ITBO20120571A1 - Metodo di realizzazione di una spazzola e spazzola cosi' ottenuta. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

METODO DI REALIZZAZIONE DI UNA SPAZZOLA E SPAZZOLA COSI’ OTTENUTA.

La presente invenzione ha per oggetto un metodo di realizzazione di una spazzola ed una spazzola così ottenuta.

La presente invenzione riguarda il settore delle spazzole industriali e/o per hobbistica, cioà ̈ spazzole utilizzate per lavorazioni meccaniche (per esempio sbavatura delle superfici, pulizia delle saldatura,ecc), utilizzabili sia in ambito industriale, sia in ambito di privato.

Nel procedimento per realizzare le spazzole secondo la tecnica nota, gli elementi componenti la spazzola vengono assemblati generalmente tramite la riduzione filettata.

Tali componenti sono, per le spazzole circolari, flange, anello con fili e riduzione, per le spazzole a tazza, coppa interna, anello con filamenti, coppa esterna e riduzione.

Nelle metodologie note, in prima istanza si fa passare la parte cilindrica della riduzione attraverso il foro centrale presente nei particolari utilizzati per formare la spazzola, tutti ottenuti per stampaggio a freddo.

In secondo luogo, si procede ad una fase di imbutitura di un bordo del prolungamento della riduzione sporgente oltre gli elementi che formano la spazzola mentre l’altra estremità della riduzione ha una dimensione maggiore per evitare la fuoriuscita degli elementi.

Tale imbutitura produce un lembo della riduzione ripiegato per serrare insieme tutti gli elementi del corpo spazzola (premendoli contro la parte di dimensioni maggiori della riduzione).

È anche previsto che, per le spazzola a tazza, sia presente un anello di ritenuta associato a una porzione terminale della coppa esterna e disposto esternamente alla prima porzione dei fili per stringerli, esercitando su di essi una pressione verso l'interno della spazzola, ovvero verso l’asse longitudinale (che costituisce anche l'asse di rotazione della spazzola quanto questa à ̈ associata a un mandrino).

Questo anello di ritenuta serve attualmente, nelle spazzole modello a tazza, per avere un migliore utilizzo dei filamenti metallici.

Va osservato che le spazzole industriali si distinguono anche a seconda del semilavorato utilizzato, nel quale sono bloccati i fili, e dal materiale costituente i fili che devono effettuare l’azione di spazzolatura.

Per quanto riguarda la modalità di ancoraggio dei fili alla flangia,i semilavorati si distinguono in anelli a mazzetti ritorti e anelli a fili ondulati o diritti.

Negli anelli a mazzetti ritorti, i fili sono raggruppati in mazzetti, e ivi avvitati per torsione; ciascun mazzetto à ̈ associato a un foro definito dalla flangia in prossimità della sua circonferenza esterna.

Negli anelli a fili ondulati, la flangia che viene denominata ghiera, definisce in un proprio bordo laterale esterno una gola, in cui à ̈ inserita la prima porzione (ovvero la prima estremità) dei fili.

La ghiera coopera con un anello di supporto, attorno a cui sono poi ripiegati i fili ad “U†, per mantenere i fili nella posizione desiderata.

Tale ghiera viene inoltre bordata per tenere stretti i fili ripiegati e distribuiti lungo tutta la circonferenza dell’anello interno di supporto (di metallo).

Per quanto riguarda il materiale costituente i fili, le spazzole si distinguono in spazzole a fili metallici, spazzole a fili polimerici e spazzole a fili misti metallici-polimerici.

A tale proposito, si osservi che le spazzole a mazzetti ritorti hanno sempre fili metallici. In altre parole, la configurazione a mazzetti ritorti non viene utilizzata per spazzole a fili naturali. Pertanto, per le spazzole a fili naturali viene sempre utilizzata la configurazione ad anelli a fili ondulati o diritti.

Le spazzole per il loro utilizzo devono essere robuste, in modo da poter lavorare a velocità di rotazione particolarmente elevate senza rompersi o deformarsi (in genere si rompono o si deformano i particolari meccanici che la compongono o si staccano dei fili).

Un altro problema legato alle alte velocità di rotazione a cui le spazzole devono essere predisposte a funzionare à ̈ costituito dalla loro stabilità ed equilibratura.

La spazzola deve sempre ruotare come un corpo rigido attorno al proprio asse longitudinale che deve rimanere fermo e senza nessun scostamento dall’asse di rotazione durante la lavorazione.

Inoltre, si richiede che tali caratteristiche siano proprie delle spazzole appartenenti a tutte le tipologie, quindi indipendentemente dai materiali con cui sono realizzati i fili o dalla disposizione dei fili stessi o dal sistema produttivo della spazzola e degli elementi utilizzati per il loro assemblaggio (con elementi metallici ottenuti per stampaggio a freddo oppure con assemblaggio dei vari componenti con materiali plastici).

La tecnica nota affronta tali problematiche perfezionando la finitura e l'assemblaggio di tutti gli elementi che compongono le spazzole.

Tuttavia, ciò comporta un innalzamento dei costi delle spazzole, dovuto al numero e alla complessità dei componenti e del loro assemblaggio.

