ITPR20120068A1

ITPR20120068A1 - PROCEDURE FOR THE REALIZATION OF RACKS FOR AUTOMATISMS FOR GATES

Info

Publication number: ITPR20120068A1
Application number: IT000068A
Authority: IT
Inventors: Matteo Spaggiari; Alessandro Tisi
Original assignee: Domotime S R L; Ms Engineering Consulting S R L
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-04-18

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI PROCEDURE FOR THE REALIZATION OF

CREMAGLIERE DESTINATE AD AUTOMATISMI PER CANCELLI RACKS INTENDED FOR AUTOMATION FOR GATES

CAMPO DI APPLICAZIONE DELL'INVENZIONE FIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION

Il presente trovato si inserisce nel campo degli automatismi per cancelli automatici ma più in particolare si riferisce ad un procedimento per realizzare la cremagliera di movimentazione dell'anta scorrevole del cancello. Forma altresì oggetto del trovato la cremagliera realizzata con tale procedimento. The present invention is part of the field of automatisms for automatic gates but more particularly it refers to a method for making the rack for moving the sliding door of the gate. The rack made with this method also forms an object of the invention.

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

Una cremagliera è un ingranaggio lineare, piano o ad asta, utilizzato per convertire il moto rotatorio in moto lineare continuo; alla cremagliera è sempre associata una ruota dentata. A rack is a linear gear, flat or rod, used to convert rotary motion into continuous linear motion; a toothed wheel is always associated with the rack.

Una cremagliera è composta di una barra diritta metallica, con dei denti simili a quelli degli ingranaggi su una faccia: l'ingranaggio circolare ruotando fa presa sui denti della cremagliera, e la sposta (o sposta il gruppo di ingranaggi se questa è fissa). A rack is composed of a straight metal bar, with teeth similar to those of gears on one face: the circular gear, rotating, grips the teeth of the rack, and moves it (or moves the group of gears if this is fixed).

Attualmente le cremagliere per automatismi di cancelli vengono principalmente realizzate partendo da una barra metallica della lunghezza che viene dapprima tagliata alla misura desiderata, e successivamente lavorata tramite processo per asportazione di truciolo tramite frese sagomate a disco o " a dito". Currently the racks for gate automatisms are mainly made starting from a metal bar of the length which is first cut to the desired size, and subsequently machined by means of a chip removal process by means of disk or "finger" shaped cutters.

Tale processo comporta un consistente scarto di materiale, sia nella fase di taglio da barra (che normalmente si trova in commercio della lunghezza standard di 6 metri e difficilmente si avvicinerà ad un multiplo della lunghezza della cremagliera da produrre), sia nella fase di lavorazione per asportazione di truciolo, in cui il volume del materiale compreso tra i denti della cremagliera sarà scartato. This process involves a substantial waste of material, both in the bar cutting phase (which is normally found on the market with a standard length of 6 meters and is unlikely to approach a multiple of the length of the rack to be produced), and in the processing phase for chip removal, in which the volume of material between the teeth of the rack will be discarded.

ESPOSIZIONE E VANTAGGI DEL TROVATO EXPOSURE AND ADVANTAGES OF THE FOUND

Scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione della tecnica un metodo o procedimento per realizzare cremagliere per cancelli automatici che possa ridurre i costi di produzione e al contempo mantenere una buona resistenza allo scorrimento dell'ingranaggio della cancellata. The object of the present invention is to provide the art with a method or process for making racks for automatic gates which can reduce production costs and at the same time maintain good resistance to sliding of the gear of the gate.

Tale scopo è perseguito limitando il materiale scartato e/o asportato durante il processo di fabbricazione della cremagliera. Durante il processo descritto precedentemente come stato dell'arte, infatti, il materiale presente tra i denti della cremagliera viene asportato tramite lavorazione per asportazione di truciolo. This aim is pursued by limiting the material discarded and / or removed during the rack manufacturing process. In fact, during the process described above as a state of the art, the material present between the teeth of the rack is removed by machining by chip removal.

La quantità di materiale asportata varia a seconda del modulo dente della cremagliera e dello spessore della stessa, ed in alcuni casi può rappresentare una notevole percentuale di peso della cremagliera. The quantity of material removed varies according to the tooth module of the rack and its thickness, and in some cases it can represent a considerable percentage of the weight of the rack.

