ITMO20000080A1

ITMO20000080A1 - Metodo e dispositivo per muovere materiale sciolto

Info

Publication number: ITMO20000080A1
Application number: IT2000MO000080A
Authority: IT
Inventors: Carlo Antonio Camorani
Original assignee: Carlo Antonio Camorani; Algeri Maris
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-21
Also published as: IT1314623B1; ITMO20000080A0

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo:

"METODO E DISPOSITIVO PER MUOVERE MATERIALE SCIOLTO", a

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un metodo e al relativo dispositivo per muovere materiali in polvere o allo stato di sospensione, in particolare per realizzare decorazioni su una superficie secondo disegno a matrice di punti direttamente controllato da computer.

Sono noti sistemi di stampa "ink jet" i quali sono costituiti da raggruppamenti allineati di piccoli ugelli eiettori che proiettano sulla superficie da stampare piccolissime gocce di inchiostro. Esistono diversi sistemi realizzativi di tali testine "ink jet" basati su principi diversi quali ad esempio: elettromeccanici, a vibrazione piezoelettrica, sistemi termici dove l'inchiostro è iniettato per la espansione dovuta alla formazione di bolle, ed altri ancora.

Tali sistemi trovano un grosso limite di applicazione nel fatto che possono trattare solo inchiostri allo stato liquido o allo stato di sospensione estremamente fine e fluida, poiché l'uso di materiali solidi in sospensione provoca notevoli problemi di usura e di intasamenti.

Nel brevetto di invenzione italiano N° 1.294.915 è descritta un'apparecchiatura per la distribuzione di quantità dosate di materiali in forma granulare e/o polverulenta. Essa comprende una tramoggia sul fondo della quale sono allineati una pluralità di aperture che normalmente sono chiuse ciascuna da una relativa lamella elastica. Tutte le lamelle sono singolarmente comandate elettromagneticamente da computer per aprire le aperture e fare defluire a gravità la polvere contenuta nella tramoggia.

Con un tale sistema non è tuttavia possibile ottenere una buona definizione di immagine poiché le aperture non possono essere troppo piccole altrimenti è impedito l'efflusso della polvere, inoltre possono essere utilizzate solo polveri molto scorrevoli e di una dimensione compatibile con la dimensione delle aperture. Anche quando si utilizzi una polvere fine con aperture piccole per ottenere una definizione più alta non sarà poi possibile un’alta velocità di lavoro poiché l'efflusso della polvere sarà alquanto ridotto.

Nel brevetto di invenzione italiano N° 1.262.691 è previsto utilizzare una matrice a nastro dotata di piccole cavità le quali sono riempite di materiale decoratore che viene poi proiettato sulla superficie da decorare. Questo sistema non permette tuttavia di modificare la forma del disegno se non cambiando la matrice stessa.

Sono numerosi i settori dell'industria in cui vi è l'esigenza di poter decorare, stampare o comunque apporre materiali solidi in polvere o in pasta con controllo computerizzato della disposizione del materiale stesso. Uno dei settori dove tale esigenza è particolarmente sentita è l'industria delle piastrelle ceramiche.

L'invenzione ha lo scopo di risolvere i problemi dello stato della tecnica, riuscire cioè a disporre su una superficie materiale in forma di polvere o di sospensione anche densa, secondo disegno di buona definizione controllato direttamente da computer, senza problemi di intasamenti e/o usure, senza utilizzo di matrici precostruite o di decalcomanie e pertanto con la possibilità di modificare in tempo reale il disegno.

In un primo aspetto dell'invenzione è previsto un metodo per applicare materiale, in forma di polveri e/o granuli, ad una superficie, caratterizzato da ciò, che comprende le seguenti fasi:

- associare detto materiale ad una pluralità di elementi disposti a schiera;

- agire attivamente e selettivamente con detti elementi in modo da trasferire il detto materiale a detta superficie.

