ITVI990189A1

ITVI990189A1 - SANDING AND POLISHING HEAD, ESPECIALLY FOR MARBLE, GRANITE, PORCELAIN STONEWARE AND OTHER STONE MATERIALS

Info

Publication number: ITVI990189A1
Application number: IT1999VI000189A
Authority: IT
Inventors: Ampelio Stangherlin
Original assignee: Simec Spa
Priority date: 1999-09-15
Filing date: 1999-09-15
Publication date: 2001-03-15
Also published as: ITVI990189A0; IT1307497B1

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

La presente invenzione si riferisce al settore delle macchine utensili, ed ha particolarmente per oggetto una testa di levigatura e/o lucidatura per marmo, granito, gres porcellanato ed altri materiali lapidei. The present invention relates to the field of machine tools, and particularly relates to a grinding and / or polishing head for marble, granite, porcelain stoneware and other stone materials.

Stato della Tecnica State of the art

Le teste del tipo sopra indicato sono normalmente impiegate per la lavorazione superficiale di lastre o manufatti a forma di mattonelle in materiali lapidei che non sono perfettamente piane e possono presentare irregolarità superficiali. The heads of the type indicated above are normally used for the surface processing of slabs or tile-shaped products in stone materials which are not perfectly flat and may have surface irregularities.

Esse comprendono essenzialmente un albero principale montato girevolmente su un supporto stazionario accoppiabile a mezzi motori esterni, una piastra portautensili operativamente accoppiata all’albero principale, una pluralità di alberi secondari supportati girevolmente in tale piastra con assi di rotazione sostanzialmente paralleli all’albero principale, una pluralità di utensili abrasivi con superfici di lavoro sostanzialmente frontali accoppiati amovibilmente agli alberi secondari. They essentially comprise a main shaft rotatably mounted on a stationary support which can be coupled to external motor means, a tool holder plate operatively coupled to the main shaft, a plurality of secondary shafts rotatably supported in said plate with axes of rotation substantially parallel to the main shaft, a plurality of abrasive tools with substantially front working surfaces detachably coupled to the secondary shafts.

Sono previsti mezzi per la trasmissione del moto che provvedono a trascinare in rotazione sia la piastra portautensile rispetto all’albero principale che gli utensili rispetto alla piastra in modo tale che questi ultimi siano animati sia da un moto di rotazione attorno ai propri assi che attorno all’asse centrale della testa. Means are provided for the transmission of motion which provide to drag the tool holder plate in rotation with respect to the main shaft and the tools with respect to the plate in such a way that the latter are animated both by a rotation motion around their own axes and around the central axis of the head.

In pratica, l’albero principale ruota ad una velocità relativamente elevata, ad esempio compresa tra 300 e 500 giri/min, mentre gli utensili ruotano attorno ai propri assi con velocità notevolmente superiore, ad esempio doppia o tripla a seconda dei materiali da lavorare. In practice, the main shaft rotates at a relatively high speed, for example between 300 and 500 rpm, while the tools rotate around their axes with significantly higher speed, for example double or triple depending on the materials to be processed.

Opportuni mezzi di avanzamento, ad esempio un tappeto o nastri trasportatori, posti sotto la testa di lavorazione, provvedono a far avanzare le lastre o mattonelle in lavorazione con una velocità relativamente bassa, ad esempio di pochi metri al minuto, in modo che la superfide da lavorare sia sottoposta ad una lavorazione completa ed uniforme. Appropriate means of advancement, for example a carpet or conveyor belts, placed under the processing head, provide for the advancement of the slabs or tiles being processed at a relatively low speed, for example of a few meters per minute, so that the surface from work is subjected to a complete and uniform processing.

Una nota testa per la levigatura e la lucidatura con le caratteristiche sopra illustrate è descritta nella domanda di brevetto europeo EP-A-758 287 a nome della stessa richiedente. A known head for grinding and polishing with the characteristics illustrated above is described in the European patent application EP-A-758 287 in the name of the same applicant.

