ES2225154T3 - Herramiento giratoria con accion abrasiva y de fragmentacion combinada para la elaboracion de perfiles o cortes en laminas de material queb radizo como por ejemplo marmol, granito, vidrio y similares. - Google Patents
Herramiento giratoria con accion abrasiva y de fragmentacion combinada para la elaboracion de perfiles o cortes en laminas de material queb radizo como por ejemplo marmol, granito, vidrio y similares.Info
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Abstract
Herramienta giratoria para obtener perfiles o cortes en materiales frágiles duros, teniendo una configuración correspondiente en relación negativa a los perfiles o cortes que van a ser obtenidos en dichos materiales frágiles duros, conjuntamente por abrasión en la pieza de los medios de diamante y por ruptura de fractura frágil sobre la pieza de los surcos, comprendiendo dicha herramienta al menos un cuerpo monolítico giratoriamente simétrico de una configuración definida por la envuelta de las circunferencias de una multiplicidad de piezas circulares (6-13; 6¿-13¿) externamente provistas de medios de diamante, estando dichas piezas circulares separadas por surcos (20-25)que se extienden horizontalmente a lo largo de dicha circunferencia.
Description
Herramienta giratoria con acción abrasiva y de
fragmentación combinada para la elaboración de perfiles o cortes en
láminas de material quebradizo como por ejemplo mármol, granito,
piedra, vidrio y similares.
La presente invención se refiere a herramientas
con acción abrasiva y de fragmentación combinada para la elaboración
de perfiles o cortes de láminas de material quebradizo, como por
ejemplo mármol, granito, piedra, vidrio y similares.
La producción de bordes del contorno de láminas o
placas de material relativamente quebradizo, como por ejemplo
mármol, piedra, granito, vidrio o similares, es decir, una operación
que conlleva un precorte para medir con un perfil recto o curvado de
diversas maneras, implica la obtención del borde de forma que se
obtenga una configuración de formas diversas. La forma puede ser por
ejemplo una semicircunferencia, o un cuarto de circunferencia u otro
perfil, con curvas y posiblemente con porciones de una configuración
recortada. Dicho procedimiento de obtención requiere la retirada de
material en cantidades
sustanciales.
sustanciales.
Ese tipo de procedimiento de obtención se ha
llevado hasta el momento a cabo mediante el empleo de herramientas
de diamante giratorias con un perfil correspondiente en relación
inversa al que iba a ser imitado en el borde de la lámina del
material que se estaba tratando. En la técnica anterior, aquellas
herramientas estaban hechas de metal al cual se incorporaban
diamantes empleando procedimientos conocidos, haciéndose girar las
herramientas a alta velocidad contra el borde de la lámina que se
estaba trabajando, con el fin de retirar el material sobrante
mediante acción abrasiva hasta que se conseguía el contorno de la
forma deseada.
En la práctica todo el material sobrante era
retirado por abrasión, dejando al final un perfil que se conformaba
de acuerdo con la configuración de la herramienta. A continuación,
se llevaba a cabo un tratamiento de acabado y pulimentado por medio
de otras herramientas diamantíferas de la misma configuración.
El documento
Fr-A-2 643 583 divulga una
herramienta giratoria para elaborar perfiles o cortes de materiales
quebradizos duros que comprende al menos un cuerpo simétrico
giratorio de configuración definida por la envuelta de la
circunferencia de una multiplicidad de piezas circulares
externamente provistas de medios de diamante, correspondiendo la
configuración en relación negativa a los perfiles o cortes que van a
ser obtenidos en dichos materiales quebradizos duros.
El documento EP 0 940 237 A1 divulga un sistema
de elementos modulares que comprende una pluralidad de elementos de
disco con anillos exteriores de diamante para su ensamblaje en un
husillo de accionamiento simple con una separación aproximadamente
igual a su grosor; incorporándose medios de fragmentación mecánicos
en los espacios entre los elementos distales para operar
esencialmente por impacto. En relación con el sistema divulgado en
este documento, la presente invención propone una herramienta con un
cuerpo integral único. Debe destacarse que el documento
EP-A-0 940 237 es un documento que
constituye la técnica prioritaria de acuerdo con el apartado 3) del
Art. 54 del CPC.
