ITVI20010038A1 - Utensile abrasivo soffice particolarmente per la finitura e la lucidatura di materiali lapidei - Google Patents

Description

La presente invenzione ha per oggetto un utensile abrasivo soffice, particolarmente per la finitura e lucidatura di materiali lapidei, quali ad esempio marmi, graniti, arenarie, ceramica ed altri materiali inerti, naturali e sintetici, di elevata durezza.

Più in particolare, l’utensile oggetto dell’invenzione è del tipo comprendente una porzione centrale di supporto destinata all'accoppiamento con un mandrino di una macchina utensile ed una porzione periferica di lavoro avente una pluralità di elementi lamellari abrasivi destinati a venire a contatto con il materiale da lavorare

L'utensile oggetto della presente invenzione si presta pertanto ad essere impiegato nella lavorazione di superfici e bordi di manufatti con profili piani o mistilinei e può essere vantaggiosamente applicato sia a macchine portatili sia a macchine automatiche o semiautomatiche a controllo numerico.

Stato della tecnica

E’ noto che le lastre in materiali lapidei più o meno pregiati sono sempre più diffusamente impiegate non solo nell’edilizia, per la realizzazione di elementi architettonici esterni ed interni, quali coperture di pareti o gradinate, ma anche come elementi di arredamento come piani o “top” per tavoli, cucine, bagni e nell'arredamento di locali pubblici.

Per ragioni estetiche e funzionali, si richiede spesso che tali manufatti abbiano superfici in vista lucidate, ottenute con operazioni di lucidatura mediante abrasivi con grana sempre più fine.

Le operazioni di lucidatura interessano anche i bordi dei manufatti che possono avere profili elaborati composti da una successione di linee rette e curve che risultano, talvolta, di non agevole finitura e lucidatura.

Sono noti utensili abrasivi per materiali lapidei costituiti da mole lucidanti magnesiache o resinoidi contenenti particelle di elementi ad elevata durezza come diamante o corindone, le quali sono applicate a macchine utensili manuali, semiautomatiche, od automatiche a controllo numerico ed operano ad elevata velocità tangenziale. Un esempio di tali noti utensili è illustrato nel brevetto USA n. 3.972.161.

Un inconveniente di tali noti utensili consiste nel fatto che essi sono soggetti ad una notevole usura che comporta frequenti ravvivatura del loro profilo di lavoro.

Un ulteriore inconveniente consiste nel rischio di surriscaldamenti e bruciature delia superficie in lavorazione per errori di posizionamento dell’utensile, specie nel caso di profili di lavorazione di notevole complessità.

Per tale ragione, questi utensili, specie nelle macchine automatiche o semi automatiche a controllo numerico, devono essere raffreddati con liquidi refrigeranti che hanno anche la funzione di asportare il materiale di strido che si presenta sotto forma di polveri.

La precisione di posizionamento di questi utensili non è critica nelle prime fasi dell’operazione di finitura effettuata con mole diamantate con granulometria fino a 600 con notevole capacità di asporto, ma lo diventa nelle fasi successive quando si usano mole abrasive lucidanti, generalmente contenenti corindone, con granulometria da 800 a 3000. In questo caso, un errore di posizionamento dell’utensile rispetto alla superficie in lavorazione comporta, oltre ad una precoce usura, un elevato rischio di danneggiamento della superfìcie stessa, che può comportare la ripetizione della lavorazione dall’inizio, con asportazione di materiale oppure con lo scarto definitivo del manufatto, con evidenti perdite di carattere economico e temporale.

Inoltre l’usura dell’attrezzo richiede una continua e costante regolazione della sua posizione relativa rispetto alla superfìcie di lavoro.

Sono noti utensili abrasivi costituiti da un nucleo centrale, ad esempio in materiale elastomerico relativamente duro, avente un profilo corrispondente alla bordatura da rifinire e lucidare, sul quale sono incollati elementi abrasivi formati da pezzi di tela diamantata.

Anche questo tipo di utensile richiede un’elevata precisione di posizionamento rispetto alla superficie da lavorare. Inoltre, a causa della cedevolezza elastica del nucleo centrale, un’eccessiva pressione dovuta ad un errore di posizionamento può provocare una deformazione del profilo della mola abrasiva che, in alcuni casi, può generare una superfìcie martellata ovvero una modifica della forma del profilo ottenuto. Infine, quando servono più utensili di profilo diverso per completare la lavorazione della superfìcie, si possono creare errori di raccordo con conseguente necessità di ripetere la lavorazione ed asportare una maggior quantità di materiale.

