ITVA20120013A1

ITVA20120013A1 - Macchina di stampaggio di una mola abrasiva e relativo metodo perfezionato di stampaggio.

Info

Publication number: ITVA20120013A1
Application number: IT000013A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Maternini
Original assignee: Davide Maternini S P A
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2013-11-29
Also published as: IT1411639B1

Description

MACCHINA DI STAMPAGGIO DI UNA MOLA ABRASIVA E RELATIVO METODO PERFEZIONATO DI STAMPAGGIO

DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione riguarda una macchina perfezionata di stampaggio di mole abrasive ed il relativo metodo di stampaggio; in particolare, riguarda un metodo di stampaggio di mole abrasive rinforzate con reti strutturali.

Tecnica antecedente

Come noto, le mole abrasive sono dischi abrasivi da montare in rotazione su apposte macchine utensili, quali troncatrici, sbavatrici ed altro.

Le mole abrasive sono costituite da un agglomerato omogeneo di granuli di materiale abrasivo (tipicamente corindone, ma anche silice, smeriglio, diamante, carburo di silicio ed altri) inglobati in una matrice di materiale cementante. Quest'ultimo puÃ² essere costituito da un impasto a base ceramica oppure a resinosa. Nella presente trattazione ci si occuperÃ principalmente di mole ottenute con quest'ultimo tipo di impasto, a base resinosa.

Le mole a base resinosa (tipicamente resine fenoliche), in vista della modesta resistenza e durezza, sono normalmente rinforzate con reti strutturali annegate nel corpo della mola. CiÃ² viene conseguito incorporando una rete di rinforzo piana nello spessore della mola, quando l'agglomerato Ã ̈ ancora allo stato fluido o pastoso. PoichÃ ̈ l'impasto Ã ̈ normalmente a base di resine fenoliche, le reti di rinforzo sono costituite da filati (roving) di fibra di vetro, tessuti e trattati con resine fenolformaldeide (resine fenoliche).

Per la fabbricazione di queste mole, si fa ricorso a macchine di stampaggio apposite. Tali macchine sono sostanzialmente presse, sui cui sono disposte una o piÃ¹ impronte circolari, in cui viene versato e pressato l'impasto costitutivo delle mole. La maturazione (quindi indurimento) dell'impasto puÃ² avvenire nello stesso stampo oppure in apparecchiatura a parte, dove viene favorita la reticolazione della resina. Macchine esemplificative di questo tipo sono descritte in EP1473117 e WO2011/110947, a nome della stessa Richiedente, che qui si considerano ricompresi come riferimento.

L'agglomerato costituente la mola abrasiva viene preparato e miscelato omogeneamente in appositi mescolatori, mantenendolo ad uno stato fluido/pastoso. Prima di versare l'impasto di agglomerato abrasivo, nell'impronta dello stampo viene adagiata la rete di rinforzo, tagliata con un perimetro circolare sostanzialmente equivalente a quello dell'impronta.

Una volta terminata la fase di riempimento dello stampo, vengono introdotti eventuali accessori aggiuntivi (quali flange, etichette, ..) e poi il disco di impasto pressato viene tipicamente trasferito in una diversa stazione/macchina dove viene eventualmente sottoposto a trattamenti termici per determinare la polimerizzazione della resina e quindi il consolidamento della rete nell'agglomerato e l'indurimento finale del prodotto.

Nella fase di deposizione delle reti nello stampo, possono tuttavia nascere degli inconvenienti. Infatti, poichÃ ̈ queste reti di rinforzo non sono del tutto flosce, ma presentano una rigidezza propria, non aderiscono naturalmente al fondo dello stampo. Anzi, le reti spesso mantengono una ondulazione propria (la cui entitÃ dipende anche dallo spessore, dalla dimensione di maglia, dal metodo di immagazzinamento, dalla qualitÃ di produzione, e cosÃ¬ via) che comporta un sollevamento parziale, di alcune porzioni di rete, dal fondo dello stampo (si veda fig. 2, in cui l'ondulazione Ã ̈ stata esagerata per render comprensibile il fenomeno).