In un secondo aspetto dell'invenzione' è previsto un metodo per applicare materiale ad una superficie, caratterizzato da ciò, che comprende le seguenti fasi:

- abbinare detto materiale ad un mezzo di trasferimento;

- muovere detto materiale su detto mezzo di trasferimento verso detta superficie;

- agire selettivamente ed attivamente con una pluralità di elementi in modo da trasferire detto materiale da detto mezzo di trasferimento a detta superficie. In un terzo aspetto della presente invenzione è previsto un dispositivo per applicare materiale, in forma di polveri e/o granuli, ad una superficie, caratterizzato da ciò, che comprende:

- una pluralità di elementi disposti a schiera ai quali è associato il detto materiale;

- mezzi computerizzati atti ad azionare selettivamente i detti elementi per trasferire attivamente detto materiale da detti elementi a detta superficie. In un quarto aspetto della presente invenzione è previsto un dispositivo per apporre materiale ad una superficie, caratterizzato da ciò, che comprende: - un mezzo di trasferimento al quale è associato detto materiale da apporre; - una pluralità di elementi atti ad agire selettivamente su detto materiale in modo da trasferirlo da detto mezzo di trasferimento a detta superficie, detti elementi essendo controllati puntualmente da mezzi computerizzati.

L'invenzione sarà meglio compresa ed attuata con l'aiuto delle tavole di disegno allegate nelle quali:

Figura 1 è una vista laterale schematica di un dispositivo per la decorazione secondo l'invenzione per l'impiego con materiali decoratori granulari o in polvere;

Figura 2 è una vista prospettica interrotta di un particolare di Figura 1;

Figura 3 è una vista laterale schematica di un particolare di Figura 1 evidenziarne il funzionamento;

Figura 4 è una vista laterale schematica di un dispositivo per la decorazione secondo l'invenzione in una diversa versione con mezzo di trasferimento a nastro;

Figura 5 è una vista prospettica interrotta di un particolare di Figura 4;

Figura 6 e Figura 7 sono sezioni di un particolare di Figura 4 evidenzianti due varianti;

Figura 8 è una vista come quella delle Figure 6 e 7, in una ulteriore variante. Con riferimento alle Figure 1 e 2, il dispositivo 1 comprende ima tramoggia 2 al'intero della quale è contenuto un materiale decoratore in polvere 3.

Il fondo della tramoggia è delimitato da una piastra 4a che definisce unitamente ad un'altra barra piatta 5 una fessura laterale 6 attraverso la quale il materiale decoratore 3 può defluire.

La superficie superiore 4 della piastra 4a è sostanzialmente piana e termina, nella parte verso la fessura laterale 6, con una pluralità di elementi 7 in grado di vibrare a comando.

Detti elementi 7 sono formati da una serie di corpi in materiale piezoelettrico 8 saldati fra un elettrodo di base 9 ed una serie elettrodi superiori 10. Detti elettrodi 9, 10 sono collegati a mezzi di comando controllati da computer C e memoria M e pertanto ciascun elemento 7 è in grado di vibrare in modo indipendente in una direzione A ortogonale al piano 4 della piastra 4a.

In assenza di vibrazione la polvere 3 si trova disposta secondo un assetto D che nella parte terminale forma un angolo B rispetto alla linea orizzontale, corrispondente all'angolo limite di scorrimento della polvere 3 in condizioni statiche, e pertanto essa non può defluire. (L'angolo limite di scorrimento statico B incrocia la superficie 4 nel punto Z). Quando invece l'elemento 7 è posto in vibrazione l'angolo di scorrimento diminuisce fino al valore E e la polvere 3 defluisce immediatamente; viceversa, al termine della vibrazione la polvere assume di nuovo l'assetto D ed il flusso si interrompe.

Ciò avviene solo in corrispondenza di ogni singolo elemento 7 attivato, e pertanto è possibile, variando opportunamente la sequenza, l'intensità ed eventualmente anche la frequenza di vibrazione dei singoli elementi 7, ottenere una erogazione controllata di polvere 3 tale da formare un desiderato disegno sulla superficie 12 sottostante.