Sono noti utensili di lucidatura, del tipo decritto ed illustrato nel brevetto USA n. 5.871.399, che vengono normalmente utilizzati nel settore delle lavorazioni del legno, i quali comprendono una pluralità di elementi abrasivi laminari, ad esempio tele abrasive, fìssati sulla corona periferia di un supporto centrale, di tipo tubolare o fìangiato. Gli elementi abrasivi laminari di tali noti utensili sono estremamente flessibili e devono essere usati a secco su superfìci di materiali molto teneri, e pertanto non sono adatti all’uso per la lucidatura e finitura di materiali lapidei.

Presentazione dell’invenzione

Scopo principale del presente trovato è quello di eliminare o quanto meno ridurre gli inconvenienti sopra lamentati realizzando un utensile abrasivo soffice per la finitura e lucidatura di bordi di materiali lapidei che presenti caratteristiche di elevata affidabilità e durata, alte prestazioni ed un costo relativamente basso.

Uno scopo particolare è quello di realizzare un utensile abrasivo dei tipo sopra indicato, che consenta di lavorare efficacemente e senza rischio di danneggiamenti superfici e bordi anche di geometria notevolmente complessa.

Un ulteriore scopo è quello di mettere a punto un utensile abrasivo che consenta un agevole posizionamento rispetto alla superficie da lavorare sia con macchine a controllo numerico sia su macchine portatili manuali.

Ulteriore scopo è quello di realizzare un utensile adatto alla rifinitura e lucidatura di bordi di elementi in materiale lapideo con ridotto consumo di abrasivo e senza la necessità di frequenti ravvivature.

Questi scopi, nonché altri che appariranno meglio in seguito, sono raggiunti da un utensile abrasivo soffice, particolarmente per la finitura e lucidatura di materiali lapidei, quali marmo, granito, ceramica o similari, comprendente una porzione centrale di supporto destinata all'accoppiamento con un mandrino di una macchina utensile ed una porzione periferica di lavoro avente una pluralità di elementi lamellari abrasivi destinati a venire a contatto con il materiale da lavorare, caratterizzato dal fatto che detti elementi laminari abrasivi sono sostanzialmente radiali ed angolarmente sfalsati, nell’interspazio tra ogni elemento abrasivo e quello adiacente essendo posto un elemento di riempimento di materiale cedevole atto a contrastare la flessione di detti elementi laminari abrasivi durante la lavorazione.

Preferibilmente, ogni elemento di riempimento è costituito da uno o più fogli di materiale fibroso naturale e/o sintetico idrorepellente.

Vantaggiosamente, il materiale fibroso naturale o sintetico potrà essere è scelto tra le fibre di cotone, canapa, poliestere, nylon, triacetato, polipropilene, carbonio.

Eventualmente, il materiale fibroso naturale o sintetico potrà essere impregnato con una resina atta conferire agli elementi di riempimento una relativa rigidità, proporzionale alla durezza del materiale da lavorare.

Grazie a questa disposizione, gli elementi di riempimento contrasteranno gli elementi abrasivi consentendo una loro limitata flessione in prossimità dei bordi periferici esterni.

Ciò consentirà di controllare in modo accurato il posizionamento dell’utensile rispetto alla superficie da lavorare, riducendo la pressione localizzata, l’usura, le frequenti ravvivature ed i rischi di bruciature.

Inoltre, la stabilità l’utensile, accompagnata dalla sua cedevolezza, consentirà di utilizzare velocità di rotazione molto elevate e di realizzare profili di geometria notevolmente complessa, specie sulle macchine automatiche.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive di utensili abrasivi soffici, particolarmente per la finitura e lucidatura di materiali lapidei, illustrati a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno nelle quali:

la FIG. 1 rappresenta una vista generale prospettica di una prima forma di realizzazione dell'utensile secondo il trovato in fase di montaggio su un mandrino di macchina utensile;

la FIG.2 rappresenta una vista generale prospettica dell’utensile di Fig. 1 montato sul mandrino;

