ITLU20090011A1 - DEVICE FOR THE CONTROL OF THE DIAMOND WIRE TENSION AND FOR THE CONTROL OF ITS DEFORMATE TO BE USED IN DIAMOND WIRE MACHINES FOR CUTTING STONE MATERIALS - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale dal titolo: Description of the patent for industrial invention entitled:

" Dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata da utilizzare in macchine a filo diamantato per il taglio di materiali lapidei" "Device for controlling the tension of the diamond wire and for the control of its deformation to be used in diamond wire machines for cutting stone materials"

Il presente trovato riguarda il settore del taglio di materiali lapidei quali granito, porfido, marmo e pietre similari ed in particolare si riferisce ad un dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata a mezzo della rilevazione della forza di taglio, da utilizzare in macchine a filo diamantato per il taglio di detti materiali. The present invention relates to the sector of cutting stone materials such as granite, porphyry, marble and similar stones and in particular it refers to a device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation by detecting the force of cutting, to be used in diamond wire machines for cutting said materials.

Come e' noto, le macchine a filo diamantato che eseguono il taglio in lastre dei blocchi di materiali lapidei duri, quali il granito e le pietre similari, realizzano il taglio mediante uno o più fili diamantati trascinati in movimento da un apposito volano motorizzato. As is known, diamond wire machines that cut blocks of hard stone materials, such as granite and similar stones, into slabs, perform the cut by means of one or more diamond wires dragged in motion by a special motorized flywheel.

Le macchine a filo diamantato per il taglio di materiali lapidei comprendono sostanzialmente una struttura fissa portante i volani, che sottendono i fili diamantati, ed uno o più carrelli portanti il blocco da tagliare. Per realizzare il taglio il filo, chiuso ad anello, viene trascinato per attrito a forte velocità da un volano motorizzato sul quale esso è parzialmente avvolto, mentre è sotteso da uno o più altri volani folli, che il filo stesso trascina in rotazione. In alcune macchine mentre il filo scorre velocemente, esso viene fatto avanzare contro il blocco movimentando i supporti scorrevoli sui quali sono ancorati i volani. Lo stesso risultato si può ottenere tenendo fissi i supporti dei volani e facendo muovere il blocco contro il filo. Diamond wire machines for cutting stone materials substantially comprise a fixed structure carrying the flywheels, which subtend the diamond wires, and one or more carriages carrying the block to be cut. To make the cut the wire, closed in a ring, is dragged by friction at high speed by a motorized flywheel on which it is partially wound, while it is subtended by one or more other idle flywheels, which the wire itself drags in rotation. In some machines, while the wire runs quickly, it is made to advance against the block by moving the sliding supports on which the flywheels are anchored. The same result can be achieved by keeping the flywheel supports fixed and making the block move against the wire.

I fili diamantati utilizzati in queste macchine sono costituiti da un'anima metallica, realizzata con un cavo a trefoli, nella quale sono infilate le "perline" (cilindri sinterizzati di metallo con microgranuli di diamante, presentanti un foro assiale al centro). Le perline sono distanziate fra di loro con un passo costante a mezzo di cilindretti di materiale plastico, anch'essi infilati sul cavo a trefoli. Una volta inseriti perline e distanziali sul cavo metallico, questo viene chiuso ad anello, unendo saldamente le sue estremità. A questo punto il filo diamantato può essere alloggiato sui volani, essere teso ed essere utilizzato per il taglio. È fondamentale notare che il corretto tensionamen- The diamond wires used in these machines consist of a metal core, made with a stranded cable, into which the "beads" (sintered metal cylinders with diamond micro-granules, with an axial hole in the center) are inserted. The beads are spaced from each other with a constant pitch by means of plastic cylinders, also threaded on the stranded cable. Once beads and spacers have been inserted on the metal cable, it is closed in a loop, firmly joining its ends. At this point the diamond wire can be housed on the flywheels, be taut and used for cutting. It is essential to note that the correct tensioning

Per poter eseguire tagli con poco sfrido, le perline vengono realizzate di piccolo diametro. Anche il cavo metallico sul quale esse sono montate è, quin di, realizzato di piccolo diametro. Ne consegue che le tensioni che vengono date ai fili non possono essere molto elevate e che loro eventuali variazioni non controllate rischiano di provocarne la rottura. In order to make cuts with little waste, the beads are made of small diameter. The metal cable on which they are mounted is therefore also made of small diameter. It follows that the tensions given to the threads cannot be very high and that any uncontrolled variations in them risk causing them to break.