La mancata planaritÃ e, soprattutto, la non perfetta adesione della rete al fondo dello stampo, implica una serie di inconvenienti. Difatti, quando si versa l'impasto di agglomerato, la rete non viene del tutto schiacciata sul fondo (specie se il volume di agglomerato Ã ̈ basso, come nelle mole di piccolo spessore) e tende a penetrare in modo differenziato nello spessore della mola, ciÃ² che produce delle irregolaritÃ strutturali (si veda fig. 2). Inoltre, ciÃ² che Ã ̈ peggio, possono formarsi delle piccole sacche d'aria, tra le rete e il fondo dello stampo, che non vengono riempite dall'impasto di agglomerato (specie quando la dimensione di maglia Ã ̈ piccola).

Queste irregolaritÃ di struttura e di riempimento dello stampo influenzano negativamente la qualitÃ della mola. In particolare si manifestano degli sbilanciamenti nella massa della mola che, durante la rotazione sulla macchina utensile, provocano vibrazioni e rotture inattese. Il posizionamento irregolare della rete determina anche un consumo irregolare della mola o il distacco di schegge che possono risultare pericolose per l'utente.

Nei casi piÃ¹ gravi, specie con mole molto sottili, le ondulazioni della rete portano una sua porzione a fuoriuscire dalla profonditÃ dello stampo. PoichÃ ̈ l'impasto di agglomerato viene tipicamente versato nello stampo con un sistema a cassetto, che lavora a sfioramento, esiste quindi l'elevato rischio che la rete venga intercettata dagli organi meccanici e trascinata fuori dello stampo: questa eventualitÃ Ã ̈ molto pericolosa, perchÃ ̈ una mola priva di rete di rinforzo sarebbe molto fragile e soggetta a rotture improvvise.

E' dunque importante assicurare una buona planaritÃ della rete ed una sua adesione al fondo dello stampo.

Descrizione sommaria dell'invenzione

Scopo della presente invenzione Ã ̈ dunque quello di fornire una soluzione ai problemi sopra evidenziati, offrendo un metodo ed una macchina di stampaggio per mole abrasive che permetta di migliorare la qualitÃ di inserimento delle reti strutturali.

Un tale scopo viene conseguito attraverso le caratteristiche descritte in termini essenziali nelle allegate rivendicazioni.

Breve descrizione dei disegni

Maggiori caratteristiche e vantaggi dellâ€™invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati in cui:

fig. 1 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva di uno stampo per mola su cui si sta deponendo una rete di rinforzo;

fig. 2 Ã ̈ una vista schematica di una fase del metodo secondo l'invenzione, in cui lo stampo transita sotto ad una barra di generazione di carica;

fig. 3 Ã ̈ una vista schematica di una fase del metodo secondo l'invenzione, in cui avviene il versamento dell'impasto di agglomerato;

fig. 4 Ã ̈ una vista schematica che mostra lo stampo al termine dell'operazione di versamento; e

fig. 5 Ã ̈ una vista analoga alla fig. 2 con una barra di generazione di carica secondo una forma d'esecuzione alternativa.

Descrizione dettagliata di preferite forme d'esecuzione

Una macchina di stampaggio di mole abrasive comprende, in modo di per sÃ ̈ noto, almeno un semi stampo inferiore o impronta 1 ed un dispositivo a tramoggia 2 per versare un agglomerato resinoso pastoso A (destinato a formare il corpo della mola) in tale impronta 1.

L'impronta comporta un fondello 1a che determina la superficie piana inferiore della sede di stampo. Preferibilmente il fondello 1a Ã ̈ montato mobile nello stampo, in senso verticale, cosÃ¬ da poter variare la profonditÃ dell'impronta e quindi lo spessore ed il volume della mola.

L'intero stampo Ã ̈ tipicamente di materiale metallico, eventualmente in parte rivestito con materiale plastico o a base di gomma.

Sono inoltre previsti mezzi di deposizione (non illustrati) per adagiare una rete di rinforzo R all'interno della sede di stampo dell'impronta 1.

Secondo l'invenzione, sono inoltre previsti mezzi di caricamento o erogazione di carica elettrica, adatti a caricare elettrostaticamente la rete di rinforzo R secondo una polaritÃ desiderata. La rete R con la carica elettrostatica, per attrazione elettrostatica tende ad aderire perfettamente alla superficie del fondello 1a, almeno sinchÃ ̈ non si Ã ̈ del tutto scaricata (il che richiede qualche secondo nei casi peggiori). CiÃ² assicura il temporaneo mantenimento di una perfetta planaritÃ della rete di rinforzo R sulla superficie del fondello 1a, almeno per il tempo necessario a completare il versamento dell'agglomerato abrasivo.

