BRPI0621090A2 - lixadeira manual portátil para uso com um material abrasivo substituìvel tipo folha - Google Patents
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Abstract
LIXADEIRA MANUAL PORTáTIL PARA USO COM UM MATERIAL ABRASIVO SUBSTITUìVEL TIPO FOLHA. Trata-se de uma lixadeira manual portátil para utilização com um material abrasivo substituível do tipo folha, como lixas, que inclui um elemento de base, um bloco moldado de interface sobre o elemento de base para definir uma face de trabalho contra a qual o material abrasivo do tipo folha fica disposto, e um mecanismo de retenção disposto de modo a manter o material abrasivo do tipo folha em relação operacional com o bloco de interface. O elemento de base é formado a partir de um primeiro material e o bloco moldado de interface é formado a partir de um segundo material moldável por injeção.
Description
"LIXADEIRA MANUAL PORTÁTIL PARA USO COM UM MATERIAL ABRASIVO SUBSTITUÍVEL TIPO FOLHA"
Antecedentes da Invenção
A presente invenção refere-se, genericamente, a lixadeiras manuais portáteis, para utilização com uma folha de material abrasivo, como uma lixa.
As lixadeiras manuais portáteis, como blocos lixadores, são comumente usadas com folhas abrasivas, como uma lixa convencional, para lixamento à mão ou acabamento de uma superfície de trabalho. Um bloco lixador comercialmente disponível é o 3M™ Rubber Sanding Block disponível junto à 3M Company, St. Paul, MN, EUA. Paul, MN. As lixadeiras portáteis podem incluir um bloco de interface esponjosa que é adesivamente ligado à face de trabalho da lixadeira. No entanto, esses blocos de interface sofrem com uma ou mais desvantagens ou deficiências. Seria desejável proporcionar uma lixadeira manual portátil que incluísse um bloco de interface que superasse as desvantagens e deficiências das lixadeiras dotadas de blocos de interface esponjosa adesivamente ligados.
Sumário da Invenção
A presente invenção fornece uma lixadeira manual portátil para utilização com um material abrasivo do tipo folha substituível que inclui um elemento de base formado a partir de um primeiro material, um bloco moldado de interface formado a partir de um segundo material moldável por injeção proporcionado sobre o elemento de base, definindo assim uma face de trabalho contra a qual o material abrasivo do tipo folha fica disposto, e um mecanismo de retenção disposto para manter o material abrasivo do tipo folha em relação operacional com o bloco de interface.
Em um aspecto, o primeiro material tem uma dureza Shore maior que a dureza Shore do segundo material (isto é, o bloco de interface é mais macio que o elemento de base). Em um aspecto mais específico, o primeiro material tem uma dureza Shore D maior que cerca de 30, e o segundo material tem uma dureza Shore A menor que cerca de 95.
Em uma modalidade, o bloco de interface é um material polimérico. Em uma modalidade mais específica, o bloco de interface é um material elastomérico. Em um outro aspecto, o bloco de interface inclui uma superfície de trabalho texturizada oposta ao elemento de base. Em aspectos mais específicos, a face de trabalho do bloco de interface inclui uma topografia superficial macroscopicamente tridimensional. A topografia superficial pode compreender uma topografia superficial aleatória tridimensional ou pode compreender um padrão não-aleatório regular definido pelas regiões elevadas e pelas regiões rebaixadas.
Em um outro aspecto, o elemento de base contém ranhuras e o bloco de interface inclui extensões que se estendem nas ranhuras, para formar, por meio disso, uma conexão segura entre o elemento de base e o bloco de interface.
Em ainda outro aspecto, a presente invenção fornece um método para fabricação de uma Iixadeira manual portátil para utilização com um material abrasivo do tipo folha substituível, que compreende um elemento de base formado de um primeiro material, um bloco moldado de interface formado de um segundo material moldável por injeção montrado sobre o elemento de base, definindo assim uma face de trabalho contra a qual o material abrasivo do tipo folha fica disposto, e um mecanismo de retenção disposto para manter o material abrasivo do tipo folha em relação operacional com o bloco de interface, sendo que o método compreende as etapas de fornecer uma lixadeira incluindo um elemento de base dotado de uma face de trabalho, e formar um bloco de interface sobre o elemento de base moldando-se por injeção um material elastomérico sobre a face de trabalho.
