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.

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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.
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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