Attualmente per realizzare il tensionamento dei fili vengono normalmente impiegati tenditori pneumatici, oleodinamici o meccanici che consentono di effettuare singolarmente il contemporaneo tensionamento di tutti i filI impiegati per il taglio fino al valore desiderato. In Fig. 1, Dettaglio A, è schematicamente mostrato un esempio di tenditore costituito da un volanetto folle (4) che viene a contatto con il filo diamantato, un slitta mobile (5), uno spintore (6). Currently, pneumatic, oleodynamic or mechanical tensioners are normally used to carry out the tensioning of the threads, which allow the simultaneous tensioning of all the threads used for cutting to be carried out individually up to the desired value. Fig. 1, Detail A, schematically shows an example of a tensioner consisting of an idle handwheel (4) which comes into contact with the diamond wire, a mobile slide (5), a pusher (6).

Per controllare il "cavallo", cioè la freccia della curva che assume il filo a contatto con il blocco di materiale lapideo sotto l'azione delle forze di taglio, si fa ricorso al pilotaggio della "cala", cioè della velocità di avanzamento, per mezzo dell' assorbimento amperometrico del volano motore. Il sistema di tensionamento consente di ottenere la tensione voluta del filo solo all'inizio dell'operazione di tensionamento ma, a causa dell'attrito sui volani, non ne garantisce il suo mantenimento per tutta la durata dell'operazione di taglio in tutta l'estensione del filo. Il controllo amperometrico effettuato sul motore, nel caso di macchine multifilo, ha valore sul valor medio dello sforzo di taglio, ma non esclude che alcuni fili abbiano tensioni maggiori di altri, venendosi a trovare in condizioni critiche. Tutto ciò conduce a frequenti rotture dei fili per eccessiva sollecitazione e a difetti di taglio su alcune lastre, dovuti al raggiungimento per alcuni fili di alti valori del "cavallo". To control the "horse", that is the arrow of the curve that the wire assumes in contact with the block of stone material under the action of the cutting forces, the driving of the "cala", that is the speed of advancement, is used to means of the amperometric absorption of the engine flywheel. The tensioning system allows to obtain the desired tension of the thread only at the beginning of the tensioning operation but, due to the friction on the flywheels, it does not guarantee its maintenance for the entire duration of the cutting operation. extension of the thread. The amperometric control carried out on the motor, in the case of multi-wire machines, has value on the average value of the cutting effort, but does not exclude that some wires have higher voltages than others, finding themselves in critical conditions. All this leads to frequent breakage of the wires due to excessive stress and to cutting defects on some slabs, due to the achievement of high "crotch" values for some wires.

L'invenzione si propone di realizzare un dispositivo che permetta di evitare il raggiungimento di valori che conducano a tensioni eccessive e a valori troppo alti di "cavallo". The invention proposes to realize a device which allows to avoid reaching values which lead to excessive voltages and too high "horse" values.

Secondo l'invenzione, ciò può essere ottenuto con il dispositivo, da utilizzare in macchine per il taglio di materiali lapidei come sopra definite, caratterizzato dal fatto di avere un sensore in grado di rilevare il valore della forza con cui il materiale lapideo sollecita il singolo filo. According to the invention, this can be achieved with the device, to be used in machines for cutting stone materials as defined above, characterized by having a sensor capable of detecting the value of the force with which the stone material stresses the individual. wire.

Altre caratteristiche, nonché i vantaggi del dispositivo secondo il presente trovato risulteranno più chiaramente dalla descrizione che segue di una loro forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Other characteristics, as well as the advantages of the device according to the present invention, will become clearer from the following description of an embodiment thereof, given by way of non-limiting example with reference to the attached drawings, in which:

. la fig. l mostra una vista laterale di una macchina sopra menzionata, comprendente il carrello con il blocco di materiale lapideo (8), la struttura portante della macchina (O),i cursori (16) scorrevoli lungo la colonna, portanti il volano motore (l), i volani folli (2) e (3), il filo diamantato (7), il gruppo di tensionamento dei fili (lO), il dispositivo di rilevazione della forza di taglio secondo il presente trovato (9); . fig. l shows a side view of a machine mentioned above, comprising the trolley with the block of stone material (8), the supporting structure of the machine (O), the sliders (16) sliding along the column, carrying the flywheel (l) , the idle flywheels (2) and (3), the diamond wire (7), the wire tensioning unit (10), the device for detecting the cutting force according to the present invention (9);

. la fig. 2 è il disegno schematico del presente trovato (9). . fig. 2 is the schematic drawing of the present invention (9).