In questa luce, un ulteriore inconveniente à ̈ associato al fatto di avere numerosi elementi che compongono la spazzola per cui le aziende produttrici di spazzole devono tenere scorte copiose di componenti in magazzino (con conseguente dispendio di soldi, mezzi e spazio). Un ulteriore inconveniente delle soluzioni note, ai fini della robustezza e della stabilità della spazzola, à ̈ costituito dalle tolleranze di lavorazione dei componenti, specialmente della riduzione e delle parti che vanno montate con essa per la formazione della spazzola.

Un altro problema delle soluzioni note à ̈ legato al fatto che le spazzole, realizzate (per motivi di robustezza) con componenti in acciaio devono avere spessori sempre maggiori con conseguente aumento dei costi e delle problematiche della loro costruzione mediante stampaggio a freddo.

Infine le spazzole che comprendono particolari in ferro o plastica non possono essere usate in modo sicuro per lavorazioni di superfici metalliche speciali(per esempio acciaio inox), o in ambienti che prevedono misure di sicurezza anti-deflagrante, in quanto rischiano di produrre scintille o cariche elettrostatiche tra i differenti componenti della spazzola che a loro volta possono produrre scariche elettriche in ambienti con atmosfere pericolose dovute alla presenza di gas.

Si osservi che sono note anche soluzioni tecniche che prevedono di saldare con resine o colle tra loro i fili della spazzola, e successivamente accoppiare per pressione esternamente alle estremità dei fili saldate una calotta (ovvero una tazza) di materiale plastico, ovvero ottenuta mediante resine plastiche speciali oppure annegare i filamenti o gli anelli con filamenti (semilavorati) in matrici plastiche.

Tali calotte o tazze plastiche presentano un problema legato all’elevata fragilità del materiale, per cui il suo impiego à ̈ fatto solamente con filamenti plastici al fine di ridurre le sollecitazioni meccaniche.

Questo metodo costruttivo non può essere assolutamente utilizzato per la costruzione di spazzole con filamenti metallici a causa delle elevate sollecitazioni ed alle elevate temperature che vengono sviluppate durante il loro utilizzo.

Inoltre, tali soluzioni non risolvono gli inconvenienti sopra descritti, per esempio per quanto riguarda la possibilità di utilizzare la spazzola in ambienti sterili, o per quanto riguarda la robustezza e la resistenza nel funzionamento alle alte velocità o alle temperature elevate, perché i fili, che sono saldati e la tazza plastica esterna funge soltanto da elemento di copertura, si staccano o si rompono.

Altre soluzioni più recenti utilizzano sistemi per la produzione di spazzole mediante stampaggio per colata o per iniezione del materiale plastico che solidificando tiene uniti tutti i componenti della spazzola.

Anche questo ultimo sistema produttivo presenta in particolare con spazzole a filamenti metallici principalmente i seguenti inconvenienti:

- essendo problematico il posizionamento nello stampo dei fili o degli anelli con filamenti si hanno molte spazzole squilibrate;

- l’effetto del riscaldamento dovuto all’aumento delle temperature (circa 100 °C) durante la lavorazione della spazzola, rende critica la resistenza meccanica della matrice plastica che assembla i vari elementi della spazzola.

Questo inconveniente rende più facile anche la rottura dei filamenti metallici e quindi il disfacimento della spazzola, poiché il bloccaggio dovuto alla matrice plastica si deteriora velocemente per l’aumento della temperatura:

- la plastica nelle spazzole con filamenti metallici particolari (es. inox o antiscintilla) non può essere utilizzata, poiché provoca inquinamento delle superfici oppure essendo un materiale plastico può generare elevate differenze di potenziale elettrico tra le varie parti metalliche che compongono la spazzola con pericolo di scariche elettriche (scintille);

- differenti materiali di composizione della spazzola (plastica, acciaio, vernici-ecc) rendono la spazzola un oggetto molto costoso per il riciclaggio.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre un metodo di realizzazione di una spazzola ed una spazzola che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione mettere a disposizione un metodo di realizzazione di una spazzola semplice, con riduzione dei costi di produzione e facilità di riciclaggio dei materiali, pur garantendo elevata robustezza anche nell'uso ad alte velocità di rotazione ed alle alte temperature (oltre 100°C).

Inoltre, scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione una spazzola o elemento a spazzola di semplice realizzazione e dalle elevate specifiche prestazionali.

Con il presente trovato à ̈ possibile realizzare una spazzola nella quale si possono anche montare meccanicamente elementi di corredo che possono rendere più funzionale il suo utilizzo (es. anello di ritenuta dei fili, elementi di ventilazione o altro).

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre una spazzola che possa essere utilizzata in modo sicuro per lavorare superfici metalliche (per esempio in acciaio inox) o in ambienti che prevedono misure di sicurezza totali anti-deflagrazione e che possa anche essere facilmente lavorata meccanicamente nei casi in cui si richieda ad esempio un grado di equilibratura maggiore. Inoltre, scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione un metodo versatile, mediante il quale à ̈ possibile realizzare anche elementi con forme geometriche innovative e che sono utilizzati per spazzole tradizionali e quindi produrre anche spazzole con filamenti sintetici o naturali.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono raggiunti da un metodo per la realizzazione di una spazzola e da una spazzola o elemento di spazzola, comprendenti le caratteristiche tecniche esposte nelle unite rivendicazioni.

