ES2899358T3 - Disco de corte - Google Patents

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Abstract

Disco de corte (1), en particular para su uso en la industria metalúrgica, con un borde exterior (2), un orificio central (3) para conectar el disco de corte (1) a un accionamiento giratorio para hacer girar el disco de corte (1) alrededor de un eje de giro (4) que discurre a través del orificio central (3) y una mezcla de grano abrasivo (5), al menos un aglutinante (6) y, dado el caso, sustancias de relleno, llegando la mezcla desde el borde exterior (2) del disco de corte (1) hasta el orificio central (3), y presentando el disco de corte (1) un diámetro (7) de 1000 mm a 2000 mm y un grosor de disco medio (8), presentando el disco de corte (1) una relación de diámetro (7) a grosor de disco medio (8) de al menos 150:1, preferiblemente de 150:1 a 250:1, presentando el disco de corte (1) una primera superficie lateral (11) y una segunda superficie lateral (12) opuesta, y estando orientado el eje de giro (4) del disco de corte (1) esencialmente normal a las dos superficies laterales (11, 12), caracterizado por que - el grano abrasivo (5) presenta un tamaño de grano (10), y el grano abrasivo (5) presenta en las superficies laterales (11, 12) una parte sobresaliente (13) de menos de la mitad, preferiblemente de menos de un tercio, del tamaño de grano (10), y/o - al menos en algunas zonas de las dos superficies laterales (11, 12) está dispuesta una capa de grano fino (14), presentando la capa de grano fino (14) un grosor (15) de aproximadamente el 2 % al 10 %, preferiblemente del 5 %, del grosor de disco medio (8) del disco de corte (1).

Description

DESCRIPCIÓN
Disco de corte
La invención se refiere a un disco de corte, en particular para su uso en la industria metalúrgica, con un borde exterior, un orificio central para conectar el disco de corte a un accionamiento giratorio para hacer girar el disco de corte alrededor de un eje de giro que discurre a través del orificio central y una mezcla de grano abrasivo, al menos un aglutinante y, dado el caso, sustancias de relleno, en donde la mezcla se extiende desde el borde exterior del disco de corte hasta el orificio central, y en donde el disco de corte presenta un diámetro de 1000 mm a 2000 mm y un grosor de disco medio. La invención se refiere, además, a un método para producir un disco de corte de este tipo.
Tales discos de corte ya son conocidos por el estado de la técnica y se describen, por ejemplo, en el documento EP 1 332 834 A1. Se utilizan, por ejemplo, en la industria del acero para cortar desbastes planos. La relación entre el diámetro y el grosor de disco medio, es decir, promedio, es a este respecto de aproximadamente 100:1. Esto significa que se trata de discos de corte relativamente gruesos, lo que da como resultado un alto nivel de desperdicios, una gran cantidad de aporte de calor a la pieza que se va a mecanizar, un alto coste en materias primas y un elevado peso del disco de corte. El accionamiento giratorio de los discos de corte requiere, a la vez, una elevada potencia de motor. Un disco de corte grueso también implica un alto desgaste del accionamiento giratorio y una gran cantidad de residuos una vez consumido el disco de corte.
En el contexto de estas desventajas existe un deseo desde hace mucho tiempo de diseñar discos de corte grandes con un grosor de disco medio pequeño. Ya existen en este sentido algunos primeros enfoques, pero estos requieren un alto nivel de esfuerzo técnico (compárese, por ejemplo, el disco de corte divulgado en el documento EP 1611 998 A1). El disco de corte descrito en el documento EP 1332834 A1 también requiere chapas de acero o rejillas de acero laterales, lo que conlleva costes más altos y un área de trabajo activa disponible más pequeña.
El documento US 2.690.632 A divulga un disco abrasivo de corte según el preámbulo de la reivindicación 1.
El documento WO 2013/184873 A1 divulga una herramienta de corte con un diámetro pequeño, que no debería ser superior a 100 cm.
Los documentos US 2.078.354 A, JP S63 147264 U y JP 2006 082187 A divulgan herramientas abrasivas con una capa de grano fino.
El problema técnico objetivo de la presente invención consiste en indicar un disco de corte en el que se eviten o reduzcan significativamente las desventajas descritas. Otro objetivo consiste en indicar un método adecuado para producir un disco de corte de este tipo.
Estos objetivos se consiguen mediante las características de las reivindicaciones 1 y 10 independientes.
