ITMI20140260U1 - Dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica.

Come noto, generalmente quasi tutte le leghe d’alluminio mostrano un buon comportamento durante il decorso del processo di anodizzazione, anche se la tipologia di trattamento di formatura utilizzato influenza la microstruttura degli strati superficiali e perciò anche il risultato dell’anodizzazione.

L’effetto principale degli elementi di lega si manifesta nella finitura superficiale, diretta conseguenza delle interazioni chimiche che si verificano all’interfaccia ossido – elettrolita.

Nei processi di ossidazioni noti, generalmente si opera determinando direttamente la densità di corrente necessaria, e di conseguenza il voltaggio applicato per avere un miglior controllo della velocità di ricoprimento.

Le diverse leghe richiedono differenti voltaggi per far circolare la stessa densità di corrente.

La corrente richiesta per unità di spessore del film dipende principalmente dall’effetto degli elementi di lega sulla conduttività dello strato stesso.

L’anodizzazione richiede, inoltre, un alto grado di pulizia della superficie da trattare, poiché residui di oli o grassi di lavorazione, ma anche solo impronte digitali da manipolazione diminuiscono l’efficacia della soluzione elettrolitica e producono superfici irregolari.

Nel processo di anodizzazione riveste una notevole importanza la fase e la tipologia di ancoraggio dei manufatti da trattare su appositi supporti che molto spesso hanno la duplice funzione di sostegno meccanico e di contatto elettrico.

La scelta della tipologia di ancoraggio è vincolata da molti fattori. In primo luogo, si deve garantire la resistenza meccanica della struttura, che si trova in esercizio in condizioni notevolmente drastiche.

La soluzione elettrolitica è, infatti, molto aggressiva nei confronti della maggior parte dei metalli da costruzione, e perciò la scelta dei materiali con cui realizzare i supporti è vincolata da queste duplici considerazioni.

Inoltre la struttura di supporto non deve assorbire troppa corrente a scapito dei manufatti, garantendo allo stesso tempo un buon contatto elettrico.

I punti di contatto devono essere scelti con accuratezza, generalmente in zone non in vista, poiché in tali zone non si svilupperà il ricoprimento anodico.

La quantità dei punti di contatto dipende in primo luogo dalla necessità di mantenere il bloccaggio durante tutto il trattamento, ma anche dalla considerazione che, all’aumentare dei punti di contatto, aumenta la possibilità di trasmettere ai pezzi da trattare la corrente necessaria, ovvero migliora la qualità della connessione elettrica, grazie alla possibilità di suddividere la corrente totale tra i vari punti di contatto e abbassare quindi il valore puntuale della corrente che transita dal singolo punto di contatto.

I supporti devono garantire anche un adeguato spazio tra i manufatti per consentire la corretta circolazione dell’elettrolita.

Particolari problemi durante i processi di ossidazione si verificano nel caso di forme lunghe e cave, come profilati in alluminio a contorno chiuso.

Infatti la disposizione del campo elettrico all’interno della sezione del profilato è tale da non favorire l’ossidazione anodica interna. Nel caso di forme cave a geometrie più complesse è necessario ricorrere a catodi addizionali posizionati nei punti chiave di tali cavità.

Quando lo spessore del ricoprimento raggiunge il valore desiderato, spesso si opera una fase di sigillazione della porosità, ottenuta mediante immersione in acqua calda o vapore, che opera un’idratazione dell’allumina superficiale.

L’effetto di questa operazione è quello di rendere più compatta e uniforme la superficie, rendendola impermeabile, garantendo una maggior durata e miglior aspetto superficiale. L’operazione di sigillazione può essere preceduta anche da una fase di colorazione mediante pigmenti dispersi in fase organica.

L’automatizzazione del processo industriale passa perciò attraverso un ciclo di lavorazione che può essere scomposto in tre fasi principali.

La pulizia che comprende tutte le sottofasi di lavaggio basico e/o acido, seguite dai rispettivi risciacqui in acqua calda e fredda.

L’anodizzazione che normalmente opera con acido solforico in concentrazione 180÷220gr/litro,16÷20V, alla temperatura di 20÷30°C; questo rivestimento è di solito successivamente colorato con prodotti organici o deposizione di metalli e offre un’ampia gamma di applicazioni.

Il processo finale è quello di sigillazione che può essere preceduto da elettrocolorazione.

Come è facile comprendere alla luce di quanto sopra accennato, in impianti che utilizzano il processo di anodizzazione, quali quelli di verniciatura e di trattamento dei profilati in alluminio, si ha una scadente produttività soprattutto dovuta alla realizzazione del trasferimento dei profilati e alla applicazione dei contatti elettrici ottimali per l’esecuzione della ossidazione.