Un inconveniente di tali note teste è che gli utensili non possono adattarsi alle irregolarità superfìdali, perdò si consumano irregolarmente ed hanno una durata relativamente bassa, con la conseguenza di aumentare i costi di gestione e di lavorazione oltre a ridurre il livello qualitativo dei prodotti lavorati. . A disadvantage of these known heads is that the tools cannot adapt to surface irregularities, since they wear out irregularly and have a relatively low duration, with the consequence of increasing management and processing costs as well as reducing the quality level of the processed products. .

Per ovviare a tale inconveniente, è possibile effettuare preliminarmente lavorazioni di spianatura o calibratura, normalmente con altre macchine utensili, ma ciò .comporta inevitabilmente un allungamento dei tempi di lavorazione e maggiori costi di produzione. To obviate this drawback, it is possible to carry out preliminary flattening or calibration operations, normally with other machine tools, but this inevitably leads to a lengthening of processing times and higher production costs.

Presentazione dell'invenzione Presentation of the invention

Uno scopo primario del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati realizzando una testa per la levigatura e/o lucidatura di materiali lapidei che presenti caratteristiche di elevata flessibilità, semplicità costruttiva, affidabilità ad un costo relativamente basso. A primary object of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks by providing a head for grinding and / or polishing stone materials which has characteristics of high flexibility, constructive simplicity, reliability at a relatively low cost.

Uno scopo particolare è quello di concepire una testa di levigatura e/o lucidatura che consenta di adattarsi facilmente alle irregolarità superficiali dei materiali in lavorazione evitando il ricorso a lavorazioni preliminari di spianatura o calibratura. A particular object is to conceive a sanding and / or polishing head which allows to adapt easily to the surface irregularities of the materials being processed, avoiding the use of preliminary smoothing or calibration operations.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di realizzare una testa che consenta di allungare la durata degli utensili e di evitare il loro danneggiamento ed usura irregolare. A further purpose of the invention is to create a head that allows to extend the life of the tools and to avoid their damage and irregular wear.

Questi scopi, nonché altri che meglio appariranno nel seguito, sono raggiunti, in accordo con la rivendicazione 1, da una testa di levigatura e/o lucidatura, particolarmente per marmo, granito, gres porcellanato ed altri materiali lapidei, comprendente un albero principale montato girevolmente su un supporto stazionario ed accoppiabile a mezzi motori esterni, un telaio portautensili accoppiato rigidamente a detto albero, una pluralità di alberi secondari supportati girevolmente in detto telaio con assi sostanzialmente paralleli a detto albero principale, una pluralità di utensili abrasivi con superfici di lavoro sostanzialmente frontali accoppiati amovibilmente a detti alberi secondari, mezzi per la trasmissione del moto tra detto albero principale e detti alberi secondari, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi di contrasto elasticamente cedevoli atti a consentire un limitato spostamento assiale di detti utensili lungo detti alberi secondari per adattarsi alle irregolarità della superficie da lavorare. These purposes, as well as others which will become clearer in the following, are achieved, in accordance with claim 1, by a grinding and / or polishing head, particularly for marble, granite, porcelain stoneware and other stone materials, comprising a rotatably mounted main shaft on a stationary support which can be coupled to external motor means, a tool holder frame rigidly coupled to said shaft, a plurality of secondary shafts rotatably supported in said frame with axes substantially parallel to said main shaft, a plurality of abrasive tools with substantially frontal working surfaces removably coupled to said secondary shafts, means for transmitting motion between said main shaft and said secondary shafts, characterized in that it provides elastically yielding contrast means suitable for allowing a limited axial displacement of said tools along said secondary shafts to adapt to irregularities of the surface to be machined.

