ES2248824T3 - Placas de soporte para discos abrasivos. - Google Patents
Placas de soporte para discos abrasivos.Info
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Abstract
ACCESORIOS PARA UNA RECTIFICADORA DE ANGULOS, INCLUYEN UNA CONTRAPLACA ELASTICA, PARA SU USO CON UN DISCO ABRASIVO QUE TIENE CONFORMADAS ABERTURAS DE VENTILACION Y DE VISION. LAS ABERTURAS DE LA CONTRAPLACA SE CORRESPONDEN A AQUELLAS SOBRE EL DISCO, Y ESTAN CONFORMADAS DE MANERA QUE SE MINIMICE EL ENGANCHE DE LAS ABERTURAS EN LOS SALIENTES DE LA SUPERFICIE DE TRABAJO, Y PARA FACILITAR FLUJO DE AIRE A TRAVES DE LA SUPERFICIE DE TRABAJO, DURANTE EL FUNCIONAMIENTO. ESTE FLUJO DE AIRE AYUDA EN LA REFRIGERACION DE LA PIEZA Y EN LA EXPULSION DE DETRITOS, MINIMIZANDO ASI LOS EFECTOS DE ATASCAMIENTO. LAS ABERTURAS DE VENTILACION FACILITAN TAMBIEN LA VISION DE LA PIEZA A LIJAR CON EL DISCO GIRATORIO, DURANTE EL PROCEDIMIENTO DE ABRASION, DE MANERA QUE LA RETROALIMENTACION DEL OPERARIO ES INMEDIATA. LOS AGUJEROS PROPORCIONAN TAMBIEN A LA CONTRAPLACA MAS ELASTICIDAD, DE MANERA QUE UNA ZONA MAYOR DEL DISCO ABRASIVO PUEDA ENTRAR EN CONTACTO CON LA PIEZA, Y EL DISCO SE DESGASTE MAS UNIFORMEMENTE POR SU SUPERFICIE ABRASIVA.
Description
Placas de soporte para discos abrasivos.
La presente invención se refiere al campo de
discos abrasivos o de lijado, y en particular la presente invención
se refiere a placas de soporte para discos abrasivos.
Los discos abrasivos, o discos de lijado se usan
mucho en taladros eléctricos portátiles y (a un nivel más
profesional) en muelas de ángulo portátiles. Cuando se usan en estas
máquinas, el disco se soporta por su centro contra una placa de
soporte y se gira generalmente a una alta velocidad mientras se
presiona en frente de una placa de soporte contra la pieza de
trabajo. La superficie abrasiva desgasta la superficie de la pieza
de trabajo mediante, en efecto, una acción de corte. Se usan
comúnmente discos de lijado montados en muelas de ángulo (por
ejemplo) en el batido de paneles de automóviles, con el cuerpo de
relleno se ha de lijar para conformarse a los contornos originales
de una parte del automóvil remodelado. Se dice que se venden cada
año millones de discos de lijado adecuados para su uso con muelas de
ángulo. Hay algunos problemas relacionados con el uso de los discos
de lijado, tales como:
(a) Las placas de soporte relativamente rígidas
comúnmente usadas con discos de lijado de muelas de ángulo fuerzan
los discos de lijado a un modo no satisfactorio de funcionamiento
cuando la muela de ángulo está inclinada hacia la pieza de trabajo
durante su uso - tal como que principalmente el borde de acopla con
la pieza de trabajo produciendo una acción local intensa, más que
una acción gradual uniforme sobre una zona más amplia. Hay una
tendencia a que la superficie de la pieza de trabajo desarrolle una
superficie escalonada no satisfactoria, que requiere un tratamiento
de bloque de lijado a mano. Los discos no se pueden usar para un
trabajo fino controlado, tal como la preparación de superficies en
un estado listo para pintarlas.
(b) A veces el material que se lija tiende a
fundirse a las altas velocidades de corte implicadas, y si esto se
produce el disco de lijado es particularmente propenso a atascarse
de una manera rápida y efectiva, de manera que el disco se ha de
desechar. La fusión también puede provocar el corte de la
herramienta y, como resultado, la superficie de la pieza de trabajo
se puede destruir de manera inadvertida. El calentamiento también
afecta adversamente a la vida del disco de lijado.
(c) El operador no puede ver el material que se
lija durante el funcionamiento real; solamente puede ver el material
que no está cubierto por la cuchilla. Es difícil de realizar una
operación precisa sin inspeccionar repetidamente el trabajo en
progreso y alcanzar con más precisión una aproximación al resultado
deseado. Las herramientas manuales no se pueden aplicar de una
manera precisa, de manera que la inspección repetida no es una buena
opción para un trabajo cuidadoso.