As vantagens de certas modalidades da invenção incluem uma capacidade de Iixamento aprimorada, uma flexibilidade aprimorada de projeto do produto (ou seja, o projeto do produto pode ser mais facilmente ajustado ou adaptado a uma aplicação de finalidade específica), uma fabricação mais fácil e menos cara, e uma Iixadeira que seja mais fácil e mais confortável de se usar.
Breve Descrição dos Desenhos
A presente invenção será descrita, ainda, com referência aos desenhos em anexo, onde:
A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma Iixadeira manual portátil dotada de um bloco moldado de interface de acordo com a invenção;
A Figura 2 é uma vista lateral da Iixadeira da Figura 1;
A Figura 3 é uma vista detalhada do elemento de base e do bloco de interface; e
As Figuras 4a e 4b são vistas em planta mostrando as topografias superficiais tridimensionais alternadas para o bloco de interface.
Descrição Detalhada
Reportando-se, agora, aos desenhos, em que as referências numéricas similares se referem a partes similares ou correspondentes por todas as diversas vistas, as Figuras 1 e 2, mostram uma Iixadeira manual portátil ou bloco lixador 2 para utilização com um material abrasivo do tipo folha flexível e substituível 40. O termo "manualmente operada" refere-se ao fato de a ferramenta 2 não ser uma ferramenta acionada por meios elétricos. Ou seja, toda energia transferida à ferramenta é fornecida por um usuário e a própria ferramenta não inclui um motor. O termo "material abrasivo do tipo folha" refere-se a folhas flexíveis e finas, tipicamente quadradas ou retangulares, de material abrasivo dotadas de extremidades distintas que podem ser fixadas a um bloco lixador. Tal material abrasivo do tipo folha inclui, por exemplo, uma lixa convencional, talagarças flexíveis de lixamento, materiais abrasivos não-tecidos, assim como Scotch-Brite™ disponível junto à 3M Company, St. Paul, Minnesota, EUA e materiais de folha abrasiva finos e flexíveis tais quais os descritos na patente n° 6.613.113 U.S.(Minick et al.), cujo conteúdo completo está aqui incorporado, por referência. A ferramenta pode, também, ser usada em materiais não-abrasivos tipo folha, como tecidos engomados para remoção de poeira. No entanto, o termo não inclui esteiras sem fim de material abrasivo comumente usadas em lixadeiras motorizadas, ou folhas cortadas por matriz que são vendidas pré-cortadas com a finalidade de se adaptarem ao tamanho e formato de uma lixadeira particular tal como é comumente feito para lixadeiras motorizadas específicas.
A lixadeira 2 mostrada e descrita no presente documento é descrita de forma mais completa no pedido de patente U.S. número serial 11/117.932 depositado em 29 de abril de 2005, cujo conteúdo completo está aqui incorporado, por referência. Para a presente invenção, entretanto, a lixadeira 2 geralmente não é particularmente significativa, já que é capaz de incluir um bloco de interface e inclui certas características básicas, como a capacidade para receber e reter um material abrasivo do tipo folha. Dessa forma, será entendido que a lixadeira 2 mostrada e descrita a seguir não se destina a representar nenhuma lixadeira capaz de ter um bloco moldado de interface.
A lixadeira 2 inclui um elemento de base 4 e um par de mecanismos de travamento 6 e 8 conectados às extremidades opostas do elemento de base 4. Embora a lixadeira 2 seja mostrada com mecanismo de travamento 6 e 8 em ambas as extremidades, será reconhecido que um ou ambos os mecanismo de travamento 6 e 8 podem ser substituídos por um mecanismo convencional para prender o material abrasivo do tipo folha 40 à ferramenta. Será reconhecido, também, que, muito embora o elemento de base 4 seja mostrado como sendo retangular, ele também pode ser quadrado ou ter outros formatos que se prestem para utilização com folhas abrasivas convencionais.