Grazie a questa particolare struttura, la testa può effettuare la lucidatura e la levigatura continua di materiali lapidei aventi irregolarità superficiali di ridotta entità, senza la necessità di effettuare alcuna operazione preliminare di spianatura. Si ottiene così un notevole risparmio di tempo, un innalzamento della qualità della lavorazione ed una maggiore durata degli utensili, con effetti positivi dal punto di vista sia tecnico che economico. Thanks to this particular structure, the head can carry out continuous polishing and smoothing of stone materials with small surface irregularities, without the need to carry out any preliminary leveling operation. In this way, a considerable saving of time is obtained, an increase in the quality of processing and a longer life of the tools, with positive effects from both a technical and economic point of view.

In una forma di realizzazione preferita, i mezzi elasticamente cedevoli sono costituiti da molle, di tipo meccanico ma anche sintetico o pneumatico. In a preferred embodiment, the elastically yielding means are constituted by springs, of the mechanical but also synthetic or pneumatic type.

Tali organi ammortizzano le oscillazioni degli utensili garantendo la loro maggiore durata ed adattandoli facilmente alle inevitabili irregolarità dei materiali in lavorazione. These organs cushion the oscillations of the tools, guaranteeing their longer life and easily adapting them to the inevitable irregularities of the materials being processed.

Le rivendicazioni dipendenti illustrano varianti realizzative e di dettaglio che risultano particolarmente vantaggiose. The dependent claims illustrate constructive and detailed variants which are particularly advantageous.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite ma non esclusive della testa secondo il trovato, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio dell'allegato disegno in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident from the detailed description of preferred but not exclusive embodiments of the head according to the invention, illustrated by way of non-limiting example with the aid of the attached drawing in which:

la FIG. 1 rappresenta una vista in sezione assiale di una testa secondo il trovato, presa secondo un piano passante per l'asse principale della testa. FIG. 1 represents an axial sectional view of a head according to the invention, taken according to a plane passing through the main axis of the head.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita Con particolare riferimento alla figura 1 , una testa di levigatura e lucidatura, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un albero principale 2 con asse di rotazione Y generalmente verticale, accoppiabile mediante una flangia 3 a mezzi motori esterni, non illustrati nei disegni. Detailed description of a preferred embodiment example With particular reference to Figure 1, a sanding and polishing head, generally indicated by the reference number 1, comprises a main shaft 2 with a generally vertical axis of rotation Y, which can be coupled by means of a flange 3 a external motor means, not shown in the drawings.

A titolo esemplificativo, l'albero 2 ruota ad una velocità compresa tra 300 e i 500 giri/min. By way of example, the shaft 2 rotates at a speed of between 300 and 500 rpm.

L'albero principale è supportato mediante cuscinetti a sfere o a rulli 4 in un supporto stazionario con mantello esterno 4' sostanzialmente cilindrico. The main shaft is supported by means of ball or roller bearings 4 in a stationary support with a substantially cylindrical outer skirt 4 '.

Una piastra portautensili 5, di forma essenzialmente discoidale o anulare, è montata coassialmente sull’albero all’albero 2 ed è cinematicamente connessa a quest'ultimo mediante un meccanismo di trasmissione del moto indicato globalmente 6. A tool holder plate 5, essentially discoidal or annular in shape, is mounted coaxially on the shaft to the shaft 2 and is kinematically connected to the latter by means of a motion transmission mechanism indicated globally 6.

Preferibilmente, il meccanismo di trasmissione del moto 6 è un riduttore epicicloidale o orbitale, di tipo in sé noto, formato da corone orbitanti interne 7 e corone rotanti esterne 8, atto ad impartire alla piastra 5 una rotazione attorno all’asse Y dell’albero 2 ad una velocità notevolmente inferiore a quest'ultimo, ad esempio di 20 giri/min. Preferably, the motion transmission mechanism 6 is a planetary or orbital reduction gear, of a per se known type, formed by internal orbiting crowns 7 and external rotating crowns 8, adapted to impart to the plate 5 a rotation around the axis Y of the shaft 2 at a speed considerably lower than the latter, for example 20 rpm.