Inoltre, nei procedimenti di tipo noto si ha anche un rapido deterioramento dei materiali di supporto e trasmissione elettrica per l’esecuzione del processo di ossidazione.

Nel caso poi di profili flessibili, tipicamente profili con sezione trasversale ridotta, nei procedimenti di tipo noto la trasmissione elettrica implica una particolare tipologia e metodologia di contatti elettrici e si rende inoltre necessario il sostegno dei profili tramite supporti intermedi posizionati lungo i profili stessi e che si aggiungono ai punti di aggancio dei profili costituiti dai contatti elettrici, con ulteriori perdite di tempo che vanno ad influire negativamente sulla produttività dell’intero impianto di trattamento superficiale dei profili.

Si tenga anche conto che nei processi di tipo noto, all’arrivo dei manufatti da trattare, questi vengono divisi per forma e dimensioni, con lo scopo di uniformare il più possibile i parametri di processo e di trasmissione elettrica con uno scadimento ulteriore della produttività.

Il compito tecnico che si propone il presente trovato è, pertanto, quello di realizzare un dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica che consenta di eliminare gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota.

Nell’ambito di questo compito tecnico uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica che sia di facile e rapida attivazione indipendentemente dalla conformazione aperta o chiusa e dalle dimensioni dell’elemento da trattare.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica che sia protetto dall’attacco del bagno di ossidazione e non riduca la produttività dell’impianto di verniciatura o di altra tipologia di trattamento al quale è associato.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica che consenta la realizzazione di contatti elettrici ottimali in modo automatico per qualsiasi tipologia e conformazione di profilato. Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo il presente trovato, viene raggiunto realizzando un dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica comprendente una vasca di ossidazione internamente alla quale vengono posti gli elementi da anodizzare e almeno un primo ed almeno un secondo contatto elettrico atti ad impegnarsi con una parte di detti elementi, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di spostamento per lo spostamento relativo di detto almeno un primo contatto e/o di detto almeno un secondo contatto per la loro connessione elettrica con detti elementi da anodizzare.

Le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni subordinate contribuiscono anch’esse all’espletamento del compito e degli scopi oggetto del presente trovato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite ma non esclusive di un dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica nel quale:

la figura 1 mostra una vista prospettica parziale rappresentativa del dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica secondo il trovato; e

la figura 2 mostra una vista dall’alto parziale del primo e secondo contatto del dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica .

Il dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica secondo il trovato, indicato complessivamente con 1 , comprende una vasca di ossidazione 2 degli elementi da anodizzare di qualsiasi forma e dimensione quali possono essere, preferibilmente ma non necessariamente, dei profilati in alluminio 3 .

I profilati 3 possono avere profilo aperto o chiuso, come rappresentato in fig.2, e sono trattenuti durante il loro trasferimento, ad esempio da una linea di trasporto aerea non rappresentata, da dei ganci 4.

Conseguentemente, in una vasca di anodizzazione 2 sono contemporaneamente presenti più profilati 3 di conformazione uguale o differente tra loro grazie al fatto che i contatti elettrici si adeguano automaticamente alla loro geometria.

Il dispositivo comprende almeno un primo ed almeno un secondo contatto elettrico, genericamente indicati con 5 e 6, atti ad impegnarsi con una parte superiore dei profilati 3 che non è stata immersa nel bagno di ossidazione e tramite la quale i profilati sono connessi ai ganci 4 di traslazione degli stessi.

Vantaggiosamente il dispositivo presenta dei mezzi di spostamento, nel loro complesso indicati con 20 per lo spostamento relativo del primo contatto 5 e/o del secondo contatto 6 in modo atto a permettere la loro connessione elettrica automatica con i profilati 3 presenti nella vasca 2 indipendentemente dalla loro geometria.

Più in dettaglio, il primo contatto elettrico 5 è statico e presenta una larghezza superiore alla larghezza di ciascuno dei profilati 3 e, preferibilmente, è senza soluzione di continuità .

Il secondo contatto elettrico 6 è dinamico e presenta una larghezza inferiore a quella dei profilati 3 in modo da potersi impegnare in modo ottimale con una o più parti della loro superficie indipendentemente dalla conformazione e dalla dimensione della stessa.

In questo modo tra profilati 3 e contatti elettrici 5 e 6 si ottengono sempre almeno 2 punti di contatto e quindi si garantisce una buona connessione elettrica dei profilati 3 indipendentemente dalla loro conformazione e dimensione.

