IT9020356A1

IT9020356A1 - Trave scatolare di granito cava

Info

Publication number: IT9020356A1
Application number: IT020356A
Authority: IT
Inventors: Douglas Porter
Original assignee: Starrett L S Co
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-11-18
Also published as: FR2649929A1; US4920723A; DE4023395C2; IT9020356A0; KR910002572A; IT1239925B; FR2649929B1; DE4023395A1

Description

"TRAVE SCATOLARE DI GRANITO CAVA'

RIASSUNTO

Una trave scatolare comprende almeno due blocchi componenti allungati di granito, ciascuno contenente almeno una superficie piana, le superfici piane avendo dimensioni identiche. Materiale di roccia igneo viene rimosso dalla superficie piana di almeno uno dei blocchi componenti in modo da formare almeno una cavità aperta in tale blocco componente. La cavità interna presenta pareti di delimitazione di uno spessore predeterminato benché non necessariamente uniforme. I due blocchi componenti sono quindi collegati assime lungo le rimanenti porzioni non rimosse delle superfici piane in modo da formare una trave scatolare.

Il sistema descritto precedentemente per fabbricare travi scatolari di granito cave riduce il peso mantenendo al tempo stesso una rigidità paragonabile a quella delle travi ceramiche o metalliche composite assieme alla intrinseca stabilità del granito cioè basso coefficiente di dilatazione termica in un processo di fabbricazione di alta efficenza.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda travi di roccia ignea.

E ' da lungo tempo noto che i materiali rocciosi ignei sono estremamente stabili. Il granito, ad esempio, ha un bassissimo coefficiente di dilatazione termica e elevatissima resistenza a trazione. Cosi, il granito e i materiali rocciosi ignei analoghi sono stati ampiamente accettati nelle tecniche di costruzione e industriali in cui è richiesto un materiale di elevata stabilità.

In particolare, travi di granito sono state usate per fabbricare superfici di guida di precisione per vari strumenti di precisione come macchine di misurazione di coordinate e macchine trapanatrici di pannelli circuitali. Il granito, tuttavia, non si è rivelato in precedenza un materiale completamente soddisfacente per questi usi, soprattutto a causa del suo peso. Il granito è estremamente denso e pertanto una trave di granito piena di date dimensioni è notevolmente più pesante di una analoga trave d'acciaio, alluminio o materiale ceramico colato cava. I fabbricanti di strumenti di precisione impiegano sempre più tali materiali al posto del granito a causa dei più bassi costi di trasporto, tolleranze alle sollecitazioni, e altri fattori correlati al peso. Questi materiali, tuttavia, si sono rivelati anch'essi insoddisfacenti. La ceramica colata, ad esempio, ha proprietà di resistenza a trazione e di dilatazione termica simili a quella della roccia ignea ma è generalmente più costosa.D'altro canto, l'acciaio e l'alluminio hanno più elevati coefficienti di dilatazione termica.

Una trave scatolare cava di roccia ignea comprende due blocchi componenti da almeno uno dei quali è stato rimosso materiale roccioso igneo per formare una cavità interna. Dopo la formazione della cavità, i due blocchi componenti sono collegati assieme in modo tale che la cavità interna diviene una cavità racchiusa in detta trave scatolare formando così una trave scatolare cava.

Il procedimento per costruire tale trave scatolare comprende il formare almeno una superficie piana su ciascuno dei due blocchi componenti, ciascuna di queste superfici piane avendo dimensioni identiche per il successivo accoppiamento e collegamento. Materiale roccioso igneo viene quindi rimosso dalla superficie piana di uno di o di entrambi tali blocchi componenti in modo da formare per lo meno una cavità aperta nel blocco componente. Lo spessore della parete della cavità è determinato dalla quantità di materiale rimossa dal blocco componente. Pertanto, lo spessore della parete della cavità è predeterminato dall'operatore addetto alla rimozione nel momento della costruzione e non è necessariamente uniforme benché lo possa essere. I due blocchi componenti sono quindi accoppiati e collegati assime lungo le porzioni non rimosse rimanenti delle superfici piane formando cosi la trave scatolatore.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, i due blocchi componenti sono formati dividendo un singolo blocco principale allungato in una direzione parallela all'asse longitudinale del blocco principale. Le richieste superfici piane sono pertanto create mediante la divisione del blocco principale nei due blocchi componenti.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, le superfici piane di perlomeno uno dei blocchi componenti sono molate in modo tale che esistono porzioni non rimosse, costituenti un rinforzo o fazzoletto, posizionate nella cavità in modo da intersecarsi con l'altro blocco componente in seguito a collegamento. Tale fazzoletto di rinforzo migliora la resistenza complessiva della trave scatolare dopo il collegamento.