In particolare, il metodo secondo la presente invenzione comprende almeno le seguenti fasi:

- predisposizione di una pluralità di filamenti metallici;

- disposizione di una porzione di detti filamenti metallici all’interno di una cavità di uno stampo presentante una prefissata forma geometrica;

- immissione di un metallo fuso (con una temperatura massima di fusione 2000°C, preferibilmente 700-900 °C) all’interno di detta cavità dello stampo fino al riempimento della stessa;

- raffreddamento di detto metallo fuso per consentirne la solidificazione con la porzione di fili metallici al suo interno, in modo da definire un unico corpo spazzola da cui sporge porzione non annegata dei filamenti metallici, atta ad eseguire l’operazione di spazzolatura.

Si noti che il metallo fuso à ̈ composto preferibilmente da alluminio o dalle sue leghe e detto almeno insieme di fili à ̈ di metallo.

Vantaggiosamente, i fili metallici vengono rinvenuti dall’annegamento nel metallo fuso, anche durante il suo raffreddamento.

La metodologia permette una ripetibilità dello standard costruttivo della spazzola in modo rapido e preciso con notevole riduzione dei costi e con metalli tipo alluminio che definisce caratteristiche di sicurezza e leggerezza della spazzola non raggiungibili dalle spazzole tradizionali e con un miglioramento delle caratteristiche meccaniche dei filamenti metallici.

Sfruttando sempre le caratteristiche dei metalli come leghe di alluminio o leghe simili ed utilizzando semilavorati con filamenti di ottone, si ottengono spazzole totalmente antideflagranti ed anche totalmente amagnetiche ad esempio utilizzando elementi di metallo amagnetico (es. rame ecc) per la tenuta dei filamenti in ottone.

Peraltro, il bloccaggio dei fili eseguito mediante la solidificazione del metallo (alluminio) ha una resistenza meccanica superiore a qualsiasi tipo di accoppiamento che oggi venga eseguito nel settore delle spazzole.

È importante infatti osservare che l’accoppiamento tra i fili metallici ed il materiale fuso che forma (una volta solidificato) il corpo spazzola avviene immediatamente; i fili metallici si riscaldano subito durante la fase di introduzione e di contatto con il metallo fuso.

Peraltro, questa forma di contatto genera un legame metallico perfetto e privo di impurità tra i fili ed il metallo che, durante la sua solidificazione, migliora questo bloccaggio per la riduzione del volume occupato dalle estremità dei fili metallici.

Inoltre, il metodo comprende una fase di definizione di primi mezzi di vincolo sul corpo spazzola configurati per permettere il collegamento reversibile con secondi mezzi di vincolo ad essi complementari, definiti da un supporto operativo o spazzola modulare.

Preferibilmente, tale fase di definizione comprende una fase di realizzazione di una cavità filettata all’interno di detto corpo spazzola.

Ancor più preferibilmente, la fase di definizione dei primi mezzi di vincolo à ̈ realizzata contemporaneamente alla fase di immissione del metallo fuso nella cavità dello stampo. In particolare, la filettatura à ̈ realizzata mediante l’inserimento nello stampo di un’anima sagomata in modo complementare alla filettatura, cosicché il metallo si solidifichi con la corretta conformazione.

Preferibilmente, tale anima à ̈ rivestita con uno strato di materiale antiaderente per facilitarne la rimozione. Preferibilmente, tra la fase di disposizione di un insieme di filamenti di metallo e la fase di immissione del metallo fuso in relative zone definenti dei canali di passaggio per detto metallo liquido sono previste le seguenti fasi:

- chiusura di una parte mobile dello stampo;

- bloccaggio di almeno detta porzione dei filamenti metallici all’interno della cavità dello stampo.

Nella forma realizzativa preferita, la fase di bloccaggio à ̈ realizzata mediante il posizionamento di un corpo anulare (o anello metallico) ed un corpo discoidale (o coppa) tra loro concentrici in modo da definire una sezione anulare (o corona circolare) di attraversamento e posizionamento per i fili metallici. Dunque, tale fase à ̈ realizzata mediante un posizionamento di un corpo discoidale sostanzialmente concentrico con un asse di rotazione della spazzola, un posizionamento dei fili metallici perimetralmente a detto corpo discoidale ed un posizionamento un corpo anulare esterno, in modo tale da definire una corona circolare di alloggiamento dei fili metallici interposta tra detto corpo discoidale e detto corpo anulare al fine di bloccare detti fili metallici.

In ulteriore applicazione, il metodo secondo la presente invenzione presenta le seguenti fasi:

- realizzazione di un primo corpo spazzola presentante una prefissata forma geometrica provvista di almeno una porzione sostanzialmente cilindrica centrale; detta fase essendo realizzata mediante immissione di un metallo fuso all’interno di una cavità di un primo stampo presentante detta prefissata forma geometrica;

- realizzazione di un secondo corpo spazzola presentante una prefissata forma geometrica complementare a quella di detto primo corpo spazzola; detta fase essendo realizzata mediante immissione di un metallo fuso all’interno di una cavità di un secondo stampo presentante detta prefissata forma geometrica;

- predisposizione di almeno un anello provvisto di una pluralità di fili sporgenti radialmente ad esso;

- accoppiamento di detto anello con detto primo corpo spazzola mediante inserimento dell’anello in detta porzione sostanzialmente cilindrica;

- accoppiamento di detto secondo corpo spazzola con detto primo corpo spazzola mediante pressatura.