Secondo il presente trovato, in questi disegni, e con maggior dettaglio in Fig. 2, vengono indicati: il volanetto folle (14) sul quale scorre il filo diamantato (7), spinto contro di esso dalla forza di taglio; il telaietto (13) portante solidamente l'asse (17) sul quale ruota il volanetto ad esso rotoidalmente collegato; il supporto rigido (15) solidale al cursore; il profilato di cerniera (11), solidale al supporto rigido e intorno alla cui appendice a sezione cilindrica è libero di ruotare il telaietto; la cella di carico (12) fissata ad una sua estremità al supporto rigido e all'altra estremità al telaietto. According to the present invention, in these drawings, and in greater detail in Fig. 2, the following are indicated: the idle wheel (14) on which the diamond wire (7) slides, pushed against it by the cutting force; the small frame (13) solidly carrying the axis (17) on which the handwheel rotates rotoidally connected to it; the rigid support (15) integral with the slider; the hinge section (11), integral with the rigid support and around whose cylindrical section appendix the frame is free to rotate; the load cell (12) fixed at one end to the rigid support and at the other end to the frame.

Come risulta chiaro dai disegni allegati, durante le operazioni di taglio il filo diamantato spinge sul volanetto, il cui telaio incernierato va a caricare la cella di carico con una forza proporzionale alla forza di taglio. Il valore di tale forza, rilevato dalla cella di carico, può facilmente e con mezzi noti es sere utilizzato per pilotare il valore di cala, al fine di ottenere i valori desiderati per la tensione del filo diamantato e del "cavallo". As is clear from the attached drawings, during the cutting operations the diamond wire pushes on the flywheel, the hinged frame of which loads the load cell with a force proportional to the cutting force. The value of this force, detected by the load cell, can easily and with known means be used to drive the drop value, in order to obtain the desired values for the tension of the diamond wire and of the "horse".

I vantaggi sostanziali del presente trovato consistono nella eliminazione dei rischi legati alla rottura dei fili diamantati e nella possibilità di tenere controllato il "cavallo", cioè la deformata del filo sotto le azioni delle forze di taglio. The substantial advantages of the present invention consist in the elimination of the risks connected with the breaking of the diamond wires and in the possibility of keeping the "horse", that is the deformation of the wire under the actions of the cutting forces, under control.

Rispetto alle soluzioni note, ciò si traduce in maggiore sicurezza sul posto di lavoro, minor tempo necessario per la sostituzione dei fili diamantati, minori tempi di fermo macchina, riduzione del numero di addetti, migliore qualità delle lastre tagliate, minore incidenza dei danni causati ai blocchi in segaglOne. Compared to known solutions, this translates into greater safety in the workplace, less time needed to replace the diamond wires, less machine downtime, reduction in the number of workers, better quality of the cut sheets, lower incidence of damage caused to segaglOne blocks.

Il trovato è stato descritto in relazione ad una forma di realizzazione preferita, la quale consente variazioni meccanicamente e concettualmente equivalenti. The invention has been described in relation to a preferred embodiment, which allows mechanically and conceptually equivalent variations.

