ITVI980091A1 - Metodo per agglomerare a freddo polveri da sinterizzare e stampo atto a realizzare detto metodo - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo:”METODO PER AGGLOMERARE A FREDDO POLVERI DA SINTERIZZARE E STAMPO ATTO A REALIZZARE DETTO METODO”.

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne un metodo per agglomerare a freddo polveri da sinterizzare ed uno stampo atto a realizzare tale metodo.

In particolare il metodo e lo stampo dell'invenzione riguardano l’agglomerazione di polveri abrasive sul bordo di un’anima metallica di forma discoidale in preparazione alla sinterizzazione.

E' noto che il procedimento di sinterizzazione consiste nel comprimere a freddo entro stampi di forma prestabilita miscele di polveri metalliche e non metalliche molto fini, queste ultime, eventualmente, contenenti anche diamante in polvere, le quali vengono successivamente compresse all'interno di forni portati ad alta temperatura.

Propriamente e’ l’operazione di compressione ad alta temperatura che prende il nome di sinterizzazione e che si effettua a valori di temperatura che in genere corrispondono ai 2/3 del punto di fusione del materiale piu' refrattario presente nelle polveri, mentre l’operazione di compressione a freddo delle polveri all’interno degli stampi viene denominata fase di agglomerazione.

Tramite la sinterizzazione si producono componenti meccanici di vario tipo che vengono utilizzati per vari impieghi ed in differenti settori industriali.

In particolare la sinterizzazione viene impiegata per la costruzione di dischi abrasivi che si ottengono sinterizzando sul bordo periferico di un’anima metallica a forma di disco circolare una miscela di polveri metalliche e non metalliche, queste ultime contenenti, eventualmente, anche polvere di diamante.

Secondo le note tecniche di fabbricazione, le fasi di lavorazione prevedono che l’anima metallica venga innanzitutto disposta in uno stampo e che le polveri da sinterizzare vengono distribuite circonferenzialmente sul bordo perimetrale dell’anima, contenute in una camera anulare dello stampo opportunamente predisposta.

Le polveri, dopo essere state uniformemente distribuite, vengono agglomerate a freddo disponendo lo stampo sotto l’azione di una pressa dove un apposito pressoio, anch’esso opportunamente sagomato, le comprime facendole aderire all'anima.

Lo stampo completo di pressoio viene quindi introdotto in forno e portato alla temperatura di sinterizzazione dove rimane per un tempo prestabilito.

Viene quindi estratto e posto sotto l’azione di una pressa in modo che il bordo anulare, oramai stabilmente aderente all’anima, subisca un'ulteriore pressatura a caldo prima di essere raffreddato.

A raffreddamento avvenuto lo stampo viene aperto e l’anima metallica provvista del bordo anulare sinterizzato ad essa stabilmente ancorato, viene estratta.

Si e’ cosi' ottenuto il disco abrasivo.

Il metodo di produzione teste’ descritto presenta pero' alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente e’ costituito dal fatto che esso prevede numerose manipolazioni delle anime e degli stampi, con conseguente notevole impiego di manodopera e tempi di esecuzione piuttosto lunghi.

Un ulteriore inconveniente e’ costituito dal fatto che il costruttore deve disporre di un elevato numero di stampi poiché' uno stesso stampo contiene un'unica anima per tutto il ciclo di sinterizzazione a partire dalla distribuzione e agglomerazione delle polveri fino all'estrazione del manufatto sinterizzato.

La presente invenzione intende superare gli inconvenienti detti.

In particolare e’ uno degli scopi dell'invenzione di realizzare un metodo per l’agglomerazione a freddo di polveri da sinterizzare che consenta di ridurre le manipolazioni dei pezzi e degli stampi necessari.

E‘ un altro scopo che il metodo dell'invenzione consenta di utilizzare un unico stampo per realizzare l’agglomerazione delle polveri su piu’ anime.