Vantaggiosamente, realizzando il primo ed il secondo corpo spazzola mediante colata o stampaggio ad iniezione (preferibilmente di alluminio o sue leghe) à ̈ possibile realizzare spazzole (a tazza o circolari) con fili non metallici (sintetici o naturali) delle più svariate forme e con costi di produzione ridotti.

Infatti, la formatura per fusione consente di realizzare alette di rinforzo o di raffreddamento della superficie spazzolata, oppure fori di smaltimento calore sul corpo spazzola in modo semplice ed economico.

Oggetto della presente invenzione à ̈ anche una spazzola o elemento spazzola industriale o per hobbistica, realizzata preferibilmente con il metodo fin qui descritto.

La spazzola comprende preferibilmente un corpo spazzola di metallo (corrispondente a detto metallo fuso solidificato), una pluralità di fili metallici aventi una prima porzione accoppiata al corpo spazzola e una seconda porzione libera, atta ad effettuare una spazzolatura quando il corpo spazzola à ̈ posto in rotazione attorno a un proprio asse.

Secondo l’invenzione, il corpo spazzola di metallo à ̈ formato da metallo fuso (con temperatura di fusione inferiore ai 2000°C) e la prima porzione dei fili à ̈ inglobata e vincolata al corpo spazzola in modo tale da definire un unico corpo metallico.

Dunque, la spazzola industriale secondo il presente trovato si caratterizza per il fatto che il corpo spazzola à ̈ composto da un metallo legante in cui la parte dell’anello che tiene uniti i fili (ghiera ed anello interno) metallici oppure solamente le estremità dei fili sono bloccati. In altre parole, il metallo ingloba la prima porzione dei fili in modo da rendere il corpo spazzola rigido.

Mediante l’utilizzo di metalli fusi, in particolare leghe di alluminio con temperatura di fusione da 700 a 800°C, con cui il metallo fuso viene immesso nella cavità dello stampo, coincide con la temperatura di ristrutturazione molecolare dei filamenti metallici che sono di acciaio al carbonio oppure inossidabili.

Il contatto molecolare tra i vari metalli (del corpo spazzola e dei fili) determina un miglioramento delle caratteristiche meccaniche dei filamenti (minore fragilità, ecc) e nel caso degli acciai inossidabili con struttura cristallina austenitica si viene a determinare una diminuzione o anche l’eliminazione del magnetismo residuo.

Peraltro, il corpo spazzola costruito in un unico blocco consente di ottenere anche un preciso allineamento dell’asse della spazzola con l’asse di rotazione durante il suo funzionamento con conseguente bilanciamento della spazzola medesima (si noti che il processo à ̈ ripetibile per tutte le spazzole che vengono prodotte).

Tale bilanciamento della spazzola può essere anche migliorato (a seconda delle esigenze) tramite asportazione di materiale dal corpo spazzola, dove richiesto, attraverso normali lavorazioni meccaniche e senza pregiudicare la struttura compatta del corpo spazzola.

Il metallo utilizzato per la formazione del corpo spazzola deve essere tale che possa fondere ad una temperatura inferiore ai 2000°C in modo da non creare problemi ai filamenti metallici ed agli eventuali componenti metallici che possono essere compresi nella spazzola per la sua formazione (ghiera,anello di supporto,ecc.).

Si noti che l’utilizzo di una lega di alluminio per la formazione del corpo spazzola permette di avere per le spazzole i seguenti vantaggi:

- ancoraggio meccanico rigido degli elementi che compongono la spazzola;

- totale riciclaggio della spazzola una volta usurata; - ottima leggibilità dei dati per l’utilizzo e la sicurezza marcati sul corpo spazzola;

- miglioramento delle caratteristiche meccaniche dei filamenti metallici;

- possibilità di filettare direttamente il corpo spazzola con possibilità di ridurre i costi di magazzino e di trasporto (si noti che la filettature presenta un diametro maggiore di quelli commercialmente utilizzati, i quali vengono ottenuti accoppiando la filettature con un apposito adattatore);

- vincolo rigido di ogni filamento metallico della spazzola costante nel tempo, per cui ogni filo non viene influenzato dall’aumento della temperatura durante l’utilizzo della spazzola o dalla velocità di funzionamento o dalla rottura degli altri filamenti durante il funzionamento della spazzola;

- ottima resistenza chimica della matrice metallica che non genera nessun tipo di polvere durante l’utilizzo (e dunque nessun inquinamento delle superfici spazzolate); - con l’utilizzo della lega di alluminio, essendo un’ottima conduttrice elettrica, non si viene ad avere nessuna differenza di potenziale elettrico tra i vari componenti (specie utilizzando filamenti metallici di ottone).