Es un fenómeno bien conocido que un disco que
tiene perforaciones se vuelve semitransparente cuando gira a una
velocidad moderada a alta, debido a la persistencia de la imagen
sobre la retina en el ojo humano - el efecto de "persistencia de
la visión". La imagen vista a través de un disco giratorio
perforado también se mejora si hay un contraste en luz y/o color
entre el disco giratorio y el fondo y/o el primer plano. Para
aumentar la anchura de la "ventana" o el efecto de visión a
través cuando gira un disco, usualmente se diseñan perforaciones
para que se solapen entre sí. Hay muchos discos abrasivos y de
lijado que usan este fenómeno. Ejemplos son la patente US 2749681 de
F. Reidenback, solicitada el 31 de agosto de 1953, o la patente US
4685181 de J.C. Schwartz, solicitada el 26 de marzo de 1985.
Debido a las presuntas consecuencias
catastróficas de salientes en grandes aberturas de discos
perforados, estas invenciones hasta hora se han basado en el uso de
muchas pequeñas perforaciones en el disco en relación con el tamaño
total del disco.
Aunque la invención se refiere a muelas de ángulo
en particular, la invención también es aplicable a discos de lijado
usados en herramientas eléctricas diferentes, tales como taladros
eléctricos ordinarios, aunque los tipos usuales de taladros
eléctricos no gira a una velocidad alta.
"Abertura" significa un canal u orificio que
pasa completamente a través de un objeto, y está rodeado por todos
sus lados por el material del objeto. No está limitado a aberturas
que tiene un perfil circular. "En forma de plato" significa que
un disco se ha formado en una forma convexa (como un platillo), y
para esta invención el abrasivo se encontrará usualmente sobre la
base, o lado convexo, del platillo.
"Disco" se refiere a una pieza plana de
material relativamente rígido (aunque tenga algo de elasticidad) que
está adaptada para montarse sobre un eje o árbol giratorio. No está
limitado aquí a formas puramente circulares y los materiales usados
pueden ser cualesquiera de los conocidos para su uso en la
producción de discos abrasivos para muelas giratorias.
"Hueco" significa un entrante o hendidura
que está rodeado de manera incompleta por el material del objeto.
Podría incluir, por lo tanto, configuraciones en las que la
periferia circular de un disco donde se ha retirado un segmento
(definido a continuación), o la configuración obtenida
(teóricamente) moviendo una "abertura" hasta una porción que se
extiende más allá de la periferia del disco.
"Lijado" se usa aquí para referirse a
cualquier operación de abrasión o acabado en la que se trata la
superficie de una pieza de trabajo para retirar material o alterar
la rugosidad. "Segmento" significa la porción de un círculo que
está situada entre el perímetro y una cuerda.
La invención se define en la reivindicación 1. Se
refiere a una placa de soporte para su uso como parte de un sistema
de lijado para su uso con una muela de ángulo o similar, cuyo
sistema de lijado comprende una placa de soporte y un disco de
"lijado" que soporta por lo menos una superficie abrasiva,
estando adaptado el disco para montarse sobre un árbol de la muela
de ángulo en conjunción con una placa de soporte complementaria, y
en el que el disco de lijado está modificado para estar provisto de
por lo menos una abertura no concéntrica adaptada para visión y
ventilación, cuya abertura es capaz en la práctica de estar
substancialmente en alineación con por lo menos un hueco o abertura
de visión y ventilación adaptado de una manera similar construido en
la placa de soporte que es el objeto de la presente invención, de
manera que, en la práctica, la superficie de trabajo y el disco de
lijado están más fríos como resultado del movimiento del aire, el
material erosionado se mueve tangencialmente al exterior, y el
usuario puede ver el trabajo a través de dicha por lo menos una
abertura no concéntrica.
El término "no concéntrica" tal como se
aplica a aberturas en la presente solicitud significa que la
abertura está desplazada del eje de rotación a lo largo de un radio
del disco o de la placa de soporte. Un número preferido de aberturas
no concéntricas adaptadas para visión y ventilación está entre uno y
nueve. Un número más preferido de aberturas no concéntricas es entre
tres y cinco.
Preferiblemente, las aberturas no concéntricas
adaptadas para visión y ventilación están colocadas a distancias
variables del centro de rotación del disco o de la placa de soporte,
de manera que cuando el disco gira, se puede ver una proporción
substancial del área debajo del disco.
El componente del disco abrasivo o "disco de
lijado" del sistema de lijado es el objeto de la patente PCT/US
96/19191 y NO es parte de la presente invención, pero se describe
aquí para ayudar a la comprensión de la invención aquí reivindicada
que se refiere a la placa de soporte usada en conjunción con estos
discos abrasivos.
El disco de lijado tal como se ha descrito
previamente se puede modificar para prever que por lo menos un borde
de la o cada abertura no concéntrica adaptada para visión y
ventilación esté formado para servir como borde de corte.
En otro aspecto, las aberturas de visión o
ventilación también se pueden referir como medios para interrumpir
de manera intermitente la acción de abrasión del disco al girar,
proporcionando así un "tiempo de reposo" durante cuyo momento
la superficie de trabajo se puede volver más fría.