Secondo ancora un altro aspetto dell'invenzione, una pluralità di travi scatolari sono costruite dai due blocchi componenti. Ciò è ottenuto rimuovendo il materiale roccioso igneo da almeno uno dei blocchi componenti in modo tale che una pluralità di cavità interne sono fornite in ciascuno dei blocchi componenti, ciascuna di queste cavità interne essendo separata da porzioni di divisione non rimosse aventi una larghezza maggiore dello spessore predeterminato delle pareti delle cavità. Dopo che il materiale roccioso igneo è stato rimosso, i blocchi componenti sono separati nelle rispettive travi scatolari dividendo il blocco componente longitudinalmente approssimativamente al centro delle porzioni di divisione non rimosse per formare prime porzioni di ciascuna della pluralità di travi scatolami. L'altro blocco componente è quindi diviso longitudinalmente in modo da formare una seconda porzione della pluralità di travi scatolari. Le dimensioni di ciascuna superficie interfacciale delle seconde porzioni devono essere sostanzialmente identiche a quelle della prima sezione o porzione corrispondente. Dopo che i blocchi componenti sono stati divisi, le rispettive prima e seconda porzione della pluralità di travi scatolari vengono collegate assieme lungo le loro rispettive superfici interfacciali. Un elemento a fazzolletto di rinforzo può essere pure previsto in questa forma di realizzazione dell'invenzione. Il sistema di fabbricazione di travi scatolari di roccia ignea qui descritto produce travi di costo relativamente basso con stabilità intrinseca e peso ridotto paragonabile alle travi ceramiche o metalliche.

Nei disegni:

la figura 1 è uno schema prospettico schematico illustrante i componenti di una trave scatolare di granito costruita secondo l'invenzione;

la figura 2 è uno schema prospettico schematico illustrante una variante della trave scatolare di figura 1 includente un elemento a fazzoletto di rinforzo centrale;

la figura 3 è uno schema di massima illustrante un modo per formare sbozzati di corpo e di sommità per i blocchi componenti di figura 2;

la figura 4 è uno schema di massima illustrante l'operazione di molatura o rettifica per formare il blocco del corpo rinforzato di figura 2;

la figura 5 è uno schema prospettico di massima illustrante la trave scatolare di granito cava finita della forma di realizzazione di figura 2;

la figura 6 è uno vista prospettica schematica illustrante un sistema per realizzare una pluralità di travi scatolari come quella figura 2 a partire da blocchi unitari.

Le tecniche di fabbricazione in seguito descritte sono specificatamente concepite per l'impiego nel realizzare travi scatolari di granito cave a partire da bracci orizzontali in macchine di misurazione di coordinate, ad esempio, in sostituzione delle traverse di granito piene della macchina di misurazione di coordinate Starrett RMS 1620-12, No. 28 di catalogo della Starrett, p. 443-4442a ed. qui incluso a titolo di riferimento. Il sistema è tuttavia applicabile alla fabbricazione di travi scatolari per altre applicazioni.

Come è rappresentato in figura 1, sono qui mostrati due blocchi allungati 1 e 2 di granito o altra roccia ignea. Da un blocco componente 1 granito è stato rimosso dal centro mediante molatura, ad esempio, per cui è formata una cavità centrale 3 circondata da pareti di delimitazione 4, 5, 6 ciascuna avente uno spessore predeterminato benché non necessariamente uniforme. Le porzioni non rimosse della superficie piana del primo blocco componente 7, 8 sono molate con precisione come lo è la faccia inferiore coniugata del secondo componente 2. Le aree molate con precisione vengono quindi blandamente sabbiate per smerigliare le superfici. Entrambe le superfici sono quindi collegate impiegando una resina eposidica a elevata resistenza a trazione, ad esempio Plast No. 67-A-83, disponibile presso la Fibre Glast Development Corporation.

I blocchi componenti 1, 2 possono essere ottenuti dall'uno o l'altro pezzi separati di granito oppure da un unico blocco principale. In quest'ultimo caso, il blocco principale sarà diviso preferibilmente mediante un unico taglio di sega per fornire le superfici piane su entrambi i blocchi componenti.