- possibilità di avere spazzole totalmente amagnetiche utilizzando filamenti ed elementi per la tenuta dei fili di materiali amagnetici (come ad esempio rame, ottone o simili).

Preferibilmente, la spazzola comprende inoltre un corpo anulare disposto intorno ad un corpo discoidale per definire una corona circolare di attraversamento per detta prima porzione dei fili atta a serrarli insieme per posizionarli all’interno dello stampo.

Tali corpi anulare e discoidale sono anch’essi inglobati nel metallo in modo da definire un unico corpo spazzola di metallo.

Preferibilmente, il corpo spazzola metallico à ̈ provvisto di primi mezzi di vincolo filettati. Ancor più preferibilmente, i primi mezzi di vincolo comprendono un foro filettato realizzato direttamente nel corpo spazzola, in corrispondenza di un suo asse di rotazione, ed un adattatore tubolare vincolato per avvitamento in detto foro filettato per consentire il collegamento tra detto corpo spazzola ed un sistema per la sua movimentazione.

Alternativamente, o in combinazione, il corpo spazzola à ̈ provvisto di mezzi di vincolo esterni configurati per essere collegati ad un corpo di una spazzola modulare. Inoltre, preferibilmente, una superficie esterna del corpo spazzola definisce una pluralità di sporgenze o di forature di rinforzo per la struttura portante della spazzola nelle zone più sollecitate durante il suo funzionamento.

Per incrementare la resistenza meccanica del corpo spazzola, esso presenta preferibilmente una pluralità di alette di rinforzo e/o fori passanti per convogliare l’aria in zone dove avviene la spazzolatura.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva di una spazzola industriale, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 illustra una spazzola modello a tazza secondo il presente trovato con anello a filo metallico ondulato annegato nel corpo spazzola 2, in sezione;

- la figura 2 illustra una spazzola a tazza secondo il presente trovato con anello a mazzetti ritorti , annegato nel corpo spazzola 2, in sezione;

- la figura 3 illustra una spazzola circolare secondo il presente trovato con anello a filo metallico ondulato annegato nel corpo spazzola 2, in sezione;

- la figura 4 illustra una spazzola circolare secondo il presente trovato con anello a mazzetti ritorti annegato nel corpo spazzola 2, in sezione;

- la figura 5 illustra una spazzola a tazza secondo il presente trovato con anello a fili metallici ondulati e con elementi metallici per avere un preciso posizionamento della spazzola all’interno della cavità dello stampo per stampaggio ad iniezione o per colata annegati nel corpo spazzola di metallo 2, in sezione; - la figura 6 illustra una variante alternativa del metodo produttivo di cui alle figure precedenti in una vista laterale schematica per meglio evidenziarne altre; - le figure 7 e 8 illustrano una unità di spazzola per lavorazioni meccaniche realizzata con il metodo di cui alla figura 6, entrambe in vista prospettiche;

- la figura 9 illustra una spazzola modulare per lavorazioni meccaniche realizzata con elementi spazzola realizzati con il metodo di cui alla figura 6, in una vista in pianta dall’alto;

- la figura 10 illustra una fase del metodo produttivo in oggetto per realizzare un differente tipo di spazzola, cioà ̈ spazzola modello a circolare con gambo , in una vista laterale schematica;

- la figura 11 illustra una vista della spazzola circolare prodotta mediante flange di alluminio prodotte mediante stampaggio ad iniezione o per colata.

Nelle figure, si à ̈ indicata con il numero 1 una spazzola industriale secondo la presente invenzione.

La spazzola 1 comprende un corpo spazzola 2 e una pluralità di fili metallici.

I fili hanno una prima porzione 3 annegata nel corpo spazzola di metallo 2 e una seconda porzione 4 atta ad effettuare una spazzolatura quando la spazzola 1, (ovvero il corpo spazzola 2) Ã ̈ posta in rotazione attorno a un proprio asse 5 longitudinale.

Originalmente, il corpo spazzola 2 Ã ̈ formato da un metallo fuso in cui la prima porzione dei fili metallici 3 Ã ̈ immersa; detto metallo legante ingloba la prima porzione dei fili 3 per renderla solidale in modo rigido al corpo spazzola 2.

Tale metallo legante consiste in un metallo in fase liquida con temperatura di fusione inferiore a 2000°C e successivamente solidificato attorno alla prima porzione dei fili 3 per inglobarli in detto corpo spazzola 2.

Preferibilmente, detto corpo spazzola di metallo 2 Ã ̈ formato da un metallo di alluminio o dalle sue leghe (temperatura di fusione circa 800°C).

Dunque, il corpo spazzola 2 di metallo comprende originalmente un blocco rigido inglobante i fili o l’anello con i fili, ottenuto per solidificazione di un metallo fuso in uno stampo 8 (per esempio mediante colata o per stampaggio ad iniezione).

Preferibilmente, il corpo spazzola 2 di metallo fuso definisce internamente un incavo 6.

L'incavo 6 ha la funzione di agevolare una connessione della spazzola 1 a un mandrino, ovvero a un albero rotante per mettere in rotazione la spazzola durante la spazzolatura.

Si osservi comunque che la presenza dell'incavo 6 non à ̈ essenziale, in quanto la spazzola 1 potrebbe essere connessa a mezzi di rotazione della spazzola stessa mediante ganasce o altri mezzi di connessione.