I mezzi di erogazione di carica possono essere in forma di una barra ionizzante o radiante 3, in grado di emettere un fascio elettronico. Una barra ionizzante puÃ² essere coadiuvata da una soffiante, che genera un flusso di aria o di altro fluido che trasporta efficacemente la carica ionizzante sulla rete di rinforzo R.

Preferibilmente la barra radiante3, tipicamente in forma di una barra rettilinea con una serie di punte equidistanti (fig. 2), Ã ̈ fatta funzionare a tensione costante, con valore negativo, nell'ordine di 20-30 kV.

PiÃ¹ in dettaglio, il funzionamento avviene nel seguente modo. La barra ionizzante, grazie ad una centralina elettronica dedicata, viene caricata con un potenziale negativo di circa 25kV (valore regolabile secondo la necessitÃ ) producendo â€œanioniâ€ (ioni negativi). Tali anioni vengono generati prelevando elettroni dal potenziale di terra e trasferendoli alle molecole dellâ€™aria adiacenti alla barra: per favorire tale trasferimento, come indicato sopra, la barra ionizzante possiede una serie di punte che fungono da concentratori di carica, che attirano gli elettroni e li cedono alle molecole dellâ€™aria circostante; gli anioni cosÃ¬ formati sulle molecole d'aria possiedono una carica di segno uguale al potenziale della barra (segno negativo). PoichÃ ̈ la barra e gli anioni possiedono una carica di segno uguale, si determina una forza di repulsione che allontana le molecole dâ€™aria dalla barra (forza di Coulomb). Dalla barra caricata si genera quindi un flusso di anioni di aria -eventualmente coadiuvato da una soffiante, come indicato sopra - che va a colpire le superfici circostanti. Quando gli anioni colpiscono superfici conduttive messe a terra (per esempio parti metalliche della macchina), gli elettroni aggiunti alle molecole dâ€™aria si disperdono rapidamente, riportando le molecole d'aria allo stato di carica neutra. Quando il flusso di anioni invece colpisce superfici poco conduttrici - come la rete di rinforzo a base di fibra di vetro e resina - gli elettroni aggiunti alle molecole dâ€™aria vengono trasferiti alla superficie interessata dal fascio e lÃ¬ vi rimangono (per un tempo di permanenza proporzionale allâ€™isolamento del materiale verso terra): la carica cosÃ¬ aggiunta alla rete di rinforzo crea una forza di attrazione (forza di Coulomb) tra il materiale delle rete â€œcaricatoâ€ e le superfici adiacenti. La rete, in particolare, viene attratta ed aderisce allo stampo.

Secondo una prima forma d'esecuzione, la barra radiante Ã ̈ montata al di sopra dello stampo 1, a breve distanza dal percorso di transito delle rete (fig. 2), per esempio ad una distanza di 10 mm a 15 mm.

In fig. 2 Ã ̈ illustrato schematicamente uno stampo 1 in cui Ã ̈ stata deposta una rete di rinforzo R, esageratamente ondulata per migliore comprensione. Lo stampo transita al di sotto della barra radiante 3, la quale provoca l'adesione della rete R al fondello dello stampo 1. Successivamente (parte di sinistra della figura) lo stampo viene riempito con l'impasto di agglomerato A.

PiÃ¹ stampi possono essere allineati nella direzione lungo cui si estende la barra radiante 3.

Tipicamente la barra radiante 3 Ã ̈ fissa e gli stampi si spostano al di sotto di essa passando da una stazione di lavoro alla successiva.

Nel caso in cui lo stampo 1 faccia parte di una pluralitÃ di stampi disposti su una tavola rotante (non illustrata), la barra radiante puÃ² essere montata in posizione fissa ed allineata in modo radiale rispetto alla tavola rotante: in tal modo, progressivamente tutti gli stampi vengono portati in prossimitÃ della barra radiante affinchÃ ̈ possa esercitare il suo intervento sulla rispettiva rete di rinforzo.

In questo caso, la rete di rinforzo R viene dapprima posata nell'impronta dello stampo e poi caricata con gli ioni man mano che passa al di sotto della barra ionizzante. Successivamente, nel breve tempo (dell'ordine di 3-6 sec) in cui la rete rimane carica ed aderente al fondello 1a, viene erogato l'impasto di agglomerato nell'impronta (fig. 3), fintato che si ottiene il desiderato riempimento dell'impronta dello stampo 1 (fig. 4).