La forma di realizzazione preferita di figura 2 differisce da quella descritta precedentemente per il fatto che una porzione non molata 20 è lasciata nella regione centrale della cavità interna di un primo blocco componente 17. La porzione non molata costituisce un elemento a fazzoletto di rinforzo che è molato con precisione e sabbiato lungo le porzioni non molate ·esterne 21, 22 ed è previsto per risultare complanare con le porzioni non sabbiate esterne 21, 22 cioè in quel piano, per cui quando il secondo blocco componente 18 viene collegato al primo, l'elemento di rinforzo 20 è collegato mediante resina eposidica con il secondo blocco componente 18 come lo sono le porzioni non molate esterne 21, 22,

Come è rappresentato in figura 3, un singolo blocco principale unitario 16 è diviso in una lastra piana 18 e in un blocco di corpo 17 mediante taglio con una lama di sega diamantata 30 (sega ruotante o nastro) su una tavola da lavoro 34. Le cavità nel blocco di corpo 17 sono quindi formate mediante una sega diamantata ruotante od una mola 36 come è rappresentato in figura 4. Il piano di rotazione della mola è parallelo alla lunghezza del blocco e alle pareti di delimitazione e di rinforzo che vengono formate. Il blocco 17 è forato completamente da un'estremità all'altra facendo passare la mola 36 sulla lunghezza del blocco e quindi spostando a passi lateralmente il blocco ad una posizione per la quale il taglio successivo della mola si sovrapporrà su quello precedente. Da ultimo, le superfici coniugate del blocco 17 e della lastra 18 lungo la loro interfaccia originale vengono molate di piatto a precisione e sabbiate. Il blocco 17 e la lastra 18 sono quindi collegati assime lungo la loro interfaccia originale per formare la trave scatolare rinforzata di gremito cava 37 rappresentata in figura 6, fori di montaggio 37a essendo preferibilmente trapemati prima delle fasi delle figure 3 e 4 per fissare altre apparecchiature ad esempio per una macchina di misurazione di coordinate. Tuttavia, i fori possono se desiderato essere trapanati successivamente.

Dopo che la trave si è indurita, l'intera trave viene molata superficialmente a precisione e lappata a precisione.

Le dimensioni di un tipico blocco di granito cavo formato secondo l'invenzione per l'impiego nella macchina di misurazione di coordinate precedentemente identificata sono le seguenti:

lunghezza 1: 37 1/2 pollici {9,5 cm )

larghezza w: 11 pollici {28 centimetri circa) altezza h: 3 5/32 pollici (8,4 cm)

spessore di parete 0,75 pollici {1,9 centimetri)

spessore della lastra 18 0, 75 pollici (1,9 centimetri)

Le pareti molate e l'elemento di rinforzo nel blocco 17 hanno preferibilmente il medesimo spessore della lastra 16.

In un'altra forma di realizzazione, come illustrato in figura 3, una pluralità di travi scatolari in questo caso tre, 41, 42, 43 sono preparate da un singolo blocco componente 38. Il granito viene rimosso dalle cavità centrali del blocco componente come nelle forme di realizzazione precedentemente descritte tranne per il fatto che le porzioni di divisione non rimosse 44 e 45 presentano una porzione non molata con una larghezza maggiore di quella delle altre porzioni non molate (i fazzoletti di rinforzo). Ad esempio, se i fazzoletti di rinforzo sono di 0,75 pollici (1,9 centimetri) allora le porzioni di divisione saranno di 1,50 pollici ( 3,8 cm ) più il nucleo della sega. Come le forme di realizzazione precedentemente descritte, tutte le superfici interfacciali 46-52 sono molate di precisione da risultare complanarie e quindi sabbiate. Sul secondo blocco componente 39 la faccia inferiore (non rappresentata) è analogamente molata piatta di precisione e sabbiata per il collegamento. Le varie travi scatolari sono quindi separate mediante segatura approssimativamente in corrispondenza del piano mediano delle porzioni di divisione non rimosse. Si vedano le linee tratteggiate sul blocco componente 38. Analogamente, il secondo blocco componente 39 è diviso in seconde porzioni delle travi scatolari finali lungo linee tratteggiate sul blocco componente 39 le dimensioni delle seconde porzioni e sezioni corrispondendo in modo identico alle rispettive prime porzioni o sezioni della pluralità di travi scatolari.