Tuttavia, la presenza dell'incavo à ̈ vantaggiosa in quanto agevola l'accoppiamento della spazzola 1 al mandrino; inoltre, non ci sono tolleranze nel centraggio della spazzola quando questa viene fissata al mandrino. Pertanto, nella forma realizzativa illustrata nella figura 1 la spazzola 1 comprende un numero particolarmente ridotto di componenti, ovvero comprende solo un anello con fili di metallo 3 annegato nel corpo spazzola 2 definito dal metallo solidificato. Pertanto, la spazzola 1 à ̈ priva di riduzione, nonché di flangia e coppe che sono quindi sostituite dal metallo solidificato che ne migliora notevolmente le caratteristiche meccaniche.

In questa luce, Ã ̈ anche previsto che l'incavo 6 definisca internamente una filettatura per consentire un avvitamento del corpo spazzola 2 al mandrino.

La figura 2 illustra una spazzola 1 provvista dell'incavo 6 e della flangia con mazzetti ritorti 7. Secondo un’altra variante realizzativa del presente trovato (illustrata nella figura 3), la spazzola comprende anch’essa un corpo spazzola di metallo fuso con forma geometrica idonea alla spazzola modello circolare con annegato all’interno un anello con fili metallici ondulati e con foro centrale 6 .

Secondo un’altra variante realizzativa del presente trovato (illustrata nella figura 4), la spazzola modello circolare à ̈ ottenuta da un anello con mazzetti ritorti annegato nel corpo spazzola di metallo 2 con foro centrale 6.

Ciò consente, vantaggiosamente, di agevolare l'avvitamento della spazzola modello circolare 1 a un mandrino, se necessità si può filettare direttamente la matrice di metallo evitando così la presenza della riduzione.

La spazzola modello a tazza illustrata nella figura 5 comprende degli elementi metallici (anello esterno 9 e coppa interna 10) per il perfetto centraggio della spazzola all’interno della cavità dello stampo 8 e di una flangia interna 10 per la tenuta dei filamenti metallici o dei mazzetti (poiché in questo caso può non essere utilizzato la ghiera con fili metallici per il filo ondulato o la flangia forata per i mazzetti ritorti).

L’anello metallico 9 con la flangia interna 10 vengono utilizzati per avere un centraggio preciso dei fili metallici rispetto l’asse di rotazione e per tenerli fermi durante la fase di stampaggio (per colata o ad iniezione).

Nella figura 6 l’utensile spazzola 1 comprende essenzialmente una prima porzione composta da un corpo spazzola 2 che sarà formato dal volume libero all’interno dello stampo 8 ed una prima porzione di fili 3 posta all’interno dello stampo.

Il metodo comprende le seguenti fasi:

- una disposizione di una porzione del citato insieme 3 di filamenti metallici entro una cavità dello stampo 8 presentante un’opportuna forma geometrica

- un’immissione di un metallo in forma fusa all’interno della citata cavità dello stampo 8 fino al riempimento della cavità stessa tramite il foro 11.

- una solidificazione di detto metallo fuso con una detta porzione dell’insieme di filamenti metallici 3 al suo interno bloccata a definire una unità spazzola 1 (vedi figura 7 e 8).

Entrando nel dettaglio della metodologia, la citata fase di disposizione della porzione di fili 3, può essere a titolo esemplificativo, un posizionamento manuale introdotto nell’apposita cavità dello stampo 8.

Successivamente, la cavità dello stampo 8 viene chiusa con una seconda parte mobile 8A dello stesso stampo.

La citata fase di immissione del materiale liquido avviene, preferibilmente, ma non limitatamente, attraverso delle zone 11 di passaggio dello stampo 8. A titolo puramente esemplificativo, la citata fase di immissione può essere realizzata tramite iniezione del metallo fuso (preferibilmente alluminio o sue leghe) all’interno dello stampo 8, oppure (vedi figura 6) tramite una colata del metallo fuso all’interno dello stampo 8 con passaggio del liquido in corrispondenza di zone 11 impegnate dall’insieme dei filamenti 3.

Ovviamente le metodologie di immissione possono essere di svariati tipi in funzione della forma della cavità dello stampo 8 e della conformazione finale del corpo spazzola 2.

Nella figura 10, infatti, à ̈ illustrata, a titolo di esempio, uno stampo 8 per spazzole 1 modello circolare con gambo 12 di supporto per confermare l’universalità della metodologia di realizzazione .

Nella figura 11 à ̈ rappresentata una spazzola modello a circolare a filamenti sintetici o naturali con flange 16 e 17 in alluminio,prodotte con stampaggio per colata o ad iniezione, in cui sono montate a pressione una rispetto all’altra e con configurazioni speciali.

Nella figura sono rappresentate a titolo di esempio con una dentatura 18 nella loro parte interna (per bloccare i fili).

In entrambi i casi appena descritti, la spazzola 1 può essere ottenuta in differenti combinazioni (con filamenti metallici o sintetici); il materiale liquido può essere composto da una lega metallica (con base in alluminio) e l’insieme 3 di filamenti deve essere di metallo oppure se gli elementi sono stampati in alluminio i filamenti 3 possono essere metallici o sintetico o naturali.