Según el preámbulo de la reivindicación 1 está previsto que el disco de corte presente una relación de diámetro a grosor de disco medio de al menos 150:1, preferiblemente de 150:1 a 250:1. Esta relación de diámetro a grosor de disco medio permite una reducción significativa del grosor de disco medio manteniendo el mismo diámetro. Esto da como resultado menos desperdicio, menos potencia de motor, menos desgaste de la máquina, menos aporte de calor a la pieza de trabajo, menor peso del disco de corte, menor consumo de materia prima y una reducción de los residuos una vez consumido el disco de corte.
La expresión "mezcla de grano abrasivo" no significa necesariamente que tenga que tratarse de un único tipo de grano abrasivo. Más bien, la mezcla también puede contener varios tipos de grano abrasivo, siendo posible que los tipos de grano abrasivo difieran en sus propiedades químicas y/o físicas. También puede estar previsto que un primer tipo de grano abrasivo esté presente en la mezcla en la zona del orificio central y un segundo tipo de grano abrasivo esté presente en la parte restante del disco de corte.
Aunque esto no es absolutamente necesario con los discos de corte según la invención, para aumentar la estabilidad lateral puede estar previsto que el disco de corte esté provisto lateralmente en la zona del orificio central de elementos estabilizadores, preferiblemente chapas de acero.
Según la invención, para aumentar la estabilidad lateral del disco de corte está previsto que el disco de corte presente una primera superficie lateral y una segunda superficie lateral opuesta, que el eje de giro del disco de corte esté orientado esencialmente normal a las dos superficies laterales, que el grano abrasivo presente un tamaño de grano, y que el grano abrasivo presente en las superficies laterales una parte sobresaliente de menos de la mitad, preferiblemente menos de un tercio, del tamaño de grano.
Por tanto, el disco de corte presenta superficies laterales muy lisas en comparación con el estado de la técnica. Hasta ahora se suponía que las superficies laterales de un disco de corte grande debían presentar una cierta rugosidad (estructura) para que el disco de corte también tuviera un rendimiento abrasivo correspondiente en los lados y, por lo tanto, se roce libremente y no se atasque en la pieza de trabajo. En cambio, ahora se ha observado sorprendentemente que las superficies laterales muy lisas, además de la mencionada estabilización lateral del disco de corte, conducen a un aumento de la rigidez, reducen el efecto de muesca y, por lo tanto, conducen en general a discos de corte que son más resistentes al agrietamiento.
Como alternativa o adicionalmente, está previsto además según la invención disponer una capa de grano fino al menos en algunas zonas de las dos superficies laterales.
Y, finalmente, una medida adicional para aumentar la estabilidad lateral puede consistir en agregar capas de tejido en el disco de separación, en donde un experto en la técnica suponía previamente que eran necesarias de tres a cuatro capas de tejido, mientras que en el disco de corte según la invención ya una o dos capas de tejido, preferiblemente de fibras de vidrio, pueden provocar un aumento significativo de la estabilización lateral.
Otras configuraciones ventajosas del disco de corte se definen en las reivindicaciones dependientes 3 a 6, así como 8 y 9.
Como se explicó al principio, también se busca protección para un método para producir un disco de corte, estando previsto según la invención que la mezcla de grano abrasivo, al menos un aglutinante y, dado el caso, sustancias de relleno se aplique sobre una primera placa de prensado, se cubra con una segunda placa de prensado y se comprima ejerciendo presión sobre las dos placas de prensado, en donde la presión sobre las dos placas de prensado se ejerce de tal manera que el grano abrasivo en las superficies laterales presente una parte sobresaliente de menos de la mitad, preferiblemente menos de un tercio, del tamaño de grano, y/o antes de aplicar la mezcla se aplica al menos en algunas zonas una capa de grano fino sobre la primera placa de prensado y después de aplicar la mezcla y antes de cubrir con la segunda placa de prensado se aplica a la mezcla al menos en algunas zonas una capa de grano fino. Mediante el uso de las placas de prensado es posible crear superficies laterales muy lisas con las ventajas descritas anteriormente.
Configuraciones ventajosas del método según la invención se definen en las reivindicaciones 11 y 12.