E’ non ultimo scopo che il metodo dell’invenzione preveda per effettuare l'agglomerazione delle polveri, l'impiego di un unico stampo che rimane in posizione fissa e che opera unicamente a freddo.

Gli scopi detti sono raggiunti con la realizzazione di un metodo per agglomerare a freddo miscele di polveri metalliche e non metalliche sul bordo perimetrale esterno di un’anima di supporto, detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti operazioni:

- disporre detta anima di supporto all'interno di uno stampo secondo un piano compreso tra primi mezzi premianima e secondi mezzi premianima contrapposti tra loro;

- bloccare detta anima tra detti mezzi premianima;

- dosare detta miscela di polveri sul bordo periferico esterno di detta anima;

- agglomerare dette polveri tra di loro ed a detto bordo periferico per compressione mediante mezzi pressapolvere; - estrarre detta anima da detto stampo.

L'estrazione dell'anima comprende le seguenti operazioni: - spostare detti mezzi premianima e detti mezzi pressapolvere unitamente a detta anima tra essi compresa rispetto al piano di disposizione dell’anima stessa;

- allontanare detti mezzi pressapolvere da dette polveri conglomerate;

- allontanare almeno uno di detti mezzi premianima da detta anima;

- togliere detta anima da detto stampo.

Secondo una preferita forma esecutiva lo stampo e’ realizzato in modo da accogliere anime in lamiera metallica a forma di disco circolare.

Vantaggiosamente il metodo dell’invenzione e lo stampo che lo realizza consentono una maggiore produttività’ rispetto ai metodi ed agli stampi di tipo noto.

Ancora vantaggiosamente l’impiego di un unico stampo per realizzare l'agglomerazione delle polveri sui bordi di tutte le anime che vengono successivamente sinterizzate, consente, oltre a ridurre il numero di attrezzature, anche di ottenere la ripetizione della qualità' per tutti i dischi abrasivi che vengono prodotti.

Altrettanto vantaggiosamente il metodo dell’invenzione ed il relativo stampo che lo realizza potranno ovviamente essere impiegati per ottenere l'agglomerazione di polveri sui bordi di qualsiasi anima, quale che sia la forma che questa presenta.

Gli scopi ed i vantaggi detti verranno meglio evidenziati durante la descrizione di una preferita forma di esecuzione dell'invenzione che fa riferimento alle allegate tavole di disegno ove:

- le figure da 1 a 6 rappresentano lo stampo dell’invenzione che realizza il metodo dell’invenzione, rappresentato in sezione longitudinale ed in differenti fasi di lavoro.

Con riferimento alle figure citate il metodo dell’invenzione si realizza tramite uno stampo, anch'esso oggetto dell’invenzione e complessivamente indicato con 1 che, come si osserva nelle figure allegate, comprende una piastra superiore 2 ed una piastra inferiore 2' tra loro distanziate e contrapposte, accoppiabili agli elementi reciprocamente mobili di una pressa, non rappresentata in figura per semplicità’ di descrizione, unite tramite mezzi di guida, complessivamente indicati con 3, atti a mantenerle tra loro parallele durante lo spostamento reciproco. Tali mezzi di guida 3 sono costituiti da almeno una colonna 4 fissata alla piastra inferiore 2’, scorrevolmente accoppiata in un manicotto 5 fissato alla piastra superiore 2.

Alla piastra superiore 2 e’ anche fissato un corpo superiore 6 che supporta primi mezzi premianima costituiti da un premianima superiore 7 ed analogamente alla piastra inferiore 2’ e’ fissato un corpo inferiore 6’ che supporta secondi mezzi premianima costituiti da un premianima inferiore 7’.

Tra il premianima inferiore 7’ ed il premianima superiore 7 viene compresa l’anima A sul cui bordo periferico B viene agglomerata polvere abrasiva P secondo quanto verrà’ esposto piu’ avanti nel corso della descrizione.