In generale la spazzola 1 per lavorazioni meccaniche comprende, quindi, il corpo spazzola di metallo 2 che costituisce il mezzo di unione con il citato insieme di filamenti metallici 3 a definire un corpo rigido unico compatto.

In sostanza si può dire che il corpo spazzola 2 definisca, in una prima soluzione, il vero e proprio corpo spazzola ed anche i mezzi di vincolo dell’insieme dei filamenti 3 allo stesso corpo spazzola 2, mentre la parte libera dei filamenti 4 serve per eseguire il lavoro di spazzolatura.

A livello costruttivo, i citati primi mezzi 6 di vincolo possono comprendere una filettatura realizzata entro il corpo spazzola 2.

In alternativa, il corpo spazzola 2 può definire un elemento intermedio di associazione (compattazione in corpo unico) del citato insieme 3 di filamenti e dove l’elemento di corpo spazzola 2 à ̈ provvisto dei citati mezzi 13 di vincolo (vedi figure 7-8 e 9).

Questo elemento spazzola intermedio 1 à ̈ provvisto, sulla propria superficie esterna, dei citati mezzi di vincolo 13 complementarmente associabili, in modo risolvibile (ovvero reversibile), con i secondi mezzi 15 di vincolo presentati da un relativo corpo spazzola 14 operativo all’interno di almeno una relativa sede 15 di alloggiamento risolvibile dell’elemento spazzola 1.

Come osservabile nelle figure 7 e 9 i primi e secondi mezzi 13 e 15 di vincolo risolvibile sono costituiti da una relativa filettatura realizzata, rispettivamente, entro la citata sede 15 presentata dal corpo spazzola 14 e sulla superficie dell’elemento spazzola 1.

Nel caso di realizzazione delle filettature sull’elemento spazzola 1, la conformazione dello stesso corpo spazzola 2 può essere sostanzialmente cilindrica. In alternativa, l’elemento spazzola 1 può presentare una conformazione sostanzialmente tronco conica (vedi figura 8) del corpo spazzola 2 e l’applicazione sul corpo spazzola 14 può essere per interferenza sfruttando le caratteristiche di precisione dell’elemento spazzola 1. Nella figura 9 à ̈ illustrata, a titolo esemplificativo e non limitativo, una spazzola 14 realizzata con l’elemento spazzola 1 (vedi fig. 7 e 8) ed in cui à ̈ presente una pluralità di insiemi di filamenti 4 a definire la citata seconda porzione dei filamenti che eseguono la spazzolatura.

La seconda porzione di filamenti 4, quindi, à ̈ definita da una corrispondente pluralità di elementi spazzola 1 uniti in un corpo unico 14 tramite i citati primi mezzi di vincolo 13 risolvibile, a un unico corpo spazzola 14 provvisto di una corrispondente pluralità di sedi 15 provviste di relativi secondi mezzi di vincolo.

In pratica si definisce una spazzola modulare.

La metodologia appena descritta e l’elemento spazzola ottenuto raggiungono quindi, gli scopi prefissati grazie a semplici e rapide fasi atte ad ottenere un prodotto finale estremamente compatto, di elevate caratteristiche tecniche e di costo ridotto.

La fusione omogenea del metallo fuso e dell’insieme dei fili metallici con il corpo spazzola 2 permette di ottenere una spazzola modulare con un’alta resistenza meccanica con conseguente miglioramento delle velocità operative e la sicurezza necessaria grazie all’asse di bloccaggi meccanici dei vari elementi spazzola 1.

Altra soluzione riguarda la realizzazione con lo stesso procedimento degli elementi (flange, coppe o altro) che possono essere utilizzati in sostituzione di quelli attualmente utilizzati per le spazzole.

La metodologia permette una ripetibilità standard costruttivo della spazzola in modo rapido e preciso con notevoli riduzioni dei costi e con materiali che definisce caratteristiche di sicurezza e leggerezza dell’elemento spazzola e della spazzola, non raggiungibili dalle spazzole di tipo tradizionale.