El procedimiento operativo conocido implicado en
la retirada de material a lo largo del borde de una lámina de mármol
o similar adolece de la desventaja de que todo el material sobrante
tiene que ser retirado por abrasión utilizando la herramienta
diamantífera, lo que supone invertir una considerable cantidad de
tiempo y conlleva un excesivo desgaste de la herramienta, la cual,
una vez gastada, tiene que ser raspada dado que, a diferencia de las
fresas utilizadas para maquinar metales, no pueden someterse a un
proceso de reafilamiento.
Una herramienta de este tipo se ilustra, por
ejemplo, en el documento EP-B-0 478
518 que es un elemento sensor que rueda contra la superficie del
borde de la lámina del material que está siendo maquinado para
mantener un impulso de corte constante sobre el borde de la lámina
de material para seguir su contorno tanto en línea recta como en
curva.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar una herramienta monolítica, para procesar materiales
quebradizos del tipo anteriormente indicado, que combine una acción
abrasiva producida por los medios de diamante con una acción
mecánica que implica romper el material que no ha sido retirado por
la pieza diamantífera, aprovechando las propiedades quebradizas del
material que está siendo procesado, y permitiendo con ello una mayor
velocidad de procesamiento con la misma cantidad de material que
está siendo retirado y un coste inferior de la herramienta en virtud
de la más pequeña cantidad de diamante empleada en la construcción
de la herramienta.
De acuerdo con la herramienta de la presente
invención según se define en la reivindicación 1.
Los medios para poner en práctica la presente
invención se ilustran seguidamente con referencia a una forma de
realización que es actualmente preferente y que se expone a modo de
ejemplo no limitativo con referencia a las Figuras de los dibujos
que se acompañan en las cuales:
Las Figuras 1 y 2, respectivamente, muestran
vistas axonométricas con piezas cortadas de la primera y segunda
formas de realización de la herramienta de acuerdo con la
invención,
la Figura 3 es una vista en despiece ordenado, en
corte, de la forma de realización de la herramienta mostrada en la
Figura 1,
las Figuras 4A, 4B, 4C y 4D muestran diversas
vistas, siendo respectivamente una vista en alzado, una vista en
corte tomada en la línea de corte A-A de la Figura
4C, una vista desde arriba y una vista en corte tomada sobre la
línea D-D de la Figura 4B, de la forma de
realización de la herramienta mostrada en la Figura 1,
las Figuras 5A, 5B, 5D y 5D, muestran diversas
vistas de la forma de realización de la herramienta mostrada en la
Figura 2, siendo respectivamente una vista en alzado, una vista en
corte tomada sobre la línea A-A de la Figura 5C, una
vista desde arriba y una vista en corte tomada sobre la línea
D-D de la Figura 5B,
las Figuras 6A, 6B y 6C muestran de forma
diagramática sucesivas fases progresivas del tratamiento del borde
de una lámina de material con una herramienta del tipo mostrado en
la Figura 1 o en la Figura 2,
las Figuras 7A, 7B, 7C y 7D muestran vistas del
mismo tipo que las figuras 4A a 4D de un tipo de herramienta con un
perfil modificado, en relación con la forma de realización de la
Figura 1,
las Figuras 8A, 8B, 8C y 8D muestran vistas del
mismo tipo que las figuras 5A a 5D de un tipo de herramienta con
perfil modificado, en relación con la forma de realización de la
Figura 2,
las Figuras 9A y 9B, respectivamente, muestran
una vista en corte y una vista parcialmente en alzado, de una
herramienta para efectuar cortes en una lámina de mármol o similar
utilizando las enseñanzas técnicas de la herramienta según se
muestra en la Figura 1 y en las Figuras relacionadas con la misma,
y
las Figuras 10A y 10B, respectivamente, muestran
una vista en corte y una vista parcialmente en alzado de una
herramienta para efectuar cortes en una lámina de mármol o similar
utilizando las enseñanzas técnicas de la herramienta de acuerdo con
lo mostrado en la Figura 2 y en las Figuras relacionadas con la
misma.
La Figura 11 muestra una vista en corte parcial,
a escala ampliada, de una forma de realización preferente de unos
insertos o pasadores rompedores.