En otro aspecto, el disco de lijado puede estar
provisto de una o más aberturas diseñadas principalmente para su
alineación con características de alineación bajo la placa de
soporte, de manera que el disco de lijado puede alinearse, al
instalarse, de manera que las aberturas en el disco de lijado
coincidan con las aberturas en la placa de soporte.
Opcionalmente, la una o más aberturas de soporte
pueden servir también como medios de acoplamiento para coincidir con
pasadores de accionamiento que se extienden desde la placa de
soporte.
Opcionalmente, están previstas una o más
aberturas en el disco de lijado en posiciones capaces de hacer
coincidir las aberturas de extracción de aire en una placa de
soporte.
En un aspecto preferido, el perímetro del disco
de lijado puede ser diferente de una forma circular mediante la
previsión de uno o más huecos, más preferiblemente en forma de
segmentos, alrededor desde la circunferencia del disco. Si están
previstos una pluralidad de estos huecos, se prefiere que estén
situados de manera simétrica para mantener un equilibrio en el
disco. Preferiblemente, son entre tres y ocho huecos.
Más preferiblemente, el número de huecos coincide
con el número de aberturas no concéntricas adaptadas para visión y
ventilación y están situados sobre radios entre aquellos sobre los
que están situadas las aberturas.
Preferiblemente, cada hueco tiene la forma de una
línea recta que une una parte de la circunferencia a otra. Expresado
de otra manera, el hueco está formado mediante la retirada de un
segmento del disco. Preferiblemente, las dimensiones del o de cada
hueco se ajustan de manera que cuando el disco de lijado gira, es
posible ver a través del disco en la zona fuera de la de las
aberturas de visión/ventilación, y en lo que respecta al borde.
Opcionalmente, este tipo de hueco se puede usar
ventajosamente en el procedimiento de corte de discos de lijado a
partir de material almacenado, al poner los centros de los discos
más cerca unos de otros y teniendo bordes comunes entre discos
adyacentes, de forma de minimizar el desperdicio.
Opcionalmente algunos o todos los huecos pueden
tener un contorno curvado.
Un contorno curvado preferido es aquel que se
acorta hacia el borde de salida de una abertura de
observación/ventilación, proporcionando así una zona más estrecha o
debilitada capaz de romperse cuando una proyección se tenga que
acoplar con la abertura de observación/ventilación.
La superficie del disco abrasivo puede tener un
número de configuraciones. En una primera realización la superficie
está provista de un revestimiento de partículas abrasivas adheridas
a la superficie del disco con un material aglutinante seleccionado
entre aglutinantes resinosos curados o adhesivos metálicos. En una
realización adicional la superficie del disco comprende una capa no
tejida de fibras que tienen una pluralidad de partículas abrasivas
adheridas a las fibras. Dichas capas no tejidas están
convencionalmente adheridas a un material de refuerzo que imparte un
grado mayor de estabilidad dimensional a la estructura total del
disco.
En otro aspecto el disco abrasivo puede estar
provisto de uno o más pliegues periféricos - o "puntas de ala"
- que están dirigidos hacia fuera de la superficie abrasiva, de
forma que cuando el disco rota se provoca que el aire se mueva
enfriando así de forma adicional el área de trabajo y expulsando el
material erosionado.
En un aspecto relacionado puede proporcionarse
una falda alrededor de la protección de la muela de ángulo de forma
de confinar el aire puesto en movimiento mediante las puntas de
ala.
Aún en otro aspecto, el disco de amolado está
provisto además de uno o más sitios de cizalladura, "zonas de
rotura" o puntos de debilidad deliberadamente proporcionados
capaces de desconectar el disco de los medios de conducción de la
placa de refuerzo si el disco se engancha en forma inadvertida con
un objeto y tiende a transmitir una torsión alta a la placa de
refuerzo y a la muela de ángulo. Un sitio de cizalladura preferido
comprende una zona concéntrica debilitada con los medios de montaje
o apertura. Preferentemente esta zona debilitada está formada a
partir de una serie de aberturas cortadas en o a través del material
del disco de lijado. Opcionalmente, esta zona debilitada está
formada a partir de una serie de hendiduras cortadas en o a través
del material del disco de
lijado.
lijado.
Preferentemente, una tuerca de retención del
disco sobre el árbol de sujeción de la muela de ángulo es capaz de
retener el arrancado del disco de lijado; preferentemente mediante
una proyección concéntrica, dirigida hacia fuera o similar provista
hacia la periferia de la tuerca de retención del disco; teniendo la
proyección un diámetro lo suficientemente grande para incluir la
zona debilitada.
En cualquier caso el disco de lijado debe
permanecer preferentemente substancialmente balanceado dinámicamente
sobre su eje de revolución.
Los discos abrasivos descritos con anterioridad
están destinados para utilizarse con una placa de refuerzo que está
hecha de un material elástico, y, preferentemente, el material de la
placa de refuerzo tiene un color oscuro.
La placa de refuerzo incluye al menos tres
huecos, ubicados de forma tal que son capaces de alinearse con una o