L'efflusso della polvere 3 è determinato sia dal cambio dell'angolo limite di scorrimento (da B a E) sia dal fatto che la polvere 3 sulla superficie di contatto 4, quando la vibrazione è attiva, vi appoggia senza sostanziale attrito e pertanto è agevole ottenere un buon flusso di polvere anche con minima energia applicata. La posizione e l'angolazione della piastra 4a e della barra piatta 5 saranno opportunamente regolabili per adeguare il funzionamento ai diversi tipi di polvere ed alle diverse esigenze.

Il dispositivo risulta estremamente semplice, efficace e preciso: ad esempio gli elementi 7 possono essere di una dimensione in larghezza anche molto ridotta per avere una maggiore definizione nei disegni ottenibili, ciò però non pregiudica la libertà di efflusso della polvere 3 che non si trova costretta a passare attraverso piccoli orifizi.

La portata del flusso di polvere 3 è inoltre facilmente controllabile variando opportunamente l'ampiezza e la frequenza di vibrazione.

I migliori risultati sono comunque ottenibili con l'utilizzo di polveri 3 microgranulate ad alta scorrevolezza.

La semplicità e la silenziosità del dispositivo è anche determinata dal fatto che praticamente non esistono parti in movimento essendo gli unici elementi mobili i vibratori 7 che, peraltro, per la loro dimensione e per il minimo spostamento oscillatorio di vibrazione entro il campo elastico dei materiali, possono considerarsi sostanzialmente statici.

Le energie necessarie per ottenere lo scorrimento della polvere 3 sono molto ridotte e pertanto la piastra 4a può essere costituita da una unica scheda con integrati gli elementi 7, i circuiti elettrici stampati W ed i convertitori digitale/analogico .

La frequenza di vibrazione può essere la più disparata e potrà estendersi dal campo sonico a quello ultrasonico secondo le esigenze.

In Figura 4 è illustrata una diversa versione del dispositivo secondo l'invenzione. II mezzo di trasferimento in questo caso è a forma di nastro 13 ed è mobile intorno a rulli 14. Detto nastro 13 è formato da una trama reticolare 15 (Figura 8) che è riempita di materiale decoratore 16 nel passaggio in una stazione di alimentazione 17 costituita in questo caso da mezzi a racla 18.

Nella parte bassa, in prossimità della superficie 12 da decorare, il nastro 13 è in contatto con una schiera di elementi vibranti 19 i quali quando attivati provocano la proiezione del materiale decoratore 16 verso la superficie da decorare 12, come visibile in Figura 8. Questa versione del dispositivo è in grado di funzionare anche con materiali decoratori 16 non scorrevoli o anche adesivi, come ad esempio potrebbero essere materiali decoratori pastosi costituiti da polveri impastate con mezzi liquidi. In Figura 6 è mostrato un diverso tipo di nastro 13 la cui superficie, nella faccia opposta a quella esposta all'elemento vibrante 19, è dotata di una pluralità di piccole cavità 20 atte ad essere riempite del materiale decoratore 16 nella stazione di alimentazione 17, e ad essere svuotate per mezzo degli elementi vibranti 19.

Nella versione di Figura 7, uno strato 22 di materiale decoratore 16 rimane aderente al nastro di trasferimento 13 per mezzo di una depressione -P agente attraverso una opportuna permeabilità presente nel nastro 13 e viene poi selettivamente trasferito alla superficie 12 per azione degli elementi vibranti 19. Il materiale decoratore 16 che non è espulso dall'elemento vibrante 19, rimane attaccato al nastro 13 e nel passaggio in prossimità della stazione di alimentazione 17 è integrato da altro materiale 16.

Il nastro di trasferimento 13 non dovrà essere necessariamente dotato di velocità sincronizzata con la superficie 12 ma esso potrà avere velocità più alta o più bassa per apportare più o meno materiale decoratore 16 alla superficie 12.