O elemento de base 4 tem uma primeira extremidade oposta 10 e uma segunda extremidade oposta 12 e uma superfície inferior genericamente plana 14. Cada extremidade 10 e 12 do elemento de base 4 tem uma superfície de contato inclinada ou angulada 16 e 18, respectivamente, oposta à superfície inferior 14. Desta forma, as superfícies de contato 16 e 18 e a superfície inferior 14 formam um ângulo agudo em relação às extremidades adjacentes associadas 10 e 12, respectivamente.
Cada mecanismo de travamento 6 e 8 é conectado de maneira articulada às extremidades opostas 10 e 12 do elemento de base 4 adjacente às superfícies de contato 16 e 18, respectivamente, definindo assim uma garra pela qual as extremidades 40a e 40b de um material abrasivo do tipo folha 40 podem ser inseridas. Cada mecanismo de travamento 6 e 8 é móvel entre uma posição fechada mostrada na Figura 1, e uma posição aberta mostrada na Figura 2. Na posição fechada, os mecanismos de travamento 6 e 8 são completamente acionados na direção das superfícies de contato associadas 16 e 18, respectivamente, e, quando nenhum material abrasivo estiver presente, ficam dispostos adjacentes às superfícies de contato 16e 18, respectivamente. Na posição aberta, o mecanismo de travamento 6 e 8 são espaçados em relação às superfícies de contato associadas 16 e 18, definindo assim os vãos 20 e 21, respectivamente, entre as superfícies de contato 16 e 18 do elemento de base 4 e os mecanismos de travamento 6 e 8.
Cada mecanismo de travamento 6 e 8 inclui um elemento de tensão flexível 22 e 24 disposto para estar diante da superfície de contato associada 16 e 18. Dispostas desta forma, já que os mecanismos de travamento 6 e 8 são rebaixados na direção do elemento de base 4 com a finalidade de prender o material abrasivo 40 à ferramenta 2, as bordas terminais dos elementos de tensão 22 e 24 se engatam, de maneira deslizante, às superfícies de contato 16, 18. Dessa forma, quando uma extremidade 40a ou 40b da folha abrasiva 40 for inserida no vão 20 ou 21 entre o elemento de base 4 e um mecanismo de travamento 6 ou 8, e o mecanismo de travamento for movido de sua posição aberta até a posição fechada, a borda dos elementos de tensão 22 ou 24 se engatará por fricção à extremidade 40a ou 40b da folha de material abrasivo 40.
À medida que os mecanismos de travamento 6 e 8 são juntamente impelidos na direção das superfícies de contato 16 e 18, os elementos de tensão 22 e 24 se agarram às extremidades respectivas da folha abrasiva 40a e 40b e as move para cima ao longo das superfícies de contato inclinadas 16 e 18 para longe da extremidade associada 10 ou 12, atraindo, assim, a folha de material abrasivo para longe do vão 20 ou 21. Além disso, à medida que os mecanismo de travamento 6, 8 são impelidos contra as superfícies de contato 16 e 18, os elementos de tensão 22 e 24 são arqueados ou flexionados de tal modo que a superfície dos elementos de tensão 22 e 24 se engatem às superfícies de contato 16 e 18, aumentando assim a área superficial de contato como um todo entre os elementos de tensão 22 e 24 e a folha de material abrasivo 40. Desta forma, a folga da folha abrasiva 40 é comprimida, apertando assim o encaixe da folha abrasiva 40 contra o fundo 14 do elemento de base 4.
