede nella piastra di base.

Si è però trovato che spesso la necessità di un vincolo sicuro dello strato cedevole interferisce con l’efficacia delle soluzioni proposte per ridurre l’effetto di trasparenza e viceversa.

Per cercare di ovviare al problema si sono perciò via via proposte soluzione di una certa complessità e che elevano il costo di realizzazione e di manutenzione del tampone isostatico. Tali soluzioni riducono anche la flessibilità di impiego del tampone perché spesso sono intimamente legate alla forma dell’impronta da imprimere e non permettono di cambiare facilmente il disegno di tale impronta.

Inoltre, alcune soluzioni per potere funzionare richiedono relativamente elevate quantità di fluido (in genere olio) e ciò, fra l’altro, riduce la velocità di risposta del sistema di compensazione.

Scopo generale della presente invenzione è fornire un tampone isostatico che eviti vari problemi dei tamponi isostatici noti e che sia di complessità e costo relativamente ridotti e di robusta e flessibile struttura.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un tampone isostatico per la pressatura di prodotti quali piastrelle, comprendente una piastra di base su una faccia anteriore della quale è presente uno strato elasticamente cedevole con esternamente una impronta da riportare sul prodotto e con zone isostatiche che appoggiano sulla piastra di base per mezzo di camere intercollegate e contenenti fluido incomprimibile, caratterizzato dal fatto che la piastra di base comprende una pluralità di perni disposti su detta faccia anteriore e dotati di testa che individua superfici di vincolo di zone dello strato elasticamente cedevole alla piastra di base che sono distribuite fra le dette zone isostatiche.

Si è inoltre pensato di realizzare un metodo per la realizzazione di un tampone isostatico per la pressatura di prodotti quali piastrelle attraverso uno strato elasticamente cedevole che esternamente presenta una impronta da riportare sul prodotto, comprendente: il realizzare una piastra di base con una faccia anteriore dotata di una pluralità di perni con testa che individua almeno una superficie di vincolo per lo strato elasticamente cedevole; applicare su detta faccia anteriore lo strato elasticamente cedevole in modo che zone dello strato di materiale vengano vincolate alla piastra di base per mezzo delle dette superfici di vincolo; immettere un fluido incomprimibile nell’interfaccia fra faccia anteriore della piastra di base e strato di materiale elasticamente cedevole.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, realizzazioni esemplificative applicanti tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista schematica in pianta di una prima realizzazione di un tampone secondo l’invenzione;

-figura 2 rappresenta una vista sezionata e ingrandita presa lungo la linea II-II di figura 1;

-figura 3 rappresenta una vista sezionata e ingrandita presa lungo la linea III-III di figura 1;

-figura 4 rappresenta una vista simile a quella di figura 2 ma mostrante il tampone in una possibile condizione operativa;

-figura 5 rappresenta una vista simile a quella di figura 3 ma mostrante una possibile variante realizzativa del tampone secondo l’invenzione;

-figura 6 rappresenta una vista simile a quella di figura 2 ma mostrante una possibile ulteriore variante realizzativa del tampone secondo l’invenzione; -figura 7 rappresenta una vista simile a quella di figura 6 ma con il tampone in una possibile condizione operativa.

Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrato un tampone isostatico, indicato genericamente con 10, realizzato secondo i principi della presente invenzione e destinato ad essere inserito in una nota pressa per la pressatura di prodotti quali piastrelle o simili prodotti ceramici.

Come bene si vede anche nella sezione di figura 2, il tampone 10 comprende una piastra di base 11, preferibilmente realizzata in metallo (ad esempio acciaio) su una cui faccia anteriore 12 è presente uno strato 13 di materiale elasticamente cedevole (ad esempio, gomma vulcanizzata, resina o altro adatto materiale) con esternamente una impronta 14 (la cosiddetta “muratura”) da riportare sul prodotto pressato. Nell’esempio di realizzazione mostrato, l’impronta comprende scanalature 14a allineate in due direzioni ortogonali per formare una griglia.