Con referencia a las Figuras 1, 3, 4A a 4D y 6A a
6C, la herramienta de acuerdo con una primera forma de realización
de la invención comprende un cuerpo simple 1' (Figura 4A) o un par
de cuerpos 1 y 2 que son rotacionalmente simétricos, provistos de un
orificio pasante 3 de paso de un perno 5 para su montaje al husillo
de una máquina herramienta (no mostrada).
La configuración de la pieza externa del cuerpo
1', o de los cuerpos 1 y 2, constituye en relación negativa la
configuración que va a reproducirse en el borde de una lámina o
placa de mármol, granito u otra piedra, o de vidrio.
La configuración negativa está constituida por
las piezas circulares 6 a 13 de la configuración mostrada y provista
de una capa de granos de diamante aplicada a su superficie externa
del modo conocido al experto en la materia.
Debe destacarse que la concreta configuración
sustancialmente semicircular de la envuelta de las piezas circulares
6 a 13, representa un supuesto concreto que se emplea por razones de
conveniencia de representación y que no debe interpretarse de
cualquier forma limitativa.
En una posición correspondiente a la pieza
central de la herramienta en cuestión, puede posiblemente estar
dispuesto un cojinete de bolas 14 que coopera con un anillo montado
a modo de guía 15 que no es accionado rotatoriamente por el husillo
de la máquina herramienta, preferentemente una máquina herramienta
tipo portátil manualmente accionada, pero que da vueltas en contacto
con el contorno de la lámina que está siendo procesada para evitar
que la herramienta diamantífera se introduzca cortando excesivamente
hacia el interior del borde de la lámina que va a trabajarse.
La persona experta en la materia podrá apreciar
con claridad que el cojinete 14 y el anillo 15 pueden ser superfluos
y sustituirse por un anillo que podría estar provisto de medios de
diamante como las otras piezas circulares 6 a 13, o podría
constituir un cuerpo único para componer con las piezas circulares 9
y 10 una capa continua de diamante. Asimismo, la herramienta puede
estar no subdividida en dos cuerpos 1 y 2 sino que puede ser un
bloque maquinado monolítico (Figura 4A). Una disposición de ese tipo
podría ser particularmente adecuada en el caso de máquinas rígidas
como las que implican un control numérico por computadora (CNC).
Observando ahora las Figuras en cuestión, debe
destacarse que, dispuestos entre las piezas circulares 6 a 13, están
unos canales o surcos 20 a 25 que interrumpen la envuelta
semicircular constituida por las piezas circulares 6 a 13.
Proyectándose hacia el interior de los surcos 20
a 25 se encuentran unos insertos, como por ejemplo los pasadores 30
(éstos pueden apreciarse en particular en las Figuras 3 y Figuras 4A
a 4C) los cuales están interpuestos dentro de los espacios o surcos
20 a 25 entre las piezas circulares 6 a 13 y operan sustancialmente
en forma de impacto, preferentemente impacto en ángulo, en contraste
con la acción abrasiva del reborde externo diamantífero de las
piezas circulares.
Estos insertos o pasadores 30 están encajados
dentro de los pertinentes asientos de las piezas circulares 6, 8, 11
y 13 mediante su atornillamiento dentro de ellos, o mediante su
fijación o embutición en ellos, o mediante su introducción a presión
en los mismos, o de otra forma, y están hechos de metal tenaz duro,
posiblemente incorporando en ellos medios de diamante, o de widia o
similares. El número y distribución angular de dichos insertos
depende de las dimensiones diametrales de la herramienta en la que
van a encajar y de las piezas circulares asociadas.