La schiera di elementi vibratori 19 potrà essere allineata trasversalmente alla direzione di avanzamento della superficie 12, in tal caso la schiera di elementi 19 sarà posizionata fissa e coprirà tutta la larghezza della superficie 12. La schiera di elementi vibratori 19 potrà essere peraltro allineata in senso contrario, essere cioè parallela alla direzione di avanzamento della superficie 12, in questo caso sarà pertanto dotata di movimento trasversale in scansione per coprire tutta la larghezza della superficie 12.

L'interspazio esistente fra gli elementi vibratori 7, 19 potrà vantaggiosamente essere riempito di opportuno materiale elastomerico per impedirne l'invadenza da parte della polvere. A tale scopo può anche essere prevista solo una pellicola di rivestimento superficiale la quale potrebbe anche svolgere altre funzioni, quali ad esempio: antiusura, antiattrito, antiaderenza.

Al trovato potranno essere apportate numerose modifiche di natura praticoapplicativa dei dettagli costruttivi senza che peraltro si esca dall'ambito di protezione dell'idea inventiva come sotto rivendicata.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per applicare materiale (3, 16), in forma di polveri e/o granuli, ad una superficie (12), caratterizzato da ciò, che comprende le seguenti fasi: - associare detto materiale (3, 16) ad ima pluralità di elementi (7, 19) disposti a schiera; - agire attivamente e selettivamente con detti elementi (7, 19) in modo da trasferire il detto materiale (3, 16) a detta superficie (12).
2. Metodo per applicare materiale (3, 16) ad una superficie (12), caratterizzato da ciò, che comprende le seguenti fasi: - abbinare detto materiale (3, 16) ad un mezzo di trasferimento ( 4, 13); - muovere detto materiale (3, 16) su detto mezzo di trasferimento (4, 13) verso detta superficie (12); - agire selettivamente ed attivamente con una pluralità di elementi (7, 19) in modo da trasferire detto materiale (3, 16) da detto mezzo di trasferimento (4, 13) a detta superficie (12).
3. Metodo secondo la rivendicazione 2, nel quale detto trasferire ha luogo senza contatto fra detto mezzo di trasferimento (4, 13) e detta superficie (12).
4. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, nel quale detto agire comprende muovere in vibrazione con controllo computerizzato i detti elementi (7, 19).
5. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, nel quale detto agire comprende muovere in vibrazione con mezzi piezoelettrici (8) i detti elementi (7, 19).
6. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, nel quale detto trasferire ha luogo senza interferenza fra i detti elementi (7, 19) e la detta superficie (12).
7. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, nel quale detto associare significa disporre il detto materiale (3, 16) sopra detti elementi (7, 19).
8. Metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 6, nel quale detto associare significa disporre il detto materiale (3, 16) sotto detti elementi (7, 19).
9. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, nel quale detto associare comprende impedire la fuoriuscita di detto materiale (3) da una apertura (6) per mezzo di detti elementi (7) posti distanziati sotto la detta apertura (6), i quali elementi (6) sono estesi orizzontalmente in modo da interferire con il piano corrispondente all'angolo limite di scorrimento statico (B) formato da detto materiale (3) in uscita da detta apertura (6).
10. Metodo secondo la rivendicazione precedente, il quale comprende applicare un moto vibratorio a detti elementi (7) e provocare la fuoriuscita del detto materiale (3) da detta apertura (6).
11. Metodo secondo le rivendicazioni da 4 a 10, nel quale il movimento vibratorio di detti elementi (7, 19) è modulato in intensità.
12. Metodo secondo le rivendicazioni da 4 a 11, nel quale il movimento vibratorio di detti elementi (7, 19) è modulato in frequenza.
13. Metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 8 e 11 o 12, nel quale detto associare comprende abbinare detto materiale (3, 16) ad un mezzo di trasferimento (4, 13) e portare detto materiale (3, 16) su detto mezzo di trasferimento (4, 13) in prossimità di detti elementi (7, 19).
14. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, nel quale detto materiale (3, 16) è un materiale decoratore.
15. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, il quale è applicato per ottenere decorazioni sulla detta superficie (12).
16. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, il quale è applicato alla lavorazione di piastrelle ceramiche (12).
17. Dispositivo per applicare materiale (3, 16), in forma di polveri e/o granuli, ad una superficie (12), caratterizzato da ciò, che comprende: - una pluralità di elementi (7, 19) disposti a schiera ai quali è associato il detto materiale (3, 16); - mezzi computerizzati (C, M) atti ad azionare selettivamente i detti elementi (7, 19) per trasferire attivamente detto materiale (3, 16) da detti elementi (7, 19) a detta superficie (12).
18. Dispositivo per apporre materiale (3, 16) ad una superficie (12), caratterizzato da ciò, che comprende: - un mezzo di trasferimento (4, 13) al quale è associato detto materiale (3, 16) da apporre; - una pluralità di elementi (7, 19) atti ad agire selettivamente su detto materiale (3, 16) in modo da trasferirlo da detto mezzo di trasferimento (4, 13) a detta superficie (12), detti elementi (7, 19) essendo controllati puntualmente da mezzi computerizzati (C, M).
19. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, nel quale detti elementi (7, 19) sono atti a trasferire detto materiale (3, 16) da detto mezzo di trasferimento (4, 13) a detta superficie (12), senza contatto fra detto mezzo di trasferimento (4, 13) e detta superficie (12).
20. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 19, nel quale detti elementi (7, 19) sono elementi vibratori (7, 19).
21. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 20, nel quale detti elementi (7, 19) sono elementi vibratori piezoelettrici (7, 19).
22. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 21, nel quale detti elementi (7, 19) sono integrati in una scheda unitamente ai circuiti di collegamento (W) ed ai mezzi di conversione di segnale da digitale ad analogico.
23. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 22, nel quale detti elementi (7, 19) durante il funzionamento non sono interferenti con la detta superficie (12).
24. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 23, nel quale detti elementi (7) sono disposti sotto al detto materiale (3) associato.
25. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 23, nel quale detti elementi (19) sono disposti sopra al detto materiale (16) associato.
26. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 24, il quale comprende un mezzo contenitore (2) destinato a contenere il detto materiale (3), dotato di una apertura (6) per l'efflusso del detto materiale (3), detta apertura (6) essendo inferiormente definita da detti elementi (7).
27. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, nel quale i detti elementi (7) si estendono in proiezione verticale oltre alla linea di incrocio (Z) fra il piano formato dall'angolo limite di scorrimento statico (B) del detto materiale (3) e la superficie superiore (4) dei detti elementi (7).
28. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 27, nel quale l'interspazio esistente fra i detti singoli elementi (7, 19) è sigillato con un mezzo elastico.
29. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, nel quale detto mezzo elastico è disposto solo esternamente a detto interspazio e si estende su tutta la superficie dei detti elementi (7).
30. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 18 a 25, nel quale detto mezzo di trasferimento ( 4, 13) è a forma di nastro (13).
31. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, nel quale detto nastro (13) è a forma di anello chiuso e mobile su rulli (14).
32. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 18 a 31, nel quale detto mezzo di trasferimento (13) è dotato di aperture passanti nello spessore.
33. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 18 a 31, nel quale detto mezzo di trasferimento (13) è dotato di cavità (20) non passanti nello spessore.
34. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 18 a 33, nel quale detto mezzo di trasferimento (13) è permeabile ai gas.
35. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, nel quale detto mezzo di trasferimento (13) è cooperante con mezzi depressori (-P).
36. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 18 a 35, nel quale detto mezzo di trasferimento (4, 13) è cooperante con mezzi alimentatori (2, 17, 18) di detto materiale (3, 16).
37. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 36, il quale è utilizzato per la decorazione di detta superficie (12).
38. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 17 a 37, il quale è utilizzato per la lavorazione di piastrelle ceramiche (12).