Preferibilmente, la piastra di base ha la detta faccia anteriore 12 che è dotata di una cornice perimetrale 15 che circonda il bordo periferico dello strato di materiale elasticamente cedevole. In tale modo lo strato di materiale cedevole viene vantaggiosamente a trovarsi contenuto in una sede il cui fondo è la faccia anteriore 12. Tale bordo perimetrale avrà forma e dimensioni adatte a resistere alle sollecitazioni cui è sottoposto il tampone durante il suo impiego e potrà eventualmente prevedere una o più scanalature di varia forma , in grado di aumentare la coesione tra la piastra di base e la zona di bordo periferico dello strato cedevole.

La piastra di base 11 comprende sulla faccia anteriore una pluralità di perni 16 ciascuno con testa 17 che individua almeno una superficie 27 di vincolo per lo strato 13 (come bene si vede in figura 2).

Ad esempio, nella realizzazione mostrata in figura 2 i perni hanno una testa “a fungo” che si allarga a cono verso l’esterno. Tali teste possono avere comunque una diversa forma a fungo (svasata, cilindrica, bombata, ecc.) o essere anche individuate da scanalature o rientranze sulla parete laterale del perno per realizzare le superfici di vincolo (ad esempio con un sottosquadro). La superficie di vincolo può anche avere differenti inclinazioni rispetto alla faccia 12.

I perni possono essere di vari materiali di adatta resistenza meccanica (ad esempio, ferro, nylon, resina, ecc.). Il materiale e/o la lavorazione superficiale possono anche essere scelti in base al materiale dello strato cedevole per favorire l’aggrappaggio.

Preferibilmente, i perni hanno gambo che è accolto e bloccato in sedi o fori 18 ricavati nella piastra di base. Il vincolo può essere realizzato con vari sistemi noti. Ad esempio, tale vincolo può essere realizzato mediante avvitamento. In tale caso, i fori sono filettati nella piastra di base e i perni sono corrispondentemente filettati. In alternativa, possono essere anche impiegati noti sistemi ad incastro e/o ad espansione, quali ad esempio sistemi di rivettatura.

Per l’avvitamento, la testa del perno può avere noti mezzi (intagli, pareti sfaccettate, ecc.) di innesto per un apposito utensile, quale un cacciavite o una chiave.

Come perni possono anche essere vantaggiosamente impiegate viti commerciali di opportuna dimensione.

Nella realizzazione di figura 2, i perni sporgono con le teste dalla faccia anteriore della piastra di base e la superficie di vincolo 27 è sopra la faccia 12.

Fra le zone vincolate si hanno zone (qui chiamate anche “zone isostatiche”) che sono di interfaccia fra strato cedevole e piastra di base e che, come sarà chiaro nel seguito, formano in maniera diffusa le camere intercollegate che riceveranno il fluido incomprimibile per realizzare il sistema isostatico. Vantaggiosamente, i perni sono disposti sulla piastra di base sostanzialmente in corrispondenza di parti incavate dell’impronta sullo strato di materiale elasticamente cedevole. Tali parti incavate sono destinate in genere ad individuare zone di appoggio planare del prodotto stampato. In particolare, i perni possono essere vantaggiosamente disposti sulla piastra di base sostanzialmente allineati secondo una matrice di righe e colonne perpendicolari.

Ad esempio, nel caso di impronta con scanalature come in figura 1 (destinate a realizzare una griglia di nervature sul retro di una piastrella pressata), i perni possono vantaggiosamente essere disposti ciascuno in un incrocio delle scanalature.

Altre note tipologie di impronte possono ad esempio avere avvallamenti separati per ottenere “tacchetti” di appoggio distribuiti sul retro della piastrella. I perni saranno in tale caso vantaggiosamente in corrispondenza degli avvallamenti che realizzeranno i tacchetti.

Il tampone comprende vantaggiosamente almeno un condotto 19 nella piastra di base e che sfocia sulla faccia anteriore 12 per l’immissione del fluido incomprimibile (vantaggiosamente olio) fra faccia anteriore della piastra di base e strato in materiale elasticamente cedevole.

Come si comprende dalle figure 1 e 3, il condotto di immissione può comprendere almeno un attacco richiudibile 20 destinato ad essere connesso ad una sorgente del fluido con adatta pressione (ad esempio una apposita centralina idraulica) e almeno una opposta bocca 21 sulla faccia 12 della piastra di base. Vantaggiosamente, la o ciascuna bocca 21 è coperta da un elemento di chiusura temporanea 22 (ad esempio, un dischetto sottile in lamierino o simile) che evita l’ingresso nella bocca del materiale cedevole e protegge lo strato contro l’azione del bordo della bocca che durante l’uso potrebbe danneggiare lo strato stesso.