Trattandosi la cremagliera di un prodotto "povero", con bassa marginalità sul prezzo di vendita e, spesso, da una lunga catena di distribuzione, un processo produttivo che assicuri risparmio di materiale consistente garantisce un enorme vantaggio competitivo sul mercato. Being the rack of a "poor" product, with low margins on the selling price and, often, from a long distribution chain, a production process that ensures substantial material savings guarantees an enormous competitive advantage on the market.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal procedimento oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni. Said objects and advantages are all achieved by the method according to the present invention, which is characterized by the provisions of the appended claims.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno. This and other characteristics will become more evident from the following description of some embodiments illustrated, purely by way of non-limiting example in the accompanying drawing tables.

Figura 1: illustra una barra di acciaio dolce prima del procedimento oggetto del trovato, Figure 1: illustrates a mild steel bar before the process according to the invention,

Figura 2: illustra la barra con utensile di taglio laser o al plasma durante la fase di taglio atto a creare i denti delle due cremagliere che vengono così a formarsi dal medesimo taglio, Figure 2: illustrates the bar with laser or plasma cutting tool during the cutting phase to create the teeth of the two racks which are thus formed from the same cut,

Figura 3: illustra la cremagliera finita dopo la ulteriore fase di rifinitura dei denti. Figure 3: illustrates the finished rack after the further tooth finishing step.

DESCRIZIONE DEL TROVATO DESCRIPTION OF THE FOUND

Con particolare riferimento alla figura 1 si indica con 1 una barra di metallo e precisamente in acciaio dolce; l'impiego del procedimento su materiale quale un acciaio dolce evita che il taglio alteri la struttura dell'acciaio, vale a dire indurendolo superficialmente a causa del ciclo termico. Con il termine "acciaio dolce" si intende una lega Ferro/Carbonio con carbonio compreso tra lo 0,15% e lo 0,25%. With particular reference to Figure 1, 1 indicates a metal bar, more precisely in mild steel; the use of the process on material such as mild steel prevents the cut from altering the structure of the steel, ie hardening it on the surface due to the thermal cycle. The term "mild steel" refers to an Iron / Carbon alloy with carbon between 0.15% and 0.25%.

Il procedimento prevede almeno due fasi di lavoro e operative al fine di ottenere la cremagliera 5 finale. The process involves at least two working and operating phases in order to obtain the final rack 5.

Si prevede di partire da una barra 2 a sezione quadrangolare. In alternativa il metodo prevede di partire da un nastro avvolto così da effettuare un processo in continuo. It is planned to start from a bar 2 with a quadrangular section. Alternatively, the method provides for starting from a wound tape so as to carry out a continuous process.

La prima fase di lavorazione prevede di effettuare un taglio lungo una linea continua e avente un percorso di taglio conformato come i denti di una cremagliera; attraverso il medesimo percorso di taglio si ottengono in tal modo, dalla medesima barra o nastro, due spezzoni disgiunte di cremagliera. The first processing step involves making a cut along a continuous line and having a cutting path shaped like the teeth of a rack; in this way, through the same cutting path, two disjoint sections of rack are obtained from the same bar or belt.

Una prima possibile lavorazione di taglio attuata dal presente metodo è una lavorazione con taglio termico. A first possible cutting process implemented by this method is a thermal break process.

Una seconda possibile lavorazione di taglio attuata dal presente metodo è una lavorazione con taglio ad acqua. A second possible cutting process carried out by the present method is a water cutting process.

Infine, una terza possibile lavorazione di taglio attuata dal presente metodo è una lavorazione con taglio per tranciatura. Finally, a third possible cutting process carried out by the present method is a shearing process.

Specificamente, il taglio termico avviene mediante taglio laser o al plasma con utensile 3 disposto perpendicolarmente rispetto alla faccia 2 della barra 1. Ancora, detto taglio laser o plasma viene attuato ad alta energia (ove per alta energia si intende potenze maggiori di 3000W) per avere un bordo di taglio il più possibile retto rispetto alla superficie di taglio, per tutto lo spessore. In ogni caso, come si vedrà questo potrà non essere sufficiente. Specifically, the thermal cutting takes place by laser or plasma cutting with tool 3 arranged perpendicular to the face 2 of the bar 1. Furthermore, said laser or plasma cutting is carried out at high energy (where by high energy we mean powers greater than 3000W) for have a cutting edge as straight as possible with respect to the cutting surface, for the entire thickness. In any case, as we will see, this may not be enough.