Varianti e/o modifiche potranno essere apportate al dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata da utilizzare in macchine a filo diamantato per il taglio di materiali lapidei secondo il presente trovato, senza per questo uscire dall'ambito di protezione del brevetto. Variations and / or modifications may be made to the device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation to be used in diamond wire machines for cutting stone materials according to the present invention, without thereby departing from the scope. of patent protection.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI <1 - Dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata da utilizzare in macchine a filo diamantato per il;>taglio di materiali lapidei, comprendente un supporto rigido solidale al cursore, un volanetto folle sul quale scorre il filo diamantato, un telaietto portante solidamente l'asse sul quale ruota il volanetto ad esso rotoidalmente collegato, una cerniera solidale al supporto rigido intorno alla quale è libero di ruotare il telaietto, caratterizzato dal fatto di avere una cella di carico fissata con una sua estremità al supporto rigido e con l'altra estremità al telaietto, atta alla rilevazione della forza di taglio esercitata dal filo diamantato sul blocco; 2 - Dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata secondo la Rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di avere, in sostituzione della cella di carico, un attuatore pneumatico in pressione a circuito chiuso, fissato con una sua estremità al supporto rigido e con l'altra estremità al telaietto, dotato di un trasduttore di pressione atto alla rilevazione della forza di taglio esercitata dal filo diamantato sul blocco; 3 - Dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata secondo la Rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di avere un attuatore oleodinamico in pressione a circuito chiuso, fissato con una sua estremità al supporto rigido e con l'altra estremità al telaietto, dotato di un trasduttore di pressione atto alla rilevazione della forza di taglio esercitata dal filo diamantato sul blocco; 4 - Dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata secondo le Rivendicazione precedenti in cui il telaietto è collegato al supporto rigido non con una cerniera ma con una coppia prismatica; 5 - Dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata da utilizzare in macchine a filo diamantato per il taglio di materiali lapidei, comprendente un supporto rigido solidale al cursore, un volanetto folle sul quale scorre il filo diamantato, un telaietto solidale al supporto rigido, caratterizzato dal fatto che l'asse sul quale ruota il volanetto ad esso rotoidalmente collegato è una cella di carico a perno, atta alla rilevazione della forza di taglio esercitata dal filo diamantato sul blocco; 6 - Dispositivo per il controllo della tensione del filo diamantato e per il controllo della sua deformata da utilizzare in macchine a filo diamantato per il taglio di materiali lapidei, comprendente un supporto rigido solidale al cursore, un volanetto folle sul quale scorre il filo diamantato, un telaietto portante solidamente l'asse sul quale ruota il volanetto ad esso rotoidalmente collegato, caratterizzato dal fatto di avere un torsiometro posto a distanza nota dalla direzione della forza di taglio, solidale da una parte al supporto rigido e dall'altra al telaietto, atto alla rilevazione della coppia e quindi della forza di taglio esercitata dal filo diamantato sul blocco.CLAIMS <1 - Device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation to be used in diamond wire machines for;> cutting stone materials, comprising a rigid support integral with the cursor, an idle flywheel on which the diamond wire, a small frame solidly supporting the axis on which the handwheel rotates rotoidally connected to it, a hinge integral with the rigid support around which the small frame is free to rotate, characterized by having a load cell fixed with one of its ends to the rigid support and with the other end to the small frame, suitable for detecting the cutting force exerted by the diamond wire on the block; 2 - Device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation according to Claim 1, characterized by having, in place of the load cell, a pneumatic actuator under pressure with closed circuit, fixed with one of its ends to the rigid support and with the other end to the small frame, equipped with a pressure transducer suitable for detecting the cutting force exerted by the diamond wire on the block; 3 - Device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation according to Claim 2, characterized in that it has a closed-circuit pressurized hydraulic actuator, fixed with one end to the rigid support and with the other end to the small frame, equipped with a pressure transducer suitable for detecting the cutting force exerted by the diamond wire on the block; 4 - Device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation according to the preceding Claims in which the small frame is connected to the rigid support not with a hinge but with a prismatic pair; 5 - Device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation to be used in diamond wire machines for cutting stone materials, comprising a rigid support integral with the cursor, an idle flywheel on which the diamond wire runs, a small frame integral with the rigid support, characterized in that the axis on which the handwheel rotates rotoidally connected to it is a pin load cell, suitable for detecting the cutting force exerted by the diamond wire on the block; 6 - Device for controlling the tension of the diamond wire and for controlling its deformation to be used in diamond wire machines for cutting stone materials, comprising a rigid support integral with the cursor, an idle flywheel on which the diamond wire runs, a small frame solidly bearing the axis on which the handwheel rotates rotoidally connected to it, characterized in that it has a torque meter placed at a known distance from the direction of the cutting force, integral on one side to the rigid support and on the other to the small frame, suitable for to the detection of the torque and therefore of the cutting force exerted by the diamond wire on the block.