Come mostrato in figura 3, per una facile realizzazione del condotto di immissione possono essere previsti fori rettilinei 23 che attraversano la piastra in direzione perpendicolare alla faccia anteriore e che formano l’apertura di uscita e uno o più fori rettilinei trasversali 24 per connettere i fori 23 al rispettivo attacco 20, vantaggiosamente disposto su un bordo laterale della piastra. La parte dei fori 23 che si affaccia sulla parte posteriore della piastra di base può poi essere chiusa da opportuni tappi 25, ad esempio avvitati nella piastra. Se desiderato, è comunque possibile anche impiegare direttamente uno o più dei fori 23 per immettere il fluido, senza necessità di realizzare o impiegare il foro trasversale 24 e l’attacco 20.

In figura 4 è mostrato il tampone dopo il riempimento dell’interfaccia con il liquido incomprimibile. In tale figura sono ben visibili le zone “isostatiche” con il liquido, che si formano fra le zone trattenute dalle teste dei perni 16. E’ chiaro come le zone isostatiche formano assieme un unico strato isostatico di spessore localmente variabile a seconda della distribuzione di pressione alla quale verrà sottoposto lo strato cedevole durante l’uso.

Le corrispondenti zone dell’impronta saranno perciò più o meno rilevate, mentre le zone di impronta in corrispondenza dei perni rimarranno sostanzialmente ad altezza costante perché trattenute dai perni.

In figura 5 è mostrata una possibile realizzazione alternativa, nella quale lo strato di materiale elasticamente cedevole ingloba una lamina flessibile 26, posta sostanzialmente parallela alla faccia anteriore della piastra di base e vantaggiosamente estesa sostanzialmente su tutta l’ampiezza dello strato 13.

Tale lamina (che può essere vantaggiosamente anche forata ed è preferibilmente in materiale metallico) è stata trovata migliorare ulteriormente le caratteristiche del tampone secondo l’invenzione, permettendo ad esempio un maggiore controllo sulla distorsione dell’impronta.

In figura 6 è mostrata una possibile variante realizzativa del tampone secondo l’invenzione nella quale i perni 16 hanno le teste 17 che sono accolte con gioco laterale entro sedi 28 ricavate nella faccia anteriore della piastra di base.

Si ottiene così un piccolo spazio fra sede e testa (e, vantaggiosamente, fra sede e superficie 27 con sottosquadro) nel quale, durante la colata, si insinua il materiale dello strato cedevole.

Ad esempio, nel caso di teste 17 con pianta circolare, ciascuna sede 28 può avere imboccatura circolare che circonda a piccola distanza la testa 17. Inoltre, la sede può anche riprendere la conformazione laterale della testa e/o del sottosquadro.

Si può così ottenere una maggiore forza di aggrappaggio.

In figura 7 è mostrato il tampone di figura 6 dopo il riempimento dell’interfaccia con il liquido incomprimibile.

In tale figura sono ben visibili le zone “isostatiche” con il liquido e l’effetto di trattenimento sullo strato cedevole ottenuto grazie alla combinazione di teste dei perni e corrispondenti sedi.

Anche nella realizzazione con perni aventi le teste incassate nella piastra, i perni e le relative teste possono avere varie forme come già descritto precedentemente.

Nella realizzazione di un tampone secondo l’invenzione, una volta realizzata la piastra di base, prima di applicare lo strato elasticamente cedevole e immettere il fluido incomprimibile, si può vantaggiosamente applicare (almeno nelle zone che sono destinate a formare l’interfaccia dove viene immesso il fluido) uno strato di adatto e noto distaccante sulla faccia anteriore della piastra di base. In tale modo è facilitata la formazione delle camere e la prima immissione di fluido in tutta la zona isostatica. Il distaccante può essere applicato prima del montaggio dei perni, così da non ridurre l’efficacia di questi ultimi nel trattenere il materiale dello strato cedevole.

Dopo la deposizione del distaccante e il montaggio dei perni è anche possibile applicare un adatto collante su tutte le superfici (teste dei perni, faccia anteriore e cornice di contenimento) che entreranno in contatto con lo strato cedevole. Dove è stato applicato precedentemente il distaccante il collante non avrà effetto così da permettere di ottenere le intercapedini per il passaggio del fluido e nel contempo assicurare una perfetta tenuta e fissaggio dello strato cedevole nelle restanti zone.