Secondo una forma d'esecuzione alternativa (non illustrata), la barra radiante Ã ̈ montata solidale in traslazione con un cassetto di erogazione, che viene utilizzato per versare l'agglomerato pastoso nello stampo. PerchÃ ̈ il processo possa avvenire efficientemente, la barra radiante deve interessare la rete di rinforzo prima che avvenga il versamento dell'impasto. A tal fine, la barra radiante Ã ̈ preferibilmente montata in posizione avanzata rispetto al bordo di versamento del cassetto di erogazione: in questo modo, all'avanzamento del dispositivo di erogazione, al di sopra dello stampo sopraggiunge inizialmente la barra radiante e successivamente il bordo di versamento da cui fuoriesce l'impasto di agglomerato. Secondo questa forma d'esecuzione, la rete R viene deposta inizialmente sul fondello 1a dello stampo e successivamente viene caricata dalla barra radiante, man mano che avanza insieme al cassetto di erogazione dell'impasto. Man mano che il cassetto di erogazione avanza, la rete viene fatta aderire perfettamente al fondello 1a e l'impasto di agglomerato viene versato immediatamente dopo in successione.

Secondo una forma d'esecuzione alternativa illustrata in fig. 5, il dispositivo di erogazione di carica 3' non Ã ̈ una barra rettilinea, ma bensÃ¬ ha una forma sostanzialmente circolare di dimensioni analoghe a quelle della rete di rinforzo R. CiÃ² consente di erogare la carica in modo piÃ¹ preciso e limitato alla zona della rete di rinforzo R, evitando di andare a disperdere ioni carichi su porzioni inadatte della macchina (per esempio zone affilate o appuntite che tendono ad accumulare carica e poi a determinare archi elettrici). Con questa forma d'esecuzione Ã ̈ perÃ² opportuno che la tavola rotante, se prevista, abbia una fase di arresto nello stato in cui la rete Ã ̈ al di sotto del dispositivo di erogazione di carica.

Secondo ancora un'altra forma d'esecuzione preferita, lo stampo Ã ̈ installato su un blocco di supporto o tavola rotante della macchina che Ã ̈ isolato rispetto a terra. In questo modo, almeno il fondello 1a dello stampo Ã ̈ isolato da terra e si riduce notevolmente la naturale tendenza alla dispersione della carica accumulata sulla rete di rinforzo R. L'effetto di adesione della rete al fondello dello stampo permane cosÃ¬ piÃ¹ a lungo, a vantaggio dei tempi di erogazione dell'impasto e della qualitÃ finale del prodotto.

In tal caso, per ragioni di sicurezza degli operatori, sono previsti mezzi di scarica azionabili, che mettono lo stampo a terra subito a valle della fase di versamento dell'impasto.

Come ben si comprende, grazie a questa innovativa configurazione della macchina di stampaggio, comprensiva di mezzi ionizzanti o di caricamento elettrostatico, si possono perfettamente conseguire gli scopi esposti nelle premesse.

In particolare, Ã ̈ possibile ottenere una perfetta planaritÃ ed adesione della rete di rinforzo al fondello dello stampo, ciÃ² che risulta in una eccellente qualitÃ finale della mola abrasiva. L'utilizzo di una barra ionizzante, non interferisce con la procedura di erogazione dell'impasto ed influisce in modo modesto sui costi della macchina. Ne consegue che Ã ̈ possibile anche concepire un apposito kit, comprendente la barra ionizzante ed il suo sistema di regolazione e controllo, da applicare a macchine di stampaggio giÃ esistenti.

S'intende comunque che l'invenzione non Ã ̈ limitata alle particolari configurazioni illustrate sopra, che costituiscono solo degli esempi non limitativi della portata dell'invenzione, ma che numerose varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione stessa.

Ad esempio, in tutta l'esposizione si Ã ̈ fatto riferimento ad un fondello piano e quindi ad una rete di rinforzo piana. CiÃ² che tuttavia Ã ̈ maggiormente importante, Ã ̈ che vi sia adesione ed un eccellente parallelismo tra la superficie del fondello e la giacitura della rete di rinforzo. Pertanto, non si esclude che il fondello possa avere anche una superficie lievemente bombata o conica, in ogni caso non piana: in tal caso, il metodo offerto dall'invenzione consentirebbe comunque di avere una perfetta adesione della rete di rinforzo al fondello (ossia, non una planaritÃ , ma un ottimo parallelismo tra rete e superficie del fondello).