Tra il corpo superiore 6 ed il premilamiera superiore 7 e’ interposto un corpo intermedio superiore 8 alloggiato nel corpo superiore 6 e fissato al premilamiera superiore 7. Uno stantuffo 9 realizzato nel corpo intermedio superiore 8 si inserisce in una camera superiore 10 realizzata nel corpo superiore 6 all'interno della quale esso può’ scorrere secondo la direzione dell’asse longitudinale X dello stampo essendo il corpo intermedio superiore 8 guidato da perni 11. Molle elicoidali 12 cooperanti con relativi guidamolla 13 rendono elastico il movimento dello stantuffo 9 e del relativo premilamiera 7.

Tra il corpo inferiore 6’ ed il premianima inferiore 7’ e’ interposto un corpo intermedio inferiore 8’ che definisce con il premianima inferiore 7’ una prima camera inferiore 7” e con il corpo inferiore 6’ una seconda camera inferiore 6". II premilamiera inferiore 7’ scorre assialmente rispetto al corpo inferiore 6’ essendo mantenuto in guida da uno o piu’ perni 14 disposti passanti nel corpo intermedio inferiore 8’ e fissati ad un’estremità' alla piastra inferiore 2'. Molle elicoidali 15 accoppiate a rispettivi guidamolla 16, rendono elastico il movimento del premilamiera 7’ rispetto al corpo intermedio inferiore 8' e di entrambi rispetto al corpo inferiore 6’.

Il corpo inferiore 6’ e’ fissato alla piastra inferiore 2’ tramite un cuscinetto 17 disposto con l’asse verticale cosi’ che il corpo inferiore 6’, unitamente al corpo intermedio inferiore 8’ ed al premianima inferiore 7’, può’ ruotare attorno all’asse verticale X dello stampo. A tale scopo esternamente al corpo inferiore 6’ e’ presente una ralla 18 che ingrana con un pignone 19 accoppiato ad un attuatore 20, preferibilmente costituito da un motore a fluido, per esempio aria.

Tra il premianima inferiore 7’ ed il corpo inferiore 6’ e’ disposto un corpo anulare 21 fissato al corpo intermedio inferiore 8’ che definisce tra il premiiamiera Inferiore 7’ ed il corpo inferiore 6’ una camera anulare 22 di contenimento della polvere P da agglomerare.

Al corpo superiore 6 ed in corrispondenza sul suo bordo perimetrale esterno e’ fissato un anello pressapolvere 23 che presenta una sporgenza anulare 24 con profilo coniugato alla concavita’ definita dalla camera anulare 22 e pertanto atto ad accoppiarsi all’interno di questa.

Operativamente il ciclo di agglomerazione delle polveri inizia quando lo stampo e’ disposto in posizione aperta secondo la configurazione rappresentata in fig. 1. L’anima A viene posta all'interno dello stampo appoggiata al premianima inferiore 7' e centrata rispetto all'asse longitudinale X dello stampo tramite un perno di riferimento centrale 25 che si accoppia in un corrispondente foro centrale F praticato nell’anima A stessa.

Lo spostamento verticale verso il basso secondo la direzione 8 che si osserva in fig. 2 e generato dal movimento del piano superiore della pressa, comporta lo spostamento nella medesima direzione della piastra superiore 2 ad esso fissato, fino a che il premianima superiore 7 viene premuto contro l’anima A.

Successivamente alla chiusura dei premianima il motore 20, attraverso la catena cinematica costituita dal pignone 19 e dalla ralla 18, pone in rotazione attorno all asse X il corpo inferiore 6’ dello stampo, unitamente al corpo intermedio inferiore 8’, al premianima inferiore 7' ed all’anima A su di esso disposta. Contemporaneamente un apposito dosapolvere, non rappresentato, introduce la polvere da sinterizzare P nella camera anulare 22 come si osserva in fig. 2. Tale polvere e’ una miscela di polveri metalliche e non metalliche, queste ultime comprendendo, eventualmente, anche diamante in polvere.