la FIG. 3 rappresenta una vista in pianta dell'utensile di Fig. 1 ;

la FIG. 4 rappresenta una vista in sezione dell’utensile di Fig. 3 presa secondo piani assiali di traccia A-B;

la FIG. 5 rappresenta una vista in sezione simile a quella di Fig. 4, di una ulteriore forma di realizzazione dell’utensile secondo il trovato;

le FIGG. 6a-6f rappresentano viste in sezione di alcune forme di realizzazione alternative dell’utensile di Fig. 1 ;

la FIG. 7 rappresenta una vista generale prospettica di una ulteriore forma di realizzazione dell'utensile secondo il trovato.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con particolare riferimento alle figure citate, è rappresentato un utensile abrasivo secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1 , il quale può essere montato sul mandrino M di una macchina utensile di tipo manuale, automatico o semi-automatico a controllo numerico, non illustrata nei disegni.

L'utensile 1 comprende essenzialmente una porzione centrale 2, per l'accoppiamento stabile con il mandrino M e da una porzione periferica 3 costituita da una pluralità di elementi abrasivi 4, destinati a venire a contatto con la superficie da levigare.

Secondo il trovato, gli elementi laminari abrasivi 4 sono sostanzialmente radiali ed angolarmente sfalsati, disposti lungo una stella di piani centrata sull’asse dell’utensile.

Preferibilmente, gli elementi abrasivi 4 potranno essere costituiti da strisce di tela idroreleppente 5, su un lato delle quali è depositato un materiale particolarmente duro 6 quale corindone o diamante. Ad esempio , il materiale duro 6 potrà essere costituito da granuli di diamanti sintetici di granulometria compresa tra 50 e 3000, ancorati o elettrodepositati sulla superficie delle strisce di tela 5. I granuli potranno essere di forma sostanzialmente sferica oppure a forma di spicchi o mezza luna. Si è dimostrato particolarmente vantaggiosa la tela diamantata venduta con il nome commerciale Moonflex ®.

Opportunamente, le distanze angolari a tra ogni elemento abrasivo e quello adiacente sono costanti e pari a 3607η, ove n è il numero degli elementi abrasivi 4.

Tra ogni elemento abrasivo e quello adiacente è posto un elemento di riempimento 7 di materiale cedevole, atto a contrastare la flessione degli elementi laminari abrasivi 4 durante la lavorazione.

Vantaggiosamente, ogni elemento di riempimento 7 è costituito da uno o più fogli o strisce di materiale fibroso naturale e/o sintetico, di forma sostanzialmente identica a quella degli elementi abrasivi 4. Opportunamente, tale materiale fibroso è intrinsecamente idrorepellente o è reso tale, ad esempio mediante teflonatura, in modo da non assorbite i liquidi refrigeranti che irrorano la zona di lavoro, evitando di alterare la geometria dell’utensile e di modificarne la funzionalità durante la lavorazione.

Il materiale fibroso, naturale o sintetico, che costituisce gli elementi di riempimento 7 è scelto tra le fibre di cotone, canapa, poliestere, nylon, triacetato, polipropilene, fibra di carbonio. Particolarmente vantaggioso è risultato un materiale fibroso con il nome commerciale Bear Tex ®.

Inoltre, il materiale fibroso naturale o sintetico che costituisce gli elementi di riempimento 7 potrà essere impregnato con una resina atta conferire agli stessi elementi 6 una rigidità relativamente elevata, proporzionale alla durezza del materiale da lavorare.

La porzione centrale 2 può essere costituita da un elemento tubolare di supporto in materiale sostanzialmente rigido o semirigido, ad esempio fibra o cartone, ovvero resina sintetica, di forma sostanzialmente cilindrica o tronco-conica per agevolare il fissaggio sul mandrino M.

Eventualmente, l’elemento tubolare 2 potrà essere provvisto di una flangia centrale, ad esempio di forma anulare, non illustrata nei disegni e sulla quale possono essere presenti perni o fori per il fissaggio alla macchina porta utensile.

Gli elementi abrasivi 4 e quelli di riempimento 7 sono incollati, con i loro bordi di estremità interni, alla superficie cilindrica esterna dell’elemento tubolare di supporto 2. In alternativa, in luogo di un elemento tubolare gli elementi 4 e 7 potranno essere reciprocamente ancorati mediante una resina che definisce anche la porzione centrale 2 dell’utensile.