Una pluralità di alberi o mozzi secondari 9, 10 sono montati girevolmente nella parte inferiore del telaio 5 su rispettivi assi Z, Z’ sostanzialmente paralleli all'asse Y dell'albero principale mediante coppie di cuscinetti 11, 12. A plurality of secondary shafts or hubs 9, 10 are rotatably mounted in the lower part of the frame 5 on respective axes Z, Z ’substantially parallel to the Y axis of the main shaft by means of pairs of bearings 11, 12.

All'estremità inferiore dei mozzi 9, 10 sono fissati rispettivi utensili abrasivi 13, 14 aventi superfici di lavoro frontali, mediante innesti ad attacco rapido di tipo in sé noto, per consentirne la sostituzione in modo facile ed immediato. Ovviamente, il numero di utensili 13, 14, e quindi dei mozzi 9, 10, potrà variare in funzione delle necessità e del tipo di lavorazione richiesta. Attached to the lower end of the hubs 9, 10 are respective abrasive tools 13, 14 having front working surfaces, by means of quick coupling couplings of a per se known type, to allow their replacement in an easy and immediate way. Obviously, the number of tools 13, 14, and therefore of the hubs 9, 10, may vary according to the needs and the type of machining required.

Analogamente, gli utensili 13, 14 potranno essere di vario tipo e di varia grana a seconda dei materiali in lavorazione e delle velocità di taglio richieste. Similarly, the tools 13, 14 may be of various types and of various grain according to the materials being processed and the cutting speeds required.

All'estremità superiore dei mozzi 9, 10 sono calettati pignoni 15, 16 che ingranano con una corona 17 bloccata rotazionalmente sull'albero 2 per trasmettere ai mozzi stessi, e quindi agli utensili 13, 14, un moto di rotazione con velocità relativamente elevata, ad esempio intorno a 1000 giri/min. At the upper end of the hubs 9, 10 are keyed pinions 15, 16 which mesh with a crown 17 rotationally locked on the shaft 2 to transmit to the hubs themselves, and therefore to the tools 13, 14, a rotational motion with relatively high speed, for example around 1000 rpm.

Grazie a questa disposizione, gli utensili 13, 14 asporteranno il materiale per abrasione sulla faccia superiore S delle lastre P rilasciando sfrido sotto forma di polveri e grani abrasivi, rendendo così la zona di lavoro particolarmente aggressiva. Per impedire l’ingresso delle polveri all’interno della testa, il telaio 5 definisce al suo interno una cavità 18 sostanzialmente toroidale, chiusa a tenuta rispetto l'ambiente esterno, entro la quale è posto un fluido lubrificante ad alta viscosità o un grasso destinato a proteggere e favorire il corretto funzionamento del meccanismo di trasmissione 8 e degli ingranaggi 15, 16, 17. Thanks to this arrangement, the tools 13, 14 will remove the material by abrasion on the upper face S of the plates P, releasing scraps in the form of abrasive powders and grains, thus making the working area particularly aggressive. To prevent dust from entering the head, the frame 5 defines inside it a substantially toroidal cavity 18, sealed with respect to the external environment, inside which a high viscosity lubricating fluid or a grease intended to protect and favor the correct functioning of the transmission mechanism 8 and of the gears 15, 16, 17.

L’albero centrale 2 presenta un canale assiale 19, indicato a linea tratteggiata, per il passaggio di un fluido refrigerante il quale, uscendo da un'apertura 20 inferiore, serve ad irrorare la zona di lavorazione per asportare il materiale di sfrido dalla zona di lavoro della testa e refrigerare gli utensili. The central shaft 2 has an axial channel 19, indicated by a broken line, for the passage of a cooling fluid which, coming out of a lower opening 20, serves to spray the processing area to remove the waste material from the area of head work and refrigerate tools.