Otras particularidades y ventajas de la invención se explican a continuación con ayuda de la descripción de las figuras con referencia a los dibujos. En los mismos, muestran:
Las Figuras 1 y 2, un disco de corte en una vista en planta (Figura 1) y en una vista en sección transversal (Figura 2) para ilustrar la estructura general del disco de corte,
la Figura 3, la mitad de un disco de corte en sección transversal según el estado de la técnica,
la Figura 4, la mitad de un disco de corte en sección transversal según un primer ejemplo de realización preferido de la invención,
la Figura 5, la mitad de un disco de corte en sección transversal según un segundo ejemplo de realización preferido de la invención,
la Figura 6, la mitad de un disco de corte en sección transversal según un tercer ejemplo de realización preferido de la invención,
la Figura 7, la mitad de un disco de corte en sección transversal según un cuarto ejemplo de realización preferido de la invención,
la Figura 8, la mitad de un disco de corte en sección transversal según un quinto ejemplo de realización preferido, y
la Figura 9, un ejemplo de realización preferido del método según la invención, ilustrado con la ayuda de un diagrama de flujo.
El disco de corte 1 mostrado en la figura 1 presenta un borde exterior 2 y un orificio central 3 para conectar el disco de corte 1 a un accionamiento giratorio para hacer girar el disco de corte 1 alrededor de un eje de giro 4 que discurre a través del orificio central 3 (cf. también la vista en sección transversal mostrada en la figura 2 a lo largo del plano de sección transversal 24). A este respecto, unas bridas de sujeción 23, que están dispuestas a ambos lados y que no forman parte integrante del disco de corte 1, pueden estar previstas para conectar el disco de corte 1 al accionamiento giratorio.
El disco de corte 1 también presenta una mezcla de grano abrasivo 5, al menos un aglutinante 6 y, dado el caso, sustancias de relleno activas para la abrasión, llegando la mezcla desde el borde exterior 2 del disco de corte 1 hasta el orificio central 3.
El disco de corte 1 presenta, finalmente, un diámetro 7 de 1000 mm a 2000 mm y un grosor de disco medio 8. La expresión "grosor de disco medio" debe entenderse como un grosor de disco promedio, promediado a lo largo del radio. En concreto, puede estar previsto que el disco de corte 1 discurra cónicamente desde el orificio central 3 hasta el borde exterior 2, es decir, que el grosor de disco aumente desde el orificio central 3 en dirección radial 18 hasta el borde exterior 2. En la figura 2, el grosor de disco en la zona del orificio central 3 se indica a modo de ejemplo con la referencia 20, el grosor de disco en el borde exterior 2, con la referencia 21 y el grosor de disco medio, con la referencia 8.
Y, finalmente, una primera superficie lateral 11 y una segunda superficie lateral 12 opuesta también se identifican en la figura 2, estando orientado el eje de giro 4 del disco de corte 1 esencialmente normal a las dos superficies laterales 11 y 12.
La figura 3 muestra un disco de corte 1 según el estado de la técnica, presentando este disco de corte 1 un grosor de disco interior 20 de 11 mm, un grosor de disco exterior 21 de 13 mm y un grosor de disco medio de 12 mm. Con un diámetro 7 de 1250 mm se obtiene para este disco de corte 1 según el estado de la técnica una relación de diámetro 7 a grosor de disco medio 8 de aproximadamente 100:1.
El disco de corte 1 según el estado de la técnica está formado por cuatro capas 25 que están separadas entre sí por tres capas de tejido 22.
En la figura 3 también se muestra ampliada una zona del disco de corte 1. La mezcla de grano abrasivo 5 y un aglutinante 6 se indica esquemáticamente. La parte sobresaliente 13 del grano abrasivo 5 en las superficies laterales 11 y 12 es igual o mayor que la mitad del tamaño de grano 10 medio del grano abrasivo 5. Por tanto, las superficies laterales 11 y 12 presentan una rugosidad relativamente alta.
Según el ejemplo de realización de la invención mostrado en la figura 4 está previsto que el disco de corte 1 presente un grosor de disco interior 20 de 7 mm, un grosor de disco exterior 21 de 9 mm, un grosor de disco medio 8 de 8 mm y un diámetro 7 de 1250 mm. Esto da como resultado una relación de diámetro 7 a grosor de disco medio 8 de poco más de 150:1. Alternativamente, en este caso y en los demás ejemplos de realización, puede estar previsto que el grosor de disco interior 20 sea de 7 mm, que el grosor de disco exterior 21 sea de 9 mm, que el grosor de disco medio 8 sea de 8 mm y que el diámetro 7 sea de 2000 mm, lo que da como resultado, en total, una relación de diámetro 7 a grosor de disco medio 8 de 250:1. También se puede lograr cualquier relación intermedia adaptando correspondientemente el diámetro y el grosor de disco medio.
Al mismo tiempo, el disco de corte 1, como muestra el fragmento ampliado, presenta una parte sobresaliente 13 que se reduce en comparación con el estado de la técnica y de menos de la mitad, preferiblemente menos de un tercio, del tamaño de grano medio 10. De este modo se obtienen superficies laterales 11 y 12 muy lisas.