Il secondo contatto 6 è formato da una pluralità di corpi 7 indipendenti e tra loro attivati singolarmente ciascuno da un cilindro pneumatico 8 facente parte dei mezzi di spostamento 20.

I corpi indipendenti 7 presentano tutti la medesima larghezza ed un passo di distanziamento costante e ciascuno di essi presenta superiormente una treccia 9 di conduzione della corrente elettrica che presenta, a riposo, ossia quando ciascun corpo indipendente non è a contatto con il profilato 3 , una posizione sostanzialmente verticale con ampio raggio di curvatura in modo tale che, anche dopo numerosi cicli in cui il corpo dinamico avanza e arretra rispetto al profilato 3, le trecce non subiscano delle rotture o sfilacciamenti dovuti alla snervatura del materiale.

In questo modo viene ridotto enormemente il costo di manutenzione e di sostituzione delle trecce.

Opportunamente, inoltre, inferiormente alle trecce 9, è presente una prima protezione di guida 10 delle stesse che risulta ,inoltre, arretrata rispetto alla loro connessione meccanica 11 con i corpi indipendenti 7.

La protezione di guida 10 presenta una parte piana 12 avente la porzione 13 inclinata e rivolta verso le trecce e una parete 14 ortogonale rispetto alla parte piana 12 di protezione dei cilindri pneumatici 8.

Il dispositivo 1 è inoltre accessoriato con una seconda protezione di copertura 15 della connessione meccanica 11.

In particolare, la seconda protezione 15 di copertura comprende una pluralità di lamelle 16 conformate a L ciascuna delle quali è associata a ciascun corpo indipendente 7 per la protezione totale della connessione meccanica 11 e parziale delle trecce di conduzione 9 .

Vantaggiosamente, inoltre, i cilindri pneumatici 8 sono disposti posteriormente ed inferiormente alla prima protezione di guida 10 e il più vicino possibile al baricentro dei detti corpi indipendenti in modo da offrire ,oltre al vantaggio meccanico di ridurre forze ed attriti, anche di spostare in una posizione protetta e facilmente accessibile tutta la parte pneumatica agevolando notevolmente la manutenzione e pulizia dei componenti.

Il dispositivo 1 comprende ,inoltre, un supporto 18 per la guida dei corpi indipendenti 7 durante il loro spostamento da e verso il primo contatto elettrico statico 5 per contrastare il momento flettente degli stessi.

Il dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica secondo il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di connessione elettrica in un processo di ossidazione anodica comprendente una vasca di ossidazione internamente alla quale vengono posti gli elementi da anodizzare e almeno un primo ed almeno un secondo contatto elettrico atti ad impegnarsi con una parte di detti elementi, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di spostamento per lo spostamento relativo di detto almeno un primo contatto e/o di detto almeno un secondo contatto per la loro connessione elettrica con detti elementi da anodizzare.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un primo contatto elettrico è statico e presenta una larghezza superiore alla larghezza di ciascuno di detti elementi da anodizzare e che detto almeno un secondo contatto elettrico è dinamico e presenta una larghezza inferiore a detti elementi da anodizzare.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un primo contatto è formato da un corpo continuo e che detto almeno un secondo contatto è formato da una pluralità di corpi indipendenti tra loro.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi di spostamento comprendono un cilindro pneumatico per ciascuno di detti corpi indipendenti aventi ciascuno una treccia di conduzione della corrente elettrica presentante a riposo una posizione sostanzialmente verticale per diminuire il suo raggio di curvatura durante lo spostamento di detto corpo indipendente.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una prima protezione di guida di dette trecce di conduzione posta arretrata rispetto alla loro connessione meccanica con detti corpi indipendenti ed una seconda protezione di copertura di detta connessione meccanica.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta seconda protezione di copertura comprende una pluralità di lamelle conformate a L ciascuna delle quali è associata a detto corpo indipendente per la protezione totale di detta connessione meccanica e parziale di dette trecce di conduzione .
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti cilindri pneumatici sono disposti posteriormente ed inferiormente a detta prima protezione di guida di dette trecce e il più vicino possibile al baricentro di detti corpi indipendenti.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un supporto per la guida di detti corpi indipendenti durante il loro spostamento da e verso detto primo contatto statico per contrastare il momento flettente degli stessi.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo contatto elettrico e detto secondo contatto elettrico si impegnano meccanicamente ed elettricamente con la parte superiore di detti elementi da anodizzare esterna dal bagno di anodizzazione di detta vasca.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti corpi dinamici presentano tutti la medesima larghezza ed un passo di distanziamento costante .