La finalidad de los surcos y de los insertos en
cuestión resultará evidenciada con claridad observando las Figuras
6A a 6C. En el ejemplo no limitativo mostrado en esas Figuras, la
operación de maquinado de la laja de piedra 40 pretende reproducir
la envuelta de la configuración hueca de la herramienta 31. La laja
de piedra 40 tiene inicialmente un borde cuadrado 41, que es
rectilíneo o curvado, habiendo sido preparado en procedimientos de
maquinado preliminares. Cuando la herramienta 31 se acerca en la
dirección de la flecha F, las piezas diamantíferas 32 (Figura 6A)
penetran cortando la laja de piedra 40 por abrasión del material. Si
la lámina de material 40 fuera de un material duro, como por ejemplo
metal, el resultado de la operación de maquinado antes mencionada
sería la formación de unos nervios 42, como se muestra en la Figura
6B, pero el mármol, la piedra, el granito, el vidrio o materiales
similares son quebradizos y así la acción de los surcos 20 a 25 y de
los insertos 30 provocaría la fractura quebradiza de los nervios
antes mencionados 42, dejando una superficie relativamente rugosa 43
como se muestra en la Figura 6C, superficie que será fácilmente
acabada dotándola de la configuración requerida y pulida utilizando
otras herramientas abrasivas de tipo convencional, en general
herramientas de diamante con granos progresivamente más finos, para
obtener la superficie maquinada final deseada.
Debe destacarse una vez más que la envuelta de la
pieza hueca de la herramienta 31 sólo se ofrece a modo de indicación
no limitativa.
Debe asimismo destacarse que la presencia de los
insertos 30 es necesaria cuando los surcos 20 a 25 tienen una altura
del orden de 2 a 2,5 mm.
En la forma de realización mostrada en la Figura
2 y en las Figuras 5A a 5D los surcos 20 a 25 tienen una altura no
mayor de, aproximadamente, 2 mm. En este caso no son necesarios los
insertos 30, dado que en cualquier caso se producirá la fractura
quebradiza de los nervios 42 debido al efecto de la vibración
inevitable de la máquina herramienta, ya sea una herramienta
portátil o una herramienta CNC; debido también al hecho de que los
bordes de diamante 32 de las piezas circulares 6 a 13 producirán
microincisiones las cuales, con la cooperación del agua
lubricante-refrigerante, facilitarán la fractura
quebradiza de los nervios 42.
En esta forma de realización la herramienta puede
no estar provista del cojinete 14 y del anillo de guía 15 (Figura
5B).
Las Figuras 7A a 7D y las Figuras 8A a 8D
muestran vistas diferentes de una herramienta del tipo mostrado,
respectivamente, en la Figura 1 y en la Figura 2, pero que está
destinada a desarrollar sobre el borde de una lámina de mármol,
piedra o similares, una operación de maquinado siguiendo un perfil
que implica una configuración apuntada o un cuadrante de una
circunferencia respectivamente; puede tener surcos e insertos 30 más
anchos o puede tener surcos más estrechos y carecer de insertos. En
esta forma de realización también la herramienta puede no estar
provista del cojinete 14 y del anillo guía asociado 15. No se
considera en este momento necesario un análisis detallado
adicional.
Las Figuras 9A y 9B muestran una herramienta
destinada a efectuar cortes de fresado o cortes de rectificado en
láminas de mármol, granito, piedra, granito o similares, la cual
utiliza el concepto de acuerdo con la invención según lo
identificado en la Figura 1.
La construcción mostrada en la Figura 9A es
esencialmente el de una fresa tipo rabera o tipo cirio que se indica
genéricamente con el número de referencia 50, que tiene un fuste 51
para su fijación al husillo de una máquina herramienta. Provistos en
el extremo del fuste 51 hay una multiplicidad de anillos
diamantíferos 52 separados por unos surcos 53 dentro de los cuales
se proyectan unos insertos o pasadores de metal tenaz duro, o
insertos revestidos de diamante, como se indica en el número de
referencia 54. Los surcos 53 y los insertos 54 cumplen la misma
función que los surcos 20 a 25 y los insertos 30 mostrados en la
Figura 1 y en las Figuras asociadas. La estructura ilustrada
proporciona también un paso 55 para la toma de agua lubricante y
refrigerante la cual sale por los orificios periféricos 56
dispuestos en los surcos 53.
La pieza final terminal 57 está provista de una
fresa tipo copa taladradora capaz de penetrar en cualquier punto de
la superficie de una lámina de mármol o similar, y así poder
efectuar cualquier tipo de corte, incluso con una configuración
cerrada. Ello puede ser para iniciar una abertura de mayor extensión
que el área en corte transversal limitada por el anillo 58, por
ejemplo una abertura en una encimera de cocina para recibir un
fregadero. Los insertos o pasadores de metal duro 54 son necesarios
cuando la altura de los surcos 53 es mayor de, aproximadamente, 2
mm.