L'ulteriore abbassamento della piastra superiore dello stampo comporta, come si osserva in fig. 3, la compressione della polvere P sul bordo B dell’anima A ed all’interno della camera anulare 22, per l’azione di spinta del pressapolvere 23 il cui bordo sporgente 24 entra nella camera stessa comprimendo la polvere ivi presente. Durante tale spostamento, lo stantuffo 9 viene alloggiato all’interno della camera 10 per il cedimento elastico della molla elicoidale 12.

Durante la fase di compressione della polvere P, avviene anche l’abbassamento del premianima inferiore 7’ che va in battuta contro il corpo intermedio inferiore 8’ per annullamento del volume della prima camera inferiore 7". Il corpo intermedio inferiore 8’ costituisce quindi l'elemento di contrasto che reagisce alla spinta della pressa e contribuisce a generare l'azione di compressione sulla polvere P in corrispondenza del bordo B dell’anima A.

Terminata la fase di compressione della polvere, aH’interno della camera inferiore 6”, come si osserva in fig. 4, viene immesso un fluido in pressione, preferibilmente aria, che provoca il sollevamento verso l’alto secondo la direzione V del corpo intermedio inferiore 8’, unitamente ai premianima 7, 7', al corpo intermedio superiore 8 ed all’anima A tra essi compresa. Quest’ultima viene quindi sollevata e disposta distanziata della quantità’ D rispetto al bordo superiore del corpo inferiore 6’.

li piano superiore della pressa continua lo spostamento verso l’alto secondo la direzione V sollevando innanzitutto il pressapolvere 23, come si osserva in fig. 5, e quindi il premianima superiore 7, come si osserva in fig. 6, rispetto all'anima A aprendo la luce L che consente l’estrazione dell’anima stessa con la polvere agglomerata al suo bordo B.

Scaricando l’aria compressa presente all’interno nella seconda camera inferiore 6’, il corpo intermedio inferiore 8’ ed il premianima inferiore 7’ si abbassano ritornando nella configurazione rappresentata in fig. 1 in cui lo stampo e’ pronto per un nuovo ciclo di agglomerazione.

In base a quanto detto si comprende che il metodo dell’invenzione e lo stampo che lo realizza raggiungono tutti gli scopi prefissati.