El disco de corte 1 según el ejemplo de realización mostrado en la figura 4 presenta solo dos capas de tejido 22 que dividen el disco de corte 1 en tres capas 25.
En el ejemplo de realización de la invención mostrado en la figura 5 está previsto que en las dos superficies laterales 11 y 12 se disponga en cada caso una capa de grano fino 14 con un grosor 15 del 5 % del grosor de disco medio 8 del disco de corte 1. La capa de grano fino 14 presenta a este respecto un grano abrasivo 5 con un tamaño de grano 10 mayor o igual a malla 24, preferiblemente con un tamaño de grano 10 de malla 24 a malla 46. En comparación, el grano abrasivo 5 restante presenta un tamaño de grano 10 de malla 15 a 20; preferiblemente se trata de una mezcla 50/50 de tamaño de grano 10 de malla 16 y malla 20.
El ejemplo de realización de la invención mostrado en la figura 6 se diferencia del ejemplo de realización mostrado en la figura 5 principalmente en que en la zona del orificio central 3 en las superficies laterales 11 y 12 del disco de corte 1 están colocadas unas chapas de acero 9. Estas provocan una mayor estabilidad lateral. En este caso, la capa de grano fino 14 se extiende, por tanto, desde las chapas de acero 9 hasta el borde exterior 2.
En el ejemplo de realización de la invención mostrado en la figura 7, el disco de corte 1 presenta en las dos superficies laterales 11 y 12 una zona de borde 16 anular con una rugosidad aumentada. En este caso, las capas de grano fino 14 se extienden únicamente desde el orificio central 3 hasta esta zona de borde anular 16. Mediante esta forma de realización se consigue que la zona interior lisa del disco de corte 1 pueda guiarse a través del material que se va a cortar con poca fricción y resistencia. La zona exterior 16 con una superficie rugosa se encarga, en cambio, de un alto nivel de remoción de material en la zona de corte y evita que los discos de corte 1 se atasquen en el material (corte libre).
El ejemplo de realización mostrado en la figura 8 se diferencia del ejemplo de realización mostrado en la figura 7 en que en la zona del orificio central 3 en las superficies laterales 11 y 12 están dispuestas adicionalmente dos chapas de acero 9. En este caso, la capa de grano fino 14 se extiende en una zona central 17 distanciada del orificio central 3 y del borde exterior 2.
También cabe indicar que el disco de corte 1 según los ejemplos de realización según la invención presenta corindón y/o carburo de silicio como grano abrasivo 5 y/o resina sintética como aglutinante 6.
La figura 9 muestra un diagrama de flujo para ilustrar un ejemplo de realización preferido del método 19 según la invención para producir un disco de corte 1:
En una primera etapa de método 26 se proporciona una primera placa de prensado.
Opcionalmente, según el ejemplo de realización que se vaya a realizar, se aplica sobre esta al menos en algunas zonas una capa de grano fino 14 y/o al menos un elemento estabilizador 9 en forma de una chapa de acero. Esta etapa de método opcional está provista de la referencia 27.
A continuación se aplica una mezcla de grano abrasivo 5, al menos un aglutinante 6 y, dado el caso, sustancias de relleno. Esta etapa de método está provista de la referencia 28.
La etapa de método 29 es de nuevo opcional y consiste en que, dependiendo del ejemplo de realización que se vaya a realizar, se aplica a la mezcla al menos en algunas zonas una capa de grano fino 14 y/o al menos un elemento estabilizador 9 en forma de una chapa de acero.
A continuación, en el transcurso de la etapa de método 30, se aplica una segunda placa de prensado y la mezcla se comprime ejerciendo presión sobre las dos placas de prensado (etapas de método 31).
Al mismo tiempo o posteriormente, el disco de corte 1 se cura a una temperatura adecuada (etapa de método 32).