Secondo l'invenzione, sono previsti mezzi elasticamente cedevoli ed ammortizzanti, indicati generalmente con il numero di riferimento 21 che consentono lo scorrimento assiale dei mozzi 9, 10 e quindi degli utensili 13, 14, lungo i rispettivi assi di rotazione Z, Z’, di un tratto limitato, sufficiente però ad distanziare gli utensili dalle irregolarità della superficie S in lavorazione. According to the invention, elastically yielding and shock-absorbing means are provided, generally indicated with the reference number 21 which allow the axial sliding of the hubs 9, 10 and therefore of the tools 13, 14, along the respective rotation axes Z, Z ', of a limited section, however sufficient to distance the tools from the irregularities of the surface S being machined.

Lo spostamento ammesso è limitato a pochi millimetri mediante un opportuna fine corsa non visibile nei disegni. The permissible displacement is limited to a few millimeters by means of a suitable limit switch not visible in the drawings.

Preferibilmente, i mezzi elasticamente cedevoli sono costituiti da molle 22, 23, di tipo meccanico, sintetico, pneumatico o tecnicamente equivalente, opportunamente pre-caricate. Preferably, the elastically yielding means are constituted by springs 22, 23, of the mechanical, synthetic, pneumatic or technically equivalent type, suitably pre-loaded.

Nel caso di molle meccaniche, esse possono essere di tipo elicoidale, ovvero a tazza. In the case of mechanical springs, they can be of the helical or cup type.

Nel caso di molle sintetiche, esse possono essere di tipo elastomerico, ad esempio costituite da tamponi in gomma o altri materiali con memoria elastica. In the case of synthetic springs, they can be of the elastomeric type, for example consisting of rubber pads or other materials with elastic memory.

Ogni molla meccanica 22, 23 è posta attorno ad un rispettivo perno 24, 25, che è immerso per buona parte della sua lunghezza in una cavità cilindrica assiale 26, 27 ricavata all’interno del rispettivo mozzo 9, 10. Ogni perno 24, 25 dispone di una testa filettata sulla quale si avvita un dado di regolazione 28, 29 che assicura la regolazione del precarico della molla 22, 23. Each mechanical spring 22, 23 is placed around a respective pin 24, 25, which is immersed for a good part of its length in an axial cylindrical cavity 26, 27 obtained inside the respective hub 9, 10. Each pin 24, 25 it has a threaded head on which an adjustment nut 28, 29 is screwed, which ensures the adjustment of the preload of the spring 22, 23.

Per impedire la fuoriuscita di fluido lubrificante dalla cavità interna 18 dal carter 5, ogni mozzo 9, 10 presenta verso la sua estremità rivolta verso la superficie in lavorazione S sporgenze anulari 30, 31 coassiali agli assi dei mozzi stessi, che si inseriscono in scanalature anulari 32, 33 di forma complementare formate coassialmente nel telaio 5. Le scanalature definiscono una tenuta mobile che impedisce la fuoriuscita di fluido lubrificante dalla cavità interna 18 del telaio. To prevent the lubricating fluid from escaping from the internal cavity 18 from the crankcase 5, each hub 9, 10 has towards its end facing the surface being machined S annular protrusions 30, 31 coaxial to the axes of the hubs themselves, which are inserted in annular grooves 32, 33 of complementary shape formed coaxially in the frame 5. The grooves define a movable seal which prevents the escape of lubricating fluid from the internal cavity 18 of the frame.

Vantaggiosamente, gli assi Z, 71 dei mozzi possono essere disposti in posizione leggermente inclinata rispetto alle rette R, R’ parallele all'asse principale V dell’albero 2. L'angolo di inclinazione β, β’ può essere definito sia su un piano radiale passante per l'asse Y, sia su un piano verticale tangenziale alla circonferenza di centro coincidente con l’asse Y. Advantageously, the axes Z, 71 of the hubs can be arranged in a slightly inclined position with respect to the straight lines R, R 'parallel to the main axis V of the shaft 2. The angle of inclination β, β' can be defined both on a plane radial passing through the Y axis, both on a vertical plane tangential to the circumference of center coinciding with the Y axis.