Dopo la colata del materiale si può attenderne la solidificazione (ad esempio mediante vulcanizzazione) con una opportuna mascherina (non mostrata) che sagoma su di esso l’impronta superficiale.

Prima della deposizione dello strato cedevole è anche vantaggioso disporre gli elementi di chiusura temporanea 22 sulle aperture 21 di uscita del fluido. Tali elementi possono anche essere temporaneamente incollati per rimanere in posto durante le operazioni di deposizione dello strato cedevole. L’incollaggio deve essere tale da resistere alle forze prodotte dalla deposizione dello strato, ma nel contempo permettere il distacco dell’elemento stesso per l’ingresso del fluido. Per provocare il distacco può essere impiegata la stessa pressione di fluido immesso la prima volta nel condotto oppure può essere impiegato un adatto utensile (ad esempio una semplice punta) spinta attraverso i condotti 23 prima della loro chiusura con il relativo tappo 25.

Come elementi di chiusura temporanea, per evitare che il materiale dello strato penetri nelle aperture di uscita 21 dei condotti di fluido durante la colata del materiale, si possono anche impiegare tappi temporanei 25 di lunghezza adatta ad arrivare a filo di tali aperture e che, dopo la colata, possono essere sostituiti da tappi 25 di lunghezza minore per aprire i passaggi nel condotto 19 fra l’ingresso 20 e le uscite 21 oppure (se preferito) con attacchi che permettono l’immissione del fluido direttamente nei condotti 23.

Nel caso si voglia impiegare anche la lamina intermedia 26, lo strato di materiale elasticamente cedevole può essere prodotto applicando un primo semistrato sulla faccia anteriore 12, disponendo la lamina sul primo semistrato e applicando poi un secondo semistrato di completamento, sovrapposto alla lamina e al primo semistrato. In alternativa, se la lamina è adeguatamente forata, essa può anche essere fissata in posizione nella cavità sopra la faccia anteriore della piastra di base e poi il materiale dello strato cedevole può venire colato in modo che la inglobi.

In ogni caso, all’immissione del fluido (preferibilmente ad una pressione compresa fra 0.5 e 5 bar), in corrispondenza dell’interfaccia tra faccia 12 e affrontata faccia dello strato cedevole si creano le camere tutte collegate fra loro e che, riempite di fluido, sono in grado di sviluppare “l'effetto isostatico”, ovvero di compensare eventuali difetti nel caricamento della polvere da pressare.

Terminato il riempimento la sorgente può essere scollegata e i passaggi di immissione possono venire tappati.

A questo punto è chiaro come si siano ottenuti gli scopi prefissati. Un tampone isostatico secondo la presente invenzione ha una soddisfacente semplicità costruttiva (e quindi un basso costo di produzione) rispetto ai noti tamponi isostatici.

Si ha inoltre una drastica diminuzione dell’effetto “trasparenza”.

In particolare, una riduzione dell’effetto trasparenza è anche dovuta al fatto che non ci sono sensibili differenze tra le zone di strato cedevole dove è presente o dove non è presente il fluido.

Fra l’altro, con i tamponi secondo l’invenzione è necessaria una bassa quantità di fluido (con relativamente ridotta pressione) per ottenere l’effetto isostatico e ciò migliora la risposta del sistema e riduce le differenze locali sul prodotto pressato.

Grazie alla struttura di fissaggio sostanzialmente per punti (grazie all’impiego di perni distribuiti sulla superficie del tampone) si ha inoltre una elevata flessibilità nella realizzazione dei disegni dell’impronta e su uno stessa struttura di tampone possono essere applicati alternativamente strati cedevoli con differenti disegni della muratura. Ciò rende ancora più economico il tampone, potendolo riutilizzare per un differente disegno della muratura semplicemente rimuovendo il vecchio strato cedevole e applicandone uno nuovo con il differente disegno.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di realizzazioni applicanti i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato.

Ad esempio, il numero di perni e/o la loro distribuzione, potrà variare rispetto a quanto mostrato in base alle dimensioni del tampone stesso, al fine di garantire una corretta circolazione del fluido, e delle deformazione desiderate per lo strato cedevole, anche in base al disegno della o delle murature da imprimere sul prodotto.