Quantunque l’invenzione sia stata descritta con riferimento alle figure allegate, essa potrà’ essere suscettibile di modifiche e varianti costruttive che rientrano nel concetto inventivo espresso dalle rivendicazioni.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Metodo per agglomerare a freddo miscele di polveri (P) metalliche e non metalliche sul bordo perimetrale esterno (B) di un’anima di supporto (A), caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti operazioni: - disporre detta anima di supporto (A) all'interno di uno stampo (1 ) secondo un piano compreso tra primi mezzi premianima (7) e secondi mezzi premianima (7’) contrapposti tra loro; - bloccare detta anima (A) tra detti mezzi premianima (7; 7’); - dosare detta miscela di polveri (P) sul bordo periferico esterno (B) di detta anima (A); - agglomerare dette polveri (P) tra di loro ed a detto bordo periferico (B) per compressione mediante mezzi pressapolvere (21 , 22, 23, 24); - estrarre detta anima (A) da detto stampo.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che l'estrazione di detta anima (A) da detto stampo comprende le seguenti operazioni: - spostare detti mezzi premianima (7; 7’) e detti mezzi pressapolvere unitamente a detta anima (A) tra essi compresa, rispetto al piano di disposizione dell'anima stessa; - allontanare detti mezzi pressapolvere da dette polveri conglomerate (P); - allontanare almeno uno di detti mezzi premianima (7; 7’ da detta anima (A); - togliere detta anima (A) da detto stampo.
3. 3) Stampo (1 ) atto a realizzare il metodo secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto di comprendere una piastra superiore (2) ed una piastra inferiore (2’) tra loro distanziate e contrapposte, accoppiate agli elementi reciprocamente mobili di una pressa e cooperanti tra loro mediante mezzi di guida (3) atti a mantenerle tra loro parallele durante lo spostamento reciproco, caratterizzato dal fatto che a ciascuna di dette piastre (2, 2’) sono associati mezzi premianima (7, 7’) atti a bloccare tra di loro un'anima discoidale (A) e mezzi pressapolvere (21 , 22, 23, 24) atti ad agglomerare per compressione sul bordo perimetrale esterno di detta anima discoidale (A) polveri metalliche e non metalliche (P) mescolate tra loro.
4. 4) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto che dette polveri (P) comprendono diamante in polvere.
5. 5) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto che detta piastra superiore (2) e’ collegata ad un corpo superiore (6) che supporta un premianima superiore (7) ed a detta piastra inferiore (2’) e’ collegato un corpo inferiore (6’) che supporta un premilamiera inferiore (7’), ciascuna di dette piastre (2, 2’) essendo accoppiabile ad uno dei piani mobili di una pressa.
6. 6) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 5) caratterizzato dal fatto che detto premianima superiore (7) e’ accoppiato scorrevolmente a detto corpo superiore (6) tramite l’interposizione di un corpo intermedio superiore (8) al quale da un lato e’ fissato detto premilamiera superiore (7) mentre sul lato opposto presenta uno stantuffo (9) che si accoppia in una camera (10) ricavata in detto corpo superiore (6).
7. 7) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 6) caratterizzato dal fatto che detto stantuffo (9) e’ elasticamente scorrevole in detta camera (10), essendo detto corpo intermedio superiore (8) collegato a detto corpo superiore (6) tramite l’interposizione di una o piu’ molle elicoidali (12) provviste di rispettivo guidamolla (13).
8. 8) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 5) caratterizzato dal fatto che detto premianima inferiore (7<1>) e’ accoppiato scorrevolmente a detto corpo inferiore (6') tramite l’interposizione di un corpo intermedio inferiore (8') provvisto di perni di scorrimento (14) disposti passanti in detto corpo intermedio inferiore (8’) e fissati a detto corpo inferiore (6’).
9. 9) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 8) caratterizzato dal fatto che la molla elicoidale (15) ed il relativo guidamolla (16) cooperano tra detto premianima inferiore (7'), detto corpo intermedio inferiore (8’) e detto corpo inferiore (6') per rendere elastico detto premianima inferiore (7’) rispetto a detto corpo intermedio inferiore (8‘) ed entrambi detto premianima inferiore (7') e detto corpo intermedio inferiore (8’) rispetto a detto corpo inferiore (6').
10. 10) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 9) caratterizzato dal fatto che detti mezzi pressapolvere comprendono un anello pressapolvere (23) fissato coassiale all’esterno di detto corpo superiore (6) ed una camera anulare (22) definita in corrispondenza di detto corpo inferiore (6’), contrapposta a detto anello pressapolvere (23).
11. 11 ) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 10) caratterizzato dal fatto che detta camera anulare (22) e’ delimitata da un corpo anulare (21 ) compreso tra un corpo inferiore (6’) fissato a detta piastra inferiore (2‘) ed un premianima inferiore (7 ’ ) supportato da detto corpo inferiore (6’).
12. 12) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 10) caratterizzato dal fatto che detto anello pressapolvere (23) presenta una sporgenza anulare (24) con profilo coniugato alla concavità’ di detta camera anulare (22) nella quale si accoppia.
13. 13) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 5) caratterizzato dal fatto che detto corpo inferiore (6’) e’ accoppiato a detta piastra inferiore (2’) tramite l’interposizione di un cuscinetto di rotolamento (17) di tipo assiale.
14. 14) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 13) caratterizzato dal fatto che detto corpo inferiore (6’) presenta esternamente una ralla (18) coassiale al corpo inferiore (6’) stesso ed ingranante con un pignone (19) calettato ad un motore (20).
15. 15) Stampo (1 ) secondo la rivendicazione 14) caratterizzato dal fatto che detto motore (20) e’ un motore pneumatico.