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Disco de corte (1), en particular para su uso en la industria metalúrgica, con un borde exterior (2), un orificio central
    (3) para conectar el disco de corte (1) a un accionamiento giratorio para hacer girar el disco de corte (1) alrededor de un eje de giro (4) que discurre a través del orificio central (3) y una mezcla de grano abrasivo (5), al menos un aglutinante (6) y, dado el caso, sustancias de relleno, llegando la mezcla desde el borde exterior (2) del disco de corte
    (1) hasta el orificio central (3), y presentando el disco de corte (1) un diámetro (7) de 1000 mm a 2000 mm y un grosor de disco medio (8), presentando el disco de corte (1) una relación de diámetro (7) a grosor de disco medio (8) de al menos 150:1, preferiblemente de 150:1 a 250:1, presentando el disco de corte (1) una primera superficie lateral (11) y una segunda superficie lateral (12) opuesta, y estando orientado el eje de giro (4) del disco de corte (1) esencialmente normal a las dos superficies laterales (11, 12), caracterizado por que
    - el grano abrasivo (5) presenta un tamaño de grano (10), y el grano abrasivo (5) presenta en las superficies laterales (11, 12) una parte sobresaliente (13) de menos de la mitad, preferiblemente de menos de un tercio, del tamaño de grano (10), y/o
    - al menos en algunas zonas de las dos superficies laterales (11, 12) está dispuesta una capa de grano fino
    (14), presentando la capa de grano fino (14) un grosor (15) de aproximadamente el 2 % al 10 %, preferiblemente del 5 %, del grosor de disco medio (8) del disco de corte (1).
    2. Disco de corte (1) según la reivindicación 1, en donde el disco de corte (1) está provisto lateralmente en la zona del orificio central (3) de elementos estabilizadores (9), preferiblemente chapas de acero.
    3. Disco de corte (1) según la reivindicación 1 o 2, en donde el disco de corte (1) presenta un grano abrasivo (5) con un tamaño de grano (10) de malla 15 a 20, preferiblemente una mezcla de grano abrasivo (5) con un tamaño de grano
    (10) de malla 16 y grano abrasivo (5) con un tamaño de grano (10) de malla 20.
    4. Disco de corte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos en algunas zonas de las d superficies laterales (11, 12) está dispuesta una capa de grano fino (14), y en donde la capa de grano fino (14) presenta un grano abrasivo (5) con un tamaño de grano (10) mayor o igual a malla 24, preferiblemente con un tamaño de grano
    (10) de malla 24 a malla 46.
    5. Disco de corte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde al menos en algunas zonas de las d superficies laterales (11, 12) está dispuesta una capa de grano fino (14), y en donde la capa de grano fino (14) se extiende por toda la superficie lateral (11, 12), o desde el orificio central (3) hasta una zona de borde (16) anular, o en una zona central (17) distanciada del orificio central (3) y del borde exterior (2).
    6. Disco de corte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el disco de corte (1) está provisto lateralmente en la zona del orificio central (3) de elementos estabilizadores (9), preferiblemente chapas de acero, al menos en algunas zonas de las dos superficies laterales (11, 12) está dispuesta una capa de grano fino (14), y la capa de grano fino (14) se extiende desde los elementos estabilizadores (9) hasta el borde exterior (2).
    7. Disco de corte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el disco de corte (1) presenta una o dos capas de tejido (22), preferiblemente de fibras de vidrio.
    8. Disco de corte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el grosor de disco (20, 21) del disco de corte
    (1) aumenta desde el orificio central (3) en dirección radial (18) hasta el borde exterior (2), preferiblemente de 7 mm en el interior a 9 mm en el exterior.
    9. Disco de corte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el disco de corte (1) presenta corindón y/o carburo de silicio como grano abrasivo (5) y/o resina sintética como aglutinante (6).
    10. Método (19) para producir un disco de corte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la mezcla de grano abrasivo (5), al menos un aglutinante (6) y, dado el caso, sustancias de relleno se aplica a una primera placa de prensado, se cubre con una segunda placa de prensado y se comprime ejerciendo presión sobre las dos placas de prensado, y en donde
    - la presión sobre las dos placas de prensado se ejerce de tal manera que el grano abrasivo (5) en las superficies laterales (11, 12) presente una parte sobresaliente (13) de menos de la mitad, preferiblemente menos de un tercio, del tamaño de grano (10), y/o
    - antes de aplicar la mezcla se aplica al menos en algunas zonas una capa de grano fino (14) sobre la primera placa de prensado y después de aplicar la mezcla y antes de cubrir con la segunda placa de prensado se aplica a la mezcla al menos en algunas zonas una capa de grano fino (14).
    11. Método (19) según la reivindicación 10, en donde, antes de aplicar la mezcla, se aplica sobre la primera placa de prensado al menos un elemento estabilizador (9), preferiblemente en forma de una chapa de acero.
    12. Método (19) según la reivindicación 10 u 11, en donde después de aplicar la mezcla y antes de cubrir con la segunda placa de prensado se aplica a la mezcla al menos un elemento estabilizador (9), preferiblemente en forma de una chapa de acero.
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