Sfruttando le caratteristiche dei metalli (come ad esempio l’alluminio e le sue leghe) ed utilizzando filamenti in ottone, si ottengono anche spazzole totalmente antideflagranti ed amagnetiche se vengono utilizzati anche elementi costruiti con metalli amagnetici per la tenuta dei fili di ottone.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per realizzare una spazzola o elemento spazzola (1) comprendente una prima porzione di fili (3) annegata nel corpo spazzola di metallo (2) ed una seconda porzione di fili metallici (4) libera, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno le seguenti fasi: - predisposizione di una pluralità di filamenti metallici (3); - disposizione di una porzione di detti filamenti metallici (3) all’interno di una cavità di uno stampo presentante una prefissata forma geometrica; - immissione di un metallo fuso all’interno di detta cavità dello stampo fino al riempimento della stessa; - raffreddamento di detto metallo fuso per consentirne la solidificazione con detta porzione di fili metallici (3) al suo interno, in modo da definire un unico corpo spazzola (2) da cui sporge una porzione non annegata (4) dei filamenti metallici, atta ad eseguire l’operazione di spazzolatura.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di definizione di primi mezzi (6, 13) di vincolo sul corpo spazzola (2) configurati per permettere il collegamento reversibile con secondi mezzi di vincolo ad essi complementari, definiti da un supporto operativo o spazzola modulare.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta fase di definizione di detti primi mezzi di vincolo (6, 13) comprende una fase di realizzazione di una cavità filettata all’interno di detto corpo spazzola (2).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2 o la 3, caratterizzato dal fatto detta fase di definizione di detti primi mezzi di vincolo (6, 13) à ̈ realizzata contemporaneamente a detta fase di immissione del metallo fuso nella cavità dello stampo (8).
5. 5. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tra detta fase di disposizione di un insieme di filamenti di metallo (3) e detta fase di immissione del metallo fuso in relative zone (11) definenti dei canali di passaggio per detto metallo liquido sono previste le seguenti fasi: - chiusura di una parte mobile (8A) dello stampo (8); - bloccaggio di almeno detta porzione di filamento metallici (3) all’interno della cavità dello stampo (8).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la fase di bloccaggio comprende le seguenti fasi: - posizionamento di un corpo discoidale (10) sostanzialmente concentrico con un asse di rotazione della spazzola; - posizionamento dei fili metallici perimetralmente a detto corpo discoidale (10); - posizionamento un corpo anulare (9) esterno, in modo tale da definire una corona circolare di alloggiamento dei fil metallici interposta tra detto corpo discoidale (10) e detto corpo anulare (9) al fine di bloccare detti fili metallici.
7. 7. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto metallo fuso à ̈ composto da alluminio o dalle sue leghe e detto almeno insieme di fili (3) à ̈ di metallo.
8. 8. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di rinvenimento dei fili metallici (3, 4) realizzata dal metallo fuso immesso nello stampo (8).
9. 9. Metodo per realizzare una spazzola o elemento spazzola (1), caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - realizzazione di un primo corpo spazzola (16) presentante una prefissata forma geometrica provvista di almeno una porzione sostanzialmente cilindrica centrale; detta fase essendo realizzata mediante immissione di un metallo fuso all’interno di una cavità di un primo stampo presentante detta prefissata forma geometrica; - realizzazione di un secondo corpo spazzola (17) presentante una prefissata forma geometrica complementare a quella di detto primo corpo spazzola (16); detta fase essendo realizzata mediante immissione di un metallo fuso all’interno di una cavità di un secondo stampo presentante detta prefissata forma geometrica; - predisposizione di almeno un anello provvisto di una pluralità di fili (3, 4) sporgenti radialmente ad esso; - accoppiamento di detto anello con detto primo corpo spazzola (16) mediante inserimento dell’anello in detta porzione sostanzialmente cilindrica; - accoppiamento di detto secondo corpo spazzola (17) con detto primo corpo spazzola (16) mediante pressatura.
10. 10. Spazzola o elemento spazzola (1) industriale o per hobbistica comprendente: - un corpo spazzola di metallo (2); - una pluralità di fili metallici aventi una prima porzione (3) accoppiata al corpo spazzola (2) e una seconda porzione (4) libera, atta ad effettuare una spazzolatura quando il corpo spazzola (2) à ̈ posto in rotazione attorno a un proprio asse (5), caratterizzata dal fatto che il corpo spazzola di metallo (2) à ̈ formato da metallo fuso e che detta prima porzione (3) dei fili à ̈ inglobata e vincolata a detto corpo spazzola (2) in modo tale da definire un unico corpo metallico .
11. 11. Spazzola secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto di comprendere un corpo anulare (9) disposto intorno ad un corpo discoidale (10) per definire una corona circolare di attraversamento per detta prima porzione dei fili (3) atta a serrarli insieme per posizionarli all’interno dello stampo; detto corpo anulare (9) e detto corpo discoidale (10) essendo inglobati nel metallo in modo da definire un unico corpo spazzola di metallo (2).
12. 12. Spazzola o elemento spazzola (1) secondo la rivendicazione 10 o la 11, caratterizzata dal fatto che detto corpo spazzola metallico (2) Ã ̈ provvisto di primi mezzi (6) di vincolo filettati.
13. 13. Spazzola o elemento spazzola (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni dalla 10 alla 12, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di vincolo (6) comprendono un foro filettato realizzato direttamente nel corpo spazzola (2), in corrispondenza di un suo asse di rotazione (5), ed un adattatore tubolare vincolato per avvitamento in detto foro filettato per consentire il collegamento tra detto corpo spazzola ed un sistema per la sua movimentazione.
14. 14. Spazzola o elemento spazzola (1) una qualunque delle rivendicazioni dalla 10 alla 13, caratterizzata dal fatto che detto corpo spazzola (2) Ã ̈ provvisto di mezzi di vincolo esterni (13) configurati per essere collegati ad un corpo (14) di una spazzola modulare.
15. 15. Spazzola o elemento spazzola (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni dalla 10 alla 14, caratterizzata dal fatto che una superficie esterna del corpo spazzola (2) definisce una pluralità di sporgenze o di forature di rinforzo per la struttura portante della spazzola nelle zone più sollecitate durante il suo funzionamento.