Altre forme di realizzazione sono suscettibili di rientrare nelle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per ricostruire per lo meno una trave scatolare a partire da almeno due blocchi componenti allungati di roccia ignea comprendente le fasi di: formare almeno una superficie piana su ciascuno di detti almeno due blocchi componenti, dette almeno due superfici piane avendo dimensioni identiche; rimuovere materiale roccioso igneo dalla superficie piana di almano uno di detti blocchi componenti in modo da formare almeno una cavità aperta in detto almeno un blocco componente, detta almeno una cavità avendo pareti di delimitazione di uno spessore predeterminato; collegare assieme detti almeno due blocchi componenti lungo le porzioni non rimosse rimanenti di dette superfici piane in modo da formare detta trave scatolare.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui detti due blocchi componenti allungati sono formati dividendo un singolo blocco principale allungato parallelamente ad un asse longitudinale di detto blocco principale per formare detti due blocchi componenti.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2 in cui dette due superfici piane sono formate mediante la divisione di detto blocco principale.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 2 in cui il blocco principale ha una sezione trasversale uniforme.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4 in cui detto blocco principale è un blocco rettangolare.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 2 in cui il blocco principale è diviso in due blocchi componenti mediante segatura.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 2 in cui il blocco principale è diviso in due blocchi componenti mediante un singolo taglio di sega·
8. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui materiale roccioso igneo viene rimosso da solamente uno di detti blocchi componenti per fornire detta cavità aperta detto procedimento comprendendo inoltre le fasi di: rimuovere detto materiale roccioso igneo da detta superficie piana di detto un blocca componente per cui, in una qualche zona di detta cavità, esista una porzione non rimossa costituente un elemento di rinforzo detto elemento di rinforzo fornendo supporto addizionale per detto altro blocco componente dopo il collegamento per cui la resistenza complessiva di detta trave scatolare dopo il collegamento risulta migliorata.
9. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui il materiale roccioso igneo viene rimosso da entrambi detti blocchi componenti per fornire due dette cavità aperte detto procedimento comprendendo inoltre la fase di: riimuovere detto materiale roccioso igneo da dette superfici piane di detti due blocchi componenti per cui, in entrambe dette cavità, esistono porzioni non rimosse costituenti elementi di rinforzo detti elementi di rinforzo essendo posizionati in dette cavità in modo da intersecarsi lungo la loro interfaccia originale in seguito a collegamento per cui la resistenza complessiva di detta trave scatolare dopo collegamento risulta migliorata.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 1 comprendente l'ulteriore fase di: trapanare fori di montaggio o nel blocco o nella trave scatolare finita per facilitare fissaggio di detta trave scatolare ad un altro oggetto.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la rimozione del materiale roccioso igneo è attuata sino ad una profondità sostanzialmente uniforme.
12. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale roccioso igneo è rimosso per sostanzialmente l'intera lunghezza del blocco.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui le superfici piane di detti almeno due blocchi componenti sono formate mediante segatura.
14. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui le superfici piane di detti almmeno due blocchi componenti sono formate mediante tagli di sega singoli.
15. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la rimozione del materiale roccioso igneo è attuato mediante molatura.
16. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la rimozione del materiale roccioso igneo è attuata mediante una mola con un piano di rotazione parallelo a detto asse longitudinale di detto un blocco componente.
17. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la rimozione del materiale roccioso igneo è attuata mediante una serie di tagli di mola a passi.
18. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la rimozione del materiale roccioso igneo è attuata mediante molatura con una mola sino ad una profondità desiderata e spostando quindi detto un blocco componente rispetto a detta mola trasversalmente rispetto ad una posizione sovrapponentesi e ripetendo ciò finché detta cavità non è stata completamente formata.
19. Procedimento secondo la rivendicazione 1 comprendente inoltre la fase di molare a precisione e sabbiare prima di collegare dette porzioni rimanenti di materiale roccioso igneo non rimosso.
20. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui entrambi detti blocchi componenti sono blocchi rettangolari.
21. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui lo spessore predeterminato di dette pareti di delimitazione di detta cavità è sostanzialmente uniforme.
22. Procedimento secondo la rivendicazione 21 in cui lo spessore sostanzialmente uniforme di dette pareti di delimitazione è 0,25 pollici (6,35 millimetri).
23. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la pluralità di travi scatolari vengono costruite a partire da detti due blocchi componenti in cui la fase di: rimuovere detto materiale roccioso igneo da detto almeno uno di detti blocchi componenti viene attuato in modo tale che una pluralità di cavità interne sono realizzate in ciascuno di detti blocchi componenti det— te cavità interne essendo separate da porzioni di divisione non rimosse aventi una larghezza maggiore di detto spessore predeterminato; e comprendente inoltre le fasi di: dividere un primo blocco componente longitudinalmente approssimativamente nel centro di porzioni di divisione non rimosse per formare prime sezioni o porzioni di ciascuna della pluralità di travi scatolari; dividere un secondo detto blocco componente longitudinalmente in modo da formare seconde sezioni o porzioni di ciascuna della pluralità di travi scatolari, le dimensioni di ciascuna superficie interfacciale di dette seconde sezioni essendo sostanzialmente identiche a quelle della corrispondente detta prima sezione; detta fase di collegamento include il collegare assieme dette prima e seconda sezione di ciascuna di dette travi scatolari lungo le loro rispettive superfici interfacciali.
24. Procedimento secondo la rivendicazione 23 in cui il materiale roccioso igneo viene rimosso da solamente uno di detti blocchi componenti per fornire dette cavità aperte detto procedimento comprendendo inoltre le fasi di: rimuovere detto materiale roccioso igneo da detta superficie piana di detto un blocco componente per cui, in una qualche zona di ciascuna di dette cavità esiste una porzione non rimossa addizionale costituente un elemento di rinforzo detto elemento di rinforzo fornendo supporto aggiuntivo per detta seconda sezione di ciascuna trave scatolare dopo collegamento per cui la resistenza complessiva di ciascuna di dette travi scatolari dopo il collegamento risulta migliorata.
25. Procedimento secondo la rivendicazione 23 in cui materiale roccioso igneo viene rimosso da entrambi detti blocchi componenti per fornire cavità aperte in entrambi detti blocchi componenti detto procedimento comprendendo inoltre la fase di: rimuovere detto materiale roccioso igneo da dette superfici piane di detti due blocchi componenti per cui, nelle cavità di entrambi detti blocchi componenti esistono porzioni non rimosse addizionali costituenti elementi di rinforzo, detti elementi di rinforzo essendo posizionati in dette cavità di entrambi detti blocchi componenti in modo da intersecarsi lungo le rispettive superfici interfacciali in seguito a collegamento per cui la resistenza complessiva di ciascuna di dette travi scatolari risultanti dopo collegamento risulta migliorata.
26. Trave scatolare di roccia ignea comprendente: due blocchi componenti di roccia ignea almeno uno di detti blocchi avendo roccia rimossa per formare una cavità detti blocchi avendo superfici di flessione formanti una interfaccia piana; mezzi di collegamento per far aderiere assieme i due blocchi componenti lungo detta interfaccia in modo da coprire detta cavità e formare detta trave scatolare.
27. Trave scatolare secondo la rivendicazione 26 in cui detti due blocchi componenti sono formati dividendo un singolo blocco principale.
28. Trave scatolare secondo la rivendicazione 27 in cui il blocco principale ha una sezione trasversale uniforme.
29. Trave scatolare secondo la rivendicazione 26 in cui fori di montaggio sono formati in detta trave scatolare per facilitare il fissaggio di detta trave scatolare ad un altro oggetto.
30. Trave scatolare secondo la rivendicazione 26 in cui entrambi detti blocchi componenti sono blocchi rettangolari.
31. Trave scatolare secondo la rivendicazione 26 in cui lo spessore predeterminato di dette pareti di delimitazione di detta cavità è sostanzialmente uniforme.
32. Trave scatolare comprendente un blocco di corpo integrale di roccia ignea di forma rettangolare generalmente allungata avente due canali rettangolari aperti estendentesi per la lunghezza di detto blocco divisi da una parete di rinforzo e delimitati da pareti esterne parallele alla e sostanzialmente di dimensioni identiche a quelle di detta parete di rinforzo dette pareti esterne e dette pareti di rinforzo avendo superfici superiori sostanzialmente complanari, una lastra rettangolare allungata di roccia ignea collegata a dette superfici superiori di dette pareti per ricoprire detti canali.
33. Trave secondo la rivendicazione 32 in cui detto blocco e detta lastra hanno la medesima larghezza.
34. Trave secondo la rivendicazione 32 in cui detta lastra e dette pareti hanno il medesimo spessore.
35. Trave secondo la rivendicazione 34 in cui lo spessore del piano o pavimento formato da detti canali è uguale a quello di dette pareti e di detta lastra.