Analogo ragionamento può essere trasferito al caso di taglio ad acqua o tranciatura, ovviamente con i relativi cambiamenti sulle energie in gioco. A similar reasoning can be transferred to the case of water jet cutting or blanking, obviously with the relative changes in the energies involved.

Con riferimento al taglio termico o ad acqua, durante la lavorazione viene creato uno spostamento continuo barra 1 / utensile 3 così da direzionare il flusso di taglio, secondo due componenti di cui la prima longitudinale, FI, mentre la seconda laterale, F2, ottenendo così un andamento all 'incirca pari al profilo P finale dei denti 4 della cremagliera 5 da ottenere. With reference to thermal or water cutting, during machining a continuous movement of the bar 1 / tool 3 is created so as to direct the cutting flow, according to two components, the first longitudinal, FI, while the second lateral, F2, thus obtaining a trend approximately equal to the final profile P of the teeth 4 of the rack 5 to be obtained.

Nel caso di processo continuo, la barra (o nastro) d'acciaio si muoverà lungo componente longitudinale, per cui l'utensile di taglio potrà avere solo il moto alternative lungo l'asse F2. Tale accorgimento potrà minimizzare significativamente i costi d'investimento per il processo di taglio, non richiedendo macchine da taglio motorizzate su due o più assi o con tavole di grandi dimensioni. In the case of a continuous process, the steel bar (or strip) will move along the longitudinal component, so the cutting tool can only have the alternative motion along the F2 axis. This expedient can significantly minimize the investment costs for the cutting process, not requiring motorized cutting machines on two or more axes or with large tables.

In pratica l'utensile genera un flusso di taglio (laser o plasma o acqua ) che, espandendosi secondo un specifico angolo 6, si suddivide in parti sostanzialmente eguali sulle due porzioni di barra 2 che vengono a crearsi; due cremagliere 5 verranno a crearsi dal medesimo taglio laser o plasma o acqua. In practice, the tool generates a cutting flow (laser or plasma or water) which, expanding according to a specific angle 6, is divided into substantially equal parts on the two portions of the bar 2 that are created; two racks 5 will be created by the same laser or plasma or water cutting.

In altre parole da un solo taglio si generano due pezzi sfalsati nel senso di avanzamento FI di un mezzo passo del dente della cremagliera. In other words, from a single cut two pieces are generated which are offset in the direction of advancement F1 by a half step of the tooth of the rack.

Entrambi i due pezzi/cremagliere così ottenute, avranno la medesima supericie di taglio ed il medesimo angolo di taglio e le cavità dell'una corrispondenti ai denti della cremagliera abbinata, al fine di minimizzare lo scarto di materiale. Both the two pieces / racks thus obtained will have the same cutting surface and the same cutting angle and the cavities of the one corresponding to the teeth of the combined rack, in order to minimize material waste.

La creazione di due cremagliere tramite una singola superficie di taglio potrà essere ottenuta in modo analogo tramite il processo di tranciatura. The creation of two racks by means of a single cutting surface can be obtained in a similar way through the blanking process.

La norma UNI EN ISO 9013:2005 riguarda il taglio termico, la classificazione dei tagli termici e la specificazione geometrica del prodotto e tolleranze relative alla qualità. La presente norma è la versione ufficiale in lingua italiana della norma europea EN ISO 9013 e si applica ai materiali idonei ad essere tagliati con fiamma ossigas, plasma e laser. The UNI EN ISO 9013: 2005 standard concerns thermal break, the classification of thermal cuts and the geometric specification of the product and tolerances relating to quality. This standard is the official Italian version of the European standard EN ISO 9013 and applies to materials suitable for cutting with oxy-gas flame, plasma and laser.

La norma include le specificazioni geometriche del prodotto ottenibile e le tolleranze relative alla qualità per tagli alla fiamma, per tagli al plasma e per tagli laser. The standard includes the geometric specifications of the obtainable product and the tolerances relating to the quality for flame cuts, plasma cuts and laser cuts.