Las Figuras 10A y 10B muestran una herramienta
similar a la mostrada en las Figuras 9A y 9B pero que adopta las
enseñanzas de la forma de realización mostrada en la Figura 2, es
decir, sin los insertos metálicos pero combinada con una altura de
los surcos inferior a 2 mm, de forma que la ruptura del material se
debe a las vibraciones de la propia máquina.
En las Figuras 10A y 10B las piezas
correspondientes a las Figuras 9A y 9B se indican con las mismas
referencias numerales con la adición de primas.
Una forma de realización preferente de los
insertos o pasadores 30 antes descritos se muestra en la Figura 12.
En esta Figura, los insertos o pasadores de fragmentación 30a están
configurados como un cono truncado, con el fin de obtener una mejor
acción fragmentadora en la operación de impacto en ángulo contra los
nervios 42 del material trabajado.
Naturalmente debe quedar claro que las mediciones
indicadas anteriormente deben considerarse como ofrecidas como
indicación puramente no limitativa y pueden variar de acuerdo con el
tipo de material sobre el que va a trabajarse (tamaño de grano,
dureza, fragilidad, microestructura, etc.).
Las mismas consideraciones se aplican con
respecto a la configuración y el número de los anillos o discos
diamantíferos. Además debe reiterarse que la curva que determina el
perfil final de la superficie diamantífera debe interpretarse
meramente a modo de indicación en términos de la forma de
realización concreta del concepto de la presente invención y de los
medios para llevarla a cabo. Es posible, entonces, contemplar
numerosas configuraciones alternativas dentro de la capacidad del
experto en la materia sin por ello apartarse del ámbito de la
presente invención.
Claims (8)
1. Herramienta giratoria para obtener perfiles o
cortes en materiales frágiles duros, teniendo una configuración
correspondiente en relación negativa a los perfiles o cortes que van
a ser obtenidos en dichos materiales frágiles duros, conjuntamente
por abrasión en la pieza de los medios de diamante y por ruptura de
fractura frágil sobre la pieza de los surcos, comprendiendo dicha
herramienta al menos un cuerpo monolítico giratoriamente simétrico
de una configuración definida por la envuelta de las circunferencias
de una multiplicidad de piezas circulares (6-13;
6'-13') externamente provistas de medios de
diamante, estando dichas piezas circulares separadas por surcos
(20-25) que se extienden horizontalmente a lo largo
de dicha circunferencia.
2. Herramienta de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque los surcos (20-25)
están conformados con una anchura tal que durante la operación de
tratamiento de una lámina (40) de material se forman en él unos
nervios (42) que son suficientemente delgados para ser rotos por la
acción combinada de retirada de material por los medios de diamante
y por la fractura frágil de los nervios (42).
3. Herramienta de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque, dispuestos en las piezas circulares
en la proximidad de la periferia de las mismas, se encuentran unos
insertos rompedores (30) que se proyectan hacia el interior de los
surcos (20-25) para contribuir a la fractura frágil
del material que no ha sido retirado por los medios de diamante.
4. Herramienta de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizada porque los insertos rompedores que se
proyectan hacia el interior de los surcos (20-25)
están constituidos por pasadores (30) de material metálico que es
duro y tenaz, o que está revestido de diamante.
5. Herramienta de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizada porque los insertos rompedores que se
proyectan hacia el interior de los surcos están constituidos por un
cono truncado, con el fin de obtener una mejor acción fragmentadora
en la operación de impacto en ángulo contra los nervios del material
trabajado.
6. Herramienta de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el cuerpo
giratorio simétrico está constituido por dos piezas que se ensamblan
entre sí.
7. Herramienta de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el cuerpo
giratorio simétrico está constituido por un cuerpo integral
único.
8. Herramienta de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende
un cojinete de bolas que coopera con un elemento o anillo sensor
montado rotativamente a modo loco, estando el elemento sensor
dispuesto para dar vueltas de contacto contra el contorno de una
lámina que va a ser perfilada, para limitar la profundidad del corte
de la pieza de la herramienta destinada a retirar el material.
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