Preferibilmente, l’angolo β, β’ può essere compreso tra 5 a 10° in modo da garantire il contatto ottimale della superficie degli utensili 11, 12 con la superficie da lavorare W. Preferably, the angle β, β ’can be between 5 to 10 ° in order to ensure optimal contact of the surface of the tools 11, 12 with the surface to be machined W.

Da quanto sopra, appare evidente che la testa secondo il trovato raggiunge gli scopi prefissati, ed in particolare si sottolinea la sua capacità di adattarsi prontamente alle irregolarità superficiali delle superfici in lavorazione, consentendo una usura regolare degli utensili abrasivi ed una loro maggiore durata. From the above, it is evident that the head according to the invention achieves the intended purposes, and in particular its ability to adapt readily to the surface irregularities of the surfaces being machined is emphasized, allowing regular wear of the abrasive tools and their longer life.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Sanding and / or polishing head, particularly for marble, granite, porcelain stoneware and other stone materials, comprising a main shaft (2) rotatably mounted on a stationary support (4) and coupled to external motor means to rotate around a substantially vertical axis (Y), a tool holder plate (5) operatively connected to said shaft (2), a plurality of secondary shafts or hubs (9, 10} rotatably supported in said plate (5) with axes (Z, Z ') substantially parallel to said main shaft (2), a plurality of abrasive tools (13, 14) with substantially front working surfaces fixed removably to said secondary shafts (9, 10), first means (15, 16, 17) for transmission motion between said main shaft (2) and said secondary shafts (9, 10), second means (8) for transmitting motion between said main shaft (2) and said tool holder plate (5), characterized in that it provides means elastically yields flights (21) adapted to allow an axial displacement of said tools (13, 14) parallel to said secondary shafts (9, 10) to adapt to the irregularities of the surface (S) to be machined.

2. Head according to claim 1, characterized in that said elastically yielding means (21) consist of springs (22,23).

3. Head according to claim 2, characterized in that said springs (22, 23) are of the helical or disc type.

4. Head according to claim 2, characterized in that said springs (22, 23) are of the elastomeric or pneumatic type.

5. Head according to claim 3 or 4, characterized in that said springs (22, 23) are mounted coaxially to said secondary shafts (9, 10).

6. Head according to one or more preceding claims 2 to 5, characterized in that it provides for each spring (22, 23) a device (28, 29) for adjusting the preload.

7. Head according to claim 6, characterized in that each of said secondary shafts (9, 10) has an axis (Z, Z ') slightly inclined with respect to a direction (R, R') parallel to the rotation axis ( Y) of said main shaft (2)

8. Head according to claim 5, characterized in that said secondary shafts (9, 10) have axial cylindrical cavities (26, 27) suitable for housing suitable pins (24, 27) constrained to said plate (5) in correspondence with suitable peripheral offices.

9. Head according to claim 8, characterized in that said springs (22, 23) are inserted on said pins (24, 25) and housed in said axial cylindrical cavities (26, 27) obtained in said secondary shafts (9, 10) ).

10. Head according to one or more preceding claims, characterized in that said first motion transmission means (6) consist of a planetary reduction gear (7, 8).

11. Head according to one or more preceding claims, characterized in that said second motion transmission means (6) consist of a pinion (15, 16) keyed onto each main shaft (9, 10) and meshing with a toothed crown (17) rigidly coupled to said main shaft (2).

12. Head according to claim 1, characterized in that said plate (5) defines a substantially toroidal internal cavity (18), hermetically closed with respect to the external environment and in which said first (8) and said second (15) are housed. 16, 17) motion transmission means.

13. Head according to claim 12, characterized in that each main shaft (9, 10) has towards its end facing the surface being machined, at least one annular projection (30, 31) suitable for cooperating with at least one annular groove ( 32, 33) of complementary shape formed in said casing (5) to define a movable seal so as to prevent the escape of lubricating fluid from said internal cavity (18) of said plate (5).