E' ovvio che la precisione e l'accuratezza dimensionale di un taglio è importante in quanto contribuisce a garantire tolleranze corrette e precisioni di forma che potrebbero eliminare le operazioni di lavorazione secondaria a valle della linea o fase di lavorazione principale. It goes without saying that the precision and dimensional accuracy of a cut is important as it helps ensure correct tolerances and shape accuracies that could eliminate secondary machining operations downstream of the main line or machining step.

Tuttavia la precisione che il taglio termico dà non basta per ottenere la tolleranza necessaria e la forma adatta del dente 4 della cremagliera: infatti, la superficie di taglio che si crea a seguito delazione dell'utensile 2 non reca una perfetta componente perpendicolare alla superficie 2, per citare l'esempio di figura, bensì l'angolo 6 che si apre dall'utensile va a creare una componente non ortogonale della spalla del dente (si veda nell'esempio il profilo 2B). However, the precision that thermal cutting gives is not enough to obtain the necessary tolerance and the suitable shape of the tooth 4 of the rack: in fact, the cutting surface created by the action of the tool 2 does not have a perfect component perpendicular to the surface 2 , to cite the example in the figure, but the angle 6 that opens from the tool creates a non-orthogonal component of the tooth shoulder (see profile 2B in the example).

In aggiunta, la rugosità è un altro parametro critico e il taglio con utensile 2 non garantisce la migliore rugosità per l'uso sulle cancellate. In addition, roughness is another critical parameter and cutting with tool 2 does not guarantee the best roughness for use on gates.

A tal riguardo, il procedimento in oggetto prevede una seconda fase di lavoro sul dente così ottenuto dal taglio ed in particolare le due cremagliere 5 che vengono create sono lavorate con trattamento di finitura tramite stampaggio, rullatura, ( anche in processo continuo) e/o un'eventuale ulteriore lavorazione per asportazione meccanica ( es fresatura o rettifica). In this regard, the process in question provides for a second phase of work on the tooth thus obtained from the cut and in particular the two racks 5 that are created are worked with finishing treatment by molding, rolling, (also in a continuous process) and / or any further machining by mechanical removal (eg milling or grinding).

Claims

RI V E N D I C AZ I O N I 1. Process for making a rack (5) intended for gate automation, starting from a bar (1) or belt and forming a plurality of teeth (4) on it, characterized by the fact that the bar is to be machined (1) or the tape according to at least the following steps: a. A first stage of processing with cutting along a continuous line and carrying a cutting path so as to obtain two racks that share the same cutting path (6), from the same bar or belt, having the cavities of one corresponding to the teeth of the rack combined, in order to minimize material waste. b. A second finishing treatment through molding and / or rolling also in a continuous process, and / or possible further processing by mechanical removal such as milling or grinding, c. finishing of both racks obtained; the process is applied to mild steel bars (1) or strips.

2. Process according to claim 1 characterized in that said cutting step is a thermal cutting step

3. Process according to claim 1 characterized in that said cutting step is a water cutting step.

4. Process according to claim 1 characterized in that said cutting step is a shearing step.

5. Process according to at least one of claims 2, 3, 4 characterized in that said cutting step is performed by means of a laser and / or plasma tool (3) and / or blanking tool.

Method according to claim 1 and according to at least one of claims 2, 3, 4 characterized in that during the machining a continuous movement of the bar (1) and / or tool (3) is created so as to direct the cutting flow, according to two components, the first longitudinal, FI, while the second lateral, F2, thus obtaining a course approximately equal to the final profile P of the teeth (4) of the rack (5) to be obtained; in the case of a continuous process, the steel bar (or strip) will move along the longitudinal component, so that the cutting tool can only have the alternative motion along the F2 axis.

7. Process according to claim 1 characterized in that said second finishing step alternatively or in combination, on the rack: to. a processing by plastic deformation or pressing of the tooth profile b. a machining by mechanical removal, c. a grinding or grinding process.

8. A rack (1) intended for gate automatisms made according to the method described in one or more of the preceding claims.

9. A gate with opening and closing automatism, comprising at least one rack (1) made according to the method described in one or more of the preceding claims.