Na modalidade ilustrada, os elementos de tensão 22 e 24 são tiras flexíveis finas de metal, como uma mola lamelar, que, em geral, retornam para suas posições originais quando a força aplicada for liberada. Outros materiais como uma borracha resiliente rígida ou material plástico sintético podem também ser usados. Para distribuir uniformemente a força aplicada pelos elementos de tensão 22 e 24 até as extremidades da folha abrasiva 40a e 40b (tanto durante a instalação da folha abrasiva 40 sobre a ferramenta como enquanto a folha abrasiva estiver sendo mantida sobre a ferramenta), os elementos de tensão 22 e 24 se estendem continuamente por toda a largura dos mecanismos de travamento 6 e 8. Distribuindo-se a força desta forma, os elementos de tensão 22 e 24 apresentam uma tendência reduzida para romper ou danificar de outra forma o material laminar abrasivo 40.
Para reduzir ainda mais a probabilidade das extremidades dos elementos de tensão 22 e 24 penetrarem na folha abrasiva 40, e, por meio disso, danificarem possivelmente a folha abrasiva, em uma modalidade alternativa, os elementos de tensão 22 e 24 podem ser curvos ou arqueados para dentro de tal modo que os elementos de tensão 22 e 24 tenham superfícies curvas voltadas para as superfícies de contato 16 e 18, e se engatem às superfícies de contato quando os mecanismos de travamento 22 e 24 estiverem fechados.
De acordo com um aspecto de caracterização da Iixadeira 2, um bloco moldado de interface 26 é proporcionado sobre a superfície inferior do elemento de base 4. O bloco de interface 26 define a superfície contra a qual o material abrasivo do tipo folha 40 fica preso. Proporcionando-se um bloco moldado de interface 26, o elemento de base 4 e o bloco de interface 26 formam um corpo integralmente moldado que inclui uma porção superior definida pelo elemento de base 4, e uma porção inferior definida pelo bloco de interface 26. O elemento de base 4 é tipicamente formado a partir de um primeiro material polimérico, e o bloco de interface 26 é tipicamente formado a partir de um segundo material polimérico. O segundo material polimérico usado para formar o bloco de interface 26 é tipicamente mais macio que o material usado para formar o elemento de base 4. O bloco moldado de interface 26 pode ser formado a partir de qualquer material moldável, porém, consiste tipicamente em um material moldável por injeção, elastomérico, resilientemente flexível e macio. Os matérias moldáveis por injeção adequados incluem borrachas naturais e sintéticas, inclusive látex e borracha de butila, elastômeros termoplásticos, como elastômeros de poliuretano, vulcanizados termoplásticos e borracha termoplástica. Os materiais adequados para o bloco de interface 26 têm, tipicamente, uma dureza Shore A menor que cerca de 95 e, mais tipicamente, menor que cerca de 70. Um material adequado para o bloco moldado de interface 26 está disponível junto à Advanced Elastomer Systems, uma afiliada da ExxonMobil Chemical, sob a designação comercial Santoprene. Genericamente, o elemento de base 4 é formado a partir de um material com uma dureza Shore maior que a dureza Shore do material usado para formar o bloco de interface. Os materiais adequados para o elemento de base incluem materiais plásticos sintéticos duros, tipicamente materiais termofixos ou termoplásticos, como ABS (acrilonitrila-butadieno-estireno), polipropileno, polietileno e misturas contendo esses materiais. Os materiais adequados para o elemento de base 4 têm, tipicamente, uma dureza Shore D maior que cerca de 30. Um material adequado para o elemento de base 4 está disponível junto à GE Plastics sob a designação comercial Cycolac and Cycoloy (uma mistura de policarbonato de ABS).
A Figura 3 é uma vista detalhada mostrando a interconexão entre o elemento de base 4 e o bloco de interface 26. Na modalidade ilustrada, o elemento de base 4 contém reentrâncias ou ranhuras 28 e o bloco de interface 26 inclui extensões 30 que se estendem dentro das ranhuras 28. Desta forma, uma conexão mecânica, que resiste à dissociação, é formada entre o elemento de base 4 e o bloco de interface 26. Para acentuar ainda mais a interconexão entre o bloco de interface 26 e o elemento de base 4 e, por meio disso, evitar que o bloco de interface 26 se separe do elemento de base 4, as ranhuras 28 incluem regiões de extremidade alargadas opcionais 28a, e as extensões 30 incluem porções terminais alargadas 30a que se estendem dentro das regiões de extremidade alargadas 28a das ranhuras 28. Outras características estruturais para formação da fixação mecânica entre o elemento de base 4 e o bloco de interface 26 são contempladas em relação à presente invenção A conexão mecânica pode ser formada, por exemplo, por uma única protuberância, que pode ter uma variedade de formatos, que se encaixa a uma reentrância cooperante. A protuberância e a reentrância podem ser formadas no elemento de base 4 ou no bloco de interface 26.