Nelle forme di realizzazione illustrate nelle Fig. 1, 2, 4 e 7 il bordo periferico 8 degli elementi abrasivi 4 ed il bordo periferico 9 degli elementi di riempimento sono sostanzialmente rettilinei ed allineati.

In alternativa, per favorire l’impiego dell’utensile con macchine a controllo numerico, sia gli elementi abrasivi 4 che gli elementi di riempimento 7 potranno avere rispettivi bordo di estremità esterni 8, 9 opportunamente sagomati, con profilo di forma complementare a quello della superficie da lucidare, come mostrato a titolo esemplificativo e non limitativo nelle Fig. 5 e dalla 6a alla 6f.

Operativamente, affinché l'abrasivo possa esercitare la sua azione lucidante, deve essere posto a contatto della superficie da levigare con una pressione predeterminata legata alla durezza del materiale. Gli elementi di contrasto servono ad esercitare tale pressione in funzione della velocità di rotazione dell'utensile e della distanza dalla superficie in lavorazione.

La rigidità degli elementi di contrasto è perciò legata alla lavorazione che l'utensile deve effettuare. Essa potrà essere determinata dallo spessore dell'elemento di contrasto, dal tipo di materiale impiegato, dalla sua cedevolezza elastica, dal materiale impregnante e dalla combinazione di tali caratteristiche.

Poiché l'utensile secondo il presente trovato è relativamente soffice, gli errori di posizionamento rispetto alla superficie in lavorazione non determineranno grandi forze di pressione, riducendo il consumo ed il rischio di danneggiamenti dei prodotti in lavorazione.

Anche se l’utensile abrasivo soffice secondo il trovato è stato descritto con riferimento alle tavole di disegno, esso è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti neH’ambito di tutela definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Utensile abrasivo soffice, particolarmente per la finitura e lucidatura di materiali lapidei, quali marmo, granito, ceramica o similari, comprendente una porzione centrale di supporto (2) destinata all'accoppiamento con un mandrino di una macchina utensile ed una porzione periferica (3) di lavoro avente una pluralità di elementi laminari abrasivi (4) destinati a venire a contatto con il materiale da lavorare, caratterizzato dal fatto che detti elementi laminari abrasivi (4) sono sostanzialmente radiali ed angolarmente sfalsati, nell’interspazio tra ogni elemento abrasivo (4) e quello adiacente essendo posto un elemento di riempimento (7) di materiale cedevole atto a contrastare la flessione di detti elementi laminari abrasivi (4) durante la lavorazione.
2. 2. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ogni elemento di riempimento (7) è costituito da uno o più fogli di materiale fibroso reciprocamente sovrapposti.
3. 3. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti elementi abrasivi (4) e detti elementi di riempimento (7) hanno bordi periferici esterni (8, 9) di forma identica e sostanzialmente allineati.
4. 4. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto materiale fibroso è idrorepellente.
5. 5. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto materiale fibroso è naturale o sintetico ed è scelto tra le fibre di cotone, canapa, poliestere, nylon, triacetato, polipropilene, carbonio.
6. 6. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto materiale fibroso naturale o sintetico è impregnato con una resina atta conferire a detto elemento di riempimento una rigidità relativamente elevata, proporzionale alla durezza del materiale da lavorare.
7. 7. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti elementi laminari abrasivi (4) sono costituiti da tele (5) idroreleppenti, sulle quali sono ancorati o elettrodepositati granuli (6) di diamanti sintetici con granulometria compresa tra 50 e 3000.
8. 8. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta porzione centrale (2) di supporto è costituita da un elemento tubolare di materiale sostanzialmente rigido o semirigido.
9. 9. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti elementi abrasivi (4) e detti elementi di riempimento (7) sono incollati con la loro estremità interna alla superficie cilindrica esterna di detto elemento tubolare.
10. 10. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto elemento tubolare è provvisto di una flangia di collegamento centrale.
11. 11. Utensile abrasivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti elementi abrasivi (4) e detti elementi di riempimento (7) hanno bordi di estremità liberi (8, 9) opportunamente sagomati per sposare il profilo della superficie da finire o da lucidare.