Ancora, benchÃ ̈ si sia fatto riferimento ad una rete di fibra di vetro, non si esclude che la macchina possa trovare applicazione anche con reti di rinforzo di altri materiali sintetici, per esempio formate con fibre artificiali diverse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina di stampaggio per mole abrasive a base resinosa, comprendente almeno uno stampo inferiore (1), provvisto di un fondello (1a) che definisce la superficie di fondo dello stampo, un dispositivo di versamento (2) per versare un agglomerato abrasivo resinoso (A) in detto stampo (1), e mezzi di deposizione per adagiare una rete di rinforzo a matrice resinosa (R) sul fondello (1a) di detto stampo (1), caratterizzata da ciÃ² che comprende inoltre mezzi di erogazione di cariche adatti a conferire temporaneamente una carica elettrica a detta rete di rinforzo (R) cosÃ¬ da farla attrarre ed aderire (forza di Coulomb) alla superficie di detto fondello (1a) a seguito della deposizione in detto stampo (1).
2. Macchina di stampaggio per mole abrasive a base resinosa, come in 1, in cui detti mezzi di erogazione di cariche sono in forma di una barra ionizzante (3, 3'), caricata a tensione costante nell'ordine di 20-30 kV.
3. Macchina come in 2, in cui detta tensione Ã ̈ in corrente continua con valore negativo.
4. Macchina come in 2 o 3, in cui detta barra ionizzante (3, 3') Ã ̈ montata fissa in prossimitÃ di detto stampo (1).
5. Macchina come in 4, in cui detto stampo inferiore (1) appartiene ad una pluralitÃ di stampi disposti su una tavola rotante e detta barra ionizzante (3) Ã ̈ montata in posizione radiale rispetto a detta tavola rotante.
6. Macchina come in 2 o 3, in cui detto dispositivo di versamento (2) Ã ̈ montato scorrevole al di sopra di detto stampo (1) e detta barra ionizzante Ã ̈ montata solidale in movimento con detto dispositivo di versamento (2)
7. Macchina come in 6, in cui detta barra ionizzante Ã ̈ montata in posizione avanzata rispetto al bordo di versamento di detto dispositivo di versamento (2).
8. Macchina di stampaggio per mole abrasive a base resinosa, come in una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, in cui detta barra ionizzante (3') Ã ̈ in forma circolare ed Ã ̈ atta a stazionare al di sopra di detta rete di rinforzo (R) quando Ã ̈ adagiata in detto stampo (1).
9. Macchina di stampaggio per mole abrasive a base resinosa, come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto stampo Ã ̈, almeno provvisoriamente, isolato da terra.
10. Accessorio da applicare ad una macchina di stampaggio per mole abrasive a base resinosa, detta macchina comprendendo almeno uno stampo inferiore (1), provvisto di un fondello (1a) che definisce la superficie di fondo dello stampo, un dispositivo di versamento (2) per versare un agglomerato abrasivo resinoso (A) in detto stampo (1), e mezzi di deposizione per adagiare una rete di rinforzo a matrice resinosa (R) sul fondello (1a) di detto stampo (1), caratterizzato da ciÃ² che detto accessorio Ã ̈ costituito almeno da mezzi di erogazione di carica adatti a generare un flusso di ioni e conferire temporaneamente una carica elettrica a detta rete di rinforzo (R) cosÃ¬ da farla attrarre ed aderire (forza di Coulomb) alla superficie di detto fondello (1a) a seguito della deposizione in detto stampo (1).
11. Metodo di stampaggio di mole abrasive a base resinosa, comprendente almeno le fasi di predisporre uno stampo inferiore (1), provvisto di un fondello (1a) che definisce la superficie di fondo dello stampo, adagiare una rete di rinforzo (R) a matrice resinosa su detto fondello (1a) dello stampo (1), versare un agglomerato abrasivo resinoso (A) in detto stampo (1), caratterizzato da ciÃ² che prima di detta fase di versamento dell'agglomerato abrasivo resinoso (A), detta rete di rinforzo (R) viene caricata mediante mezzi di erogazione di carica, cosÃ¬ da farla aderire alla superficie di detto fondello (1a) a seguito della deposizione in detto stampo (1).
12. Metodo di stampaggio come in 11, in cui detti mezzi di erogazione di carica sono atti a generare un flusso ionico mediante trasferimento elettronico a molecole d'aria.