Alternativamente, o elemento de base 4 e o bloco de interface 26 podem ser formados através de uma ligação química. Uma vez fixada por uma ligação química, a interface entre o elemento de base 4 e o bloco de interface 26 pode ser genericamente plana (isto é, o elemento de base 4 e o bloco de interface 26 incluem superfícies genericamente planas que são fixadas entre si) ou a interface pode incluir características estruturais, como aquelas descritas acima para acentuar ainda mais a interconexão entre o elemento de base e o bloco de interface 26. A ligação química é formada selecionando-se os materiais compatíveis que formam uma ligação química forte.
Conforme mostrado na Figura 4, a face de trabalho exposta do bloco de interface 26 (isto é, a superfície do bloco de interface 26 oposta ao elemento de base 4 contra a qual a folha abrasiva 40 fica disposta) pode incluir uma superfície texturizada 32 dotada de uma topografia superficial tridimensional. A topografia superficial tridimensional é tipicamente macroscópica, isto significa que o diferencial de altura entre as regiões elevadas e as regiões rebaixadas é maior que cerca de 1 milímetro. Conforme mostrado na Figura 4a, a superfície texturizada 32 pode ser um padrão aleatório de regiões elevadas 34 separadas por regiões rebaixadas 36 ou, conforme mostrado na Figura 4b, a superfície texturizada pode ser um padrão de repetição regular de regiões elevadas 34 e regiões rebaixadas 36. Outras geometrias superficiais são contempladas em relação à presente invenção Por exemplo, o tamanho e formato das regiões elevadas e rebaixadas podem ser variados ou ajustados dependendo do tipo de folha abrasiva usada e/ou dependendo da aplicação de finalidade específica para a ferramenta.
A combinação do elemento de base 4 e o bloco de interface 26 pode ser formada, por exemplo, através do uso de técnicas de moldagem por injeção de múltiplos materiais incluindo modelagem por co-injeção, modelagem com sobreposição e modelagem com múltiplos golpes. Por exemplo, o elemento de base 4 pode ser formado através da modelagem por injeção de um material adequado, como ABS1 em um molde com a finalidade de formar o elemento de base 4, e o bloco de interface 26 pode ser formado através da modelagem por injeção de um material adequado, como Santoprene, com a finalidade de formar o bloco de interface 26. Alternativamente, o elemento de base 4 pode ser formado por fundição ou por outras técnicas conhecidas.
A modelagem por injeção do bloco de interface 26 oferece uma série de vantagens em relação ao uso de blocos de interface convencionais, que consistem em blocos de espuma que são adesivamente ligados à Iixadeira 2. Primeiramente, pelo fato do bloco moldado de interface ser moldado por injeção, as etapas adicionais de cortar uma folha de espuma por matriz no tamanho adequado e ligar adesivamente o bloco de espuma ao fundo do elemento de base 4 são eliminadas. Isto simplifica o processo de montagem e elimina, também, os custos com matéria-prima associados ao bloco de espuma e ao adesivo. A modelagem por injeção do bloco de interface 26 também reduz a probabilidade de falhas entre o bloco de interface e o elemento de base 4 (isto é, a modelagem por injeção fornece uma ligação química e/ou mecânica entre o bloco de interface 26 e o elemento de base 4 que provavelmente não irá permitir ao bloco de interface 26 se separar inadvertidamente do elemento de base 4). O bloco de interface 26 moldado por injeção pode incluir, também, uma variedade de texturas e/ou padrões, ele pode ser formado a partir de uma série de materiais poliméricos moldáveis adequados dependendo das propriedades de durabilidade e conformabilidade desejadas, e pode ser formado em uma variedade de cores ou espessuras, por meio disso, aumentando consideravelmente as opções e flexibilidade do projeto da ferramenta, e permitindo, ainda, que o projeto da ferramenta seja facilmente ajustado para finalidades específicas.
A lixadeira 2 inclui, também, um cabo 46. Na modalidade ilustrada, o cabo 46 inclui uma porção de pescoço 46a que se estende para cima a partir de uma região central do elemento de base 4, e inclui uma porção de cabeça alargada 46b, situada na extremidade do pescoço 46a que define um pegador 48 que pode ser prontamente empunhado por um usuário para manusear e controlar o movimento da ferramenta 2. Para oferecer uma empunhadura mais confortável ao usuário, o pegador 48 do cabo 46 compreende, de preferência, uma região interna 48a formada de um primeiro material relativamente duro e uma região periférica 48b formada de um segundo material semelhante a borracha relativamente macio que é mais fácil de se pegar e, dessa forma, fornece ao usuário um manuseio aprimorado. O primeiro material relativamente duro pode ser, por exemplo, um plástico sintético duro, e o segundo material relativamente macio pode ser, por exemplo, um elastômero termoplástico, borracha, materiais semelhantes à borracha ou espuma.
A ferramenta 2, incluindo o elemento de base 4, os mecanismos de travamento 6 e 8 e o cabo 46, pode ser formada a partir de qualquer material adequado incluindo, por exemplo, madeira, metal, plástico sintético ou uma borracha rígida.
As pessoas versadas na técnica irão avaliar que diversas alterações e modificações podem ser feitas na invenção descrita acima sem se desviar do conceito da invenção. Por exemplo, será reconhecido que o tamanho da ferramenta pode ser adaptado, logo, pode ser usada com os diversos tamanhos padrão das folhas abrasivas comercialmente disponíveis. Deste modo, o escopo da presente invenção não deve se limitar às estruturas descritas neste pedido, mas somente às estruturas descritas pela linguagem das reivindicações e por suas estruturas equivalentes.
Claims (10)
1. LIXADEIRA MANUAL PORTÁTIL PARA USO COM UM MATERIAL ABRASIVO SUBSTITUÍVEL TIPO FOLHA, caracterizada pelo fato de compreender: (a) um elemento de base que define a primeira e segunda superfícies opostas e uma pluralidade de ranhuras, tais ranhuras extendendo a partir de, e abrindo, da primeira superfície e próximo em relação a segunda superfície; (b) um bloco moldado de interface sobre o elemento de base para definir uma face de trabalho contra a qual o material abrasivo do tipo folha é disposto e uma segunda face oposta a face de trabalho, a segunda face formando uma pluralidade de extensões, sendo essas respectivas moldadadas dentro da respectiva ranhuras; e (c) um mecanismo de retenção posicionado para manter o material abrasivo do tipo folha em relação operacional com o bloco de interface; sendo que o elemento de base é formado a partir de um primeiro material e o bloco moldado de interface é formado a partir de um segundo material moldável por injeção.
2. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro material tem uma dureza Shore maior que a dureza Shore do segundo material.
3. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o segundo material tem uma dureza Shore A menor que cerca de 95.
4. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o primeiro material tem uma dureza Shore D maior que cerca de 30.
5. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o bloco de interface é um material polimérico.
6. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o bloco de interface é um material elastomérico.
7. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o bloco de interface é formado a partir de ao menos um dentre elastômero termoplástico, termoplástico vulcanizado e borracha termoplástica.
8. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de base é formado a partir de um material plástico sintético moldável por injeção e o bloco de interface é formado a partir de um material moldável por injeção que é mais macio que o material usado para formar o elemento de base.
9. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o bloco de interface inclui uma superfície texturizada.
10. LIXADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a face de trabalho do bloco de interface inclui uma topografia superficial macroscopicamente tridimensional.
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