I perni possono anche essere realizzati con differenti sistemi di fissaggio quali ad esempio tasselli ad espansione o ad incastro, rivetti, incollaggio, ecc. I perni possono anche avere più superfici di vincolo, anche sovrapposte, per aumentare la forza di aggrappamento dello strato.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Tampone isostatico (10) per la pressatura di prodotti quali piastrelle, comprendente una piastra di base (11) su una faccia anteriore (12) della quale è presente uno strato elasticamente cedevole (13) con esternamente una impronta (14) da riportare sul prodotto e con zone isostatiche che appoggiano sulla piastra di base (11) per mezzo di camere intercollegate e contenenti fluido incomprimibile, caratterizzato dal fatto che la piastra di base comprende una pluralità di perni (16) disposti su detta faccia anteriore (12) e dotati di testa (17) che individua superfici (27) di vincolo di zone dello strato elasticamente cedevole (13) alla piastra di base (11) che sono distribuite fra le dette zone isostatiche.
2. 2. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i perni (16) sono vincolati in sedi (18) ricavate in detta piastra di base.
3. 3. Tampone isostatico secondo rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il vincolo dei perni nelle sedi (18) è a vite o ad incastro.
4. 4. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i perni (16) sporgono con le teste (17) da detta faccia anteriore (12) della piastra di base.
5. 5. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i perni (16) hanno le teste (17) che sono accolte con gioco laterale in sedi (27) ricavate in detta faccia anteriore (12) della piastra di base.
6. 6. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lo stato elasticamente cedevole (13) ingloba una lamina (26) disposta sostanzialmente parallela alla detta faccia anteriore (12) della piastra di base.
7. 7. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un condotto (19) nella piastra di base che sfocia sulla detta faccia anteriore per l’immissione del fluido incomprimibile fra faccia anteriore (12) della piastra di base e strato elasticamente cedevole (13).
8. 8. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la piastra di base ha una cornice perimetrale (15) attorno alla faccia anteriore (12) e che circonda un bordo periferico del detto strato elasticamente cedevole (13).
9. 9. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i perni (16) sono disposti sulla piastra di base sostanzialmente in corrispondenza di parti incavate dell’impronta presente sullo strato elasticamente cedevole.
10. 10. Tampone isostatico secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i perni (16) sono disposti sulla piastra di base sostanzialmente allineati secondo una matrice di righe e colonne perpendicolari.
11. 11. Metodo per la realizzazione di un tampone isostatico per la pressatura di prodotti quali piastrelle attraverso uno strato elasticamente cedevole (13) che esternamente presenta una impronta (14) da riportare sul prodotto, comprendente: il realizzare una piastra di base (11) con una faccia anteriore (12) dotata di una pluralità di perni (16) con testa (17) che individua almeno una superficie di vincolo (27) per lo strato elasticamente cedevole; applicare su detta faccia anteriore lo strato elasticamente cedevole (13) in modo che zone dello strato vengano vincolate alla piastra di base per mezzo delle dette superfici di vincolo (27); immettere un fluido incomprimibile nell’interfaccia fra faccia anteriore (12) della piastra di base e strato elasticamente cedevole (13).
12. 12. Metodo secondo rivendicazione 11, comprendente, prima di applicare il detto strato, la fase di realizzare almeno un condotto (19) di immissione del fluido e dotato di apertura di uscita (21) sulla detta faccia anteriore della piastra di base, e di porre un elemento di chiusura temporanea (22) su tale uscita.
13. 13. Metodo secondo rivendicazione 11 nel quale, prima della applicazione dello strato elasticamente cedevole (13), si applica uno strato di distaccante sulla detta faccia anteriore almeno nelle zone destinate a formare l’interfaccia dove viene immesso il fluido.
14. 14. Metodo secondo rivendicazione 13 nel quale, fra l’applicazione del distaccante e l’applicazione dello strato di materiale cedevole (13) vengono montati i perni (16) sulla faccia anteriore (12) e applicato un collante.
15. 15. Metodo secondo rivendicazione 11 nel quale, per formare il detto strato elasticamente cedevole (13), si applicano un primo semistrato sulla detta faccia anteriore (12) e un secondo semistrato sovrapposto al primo, disponendo una lamina (26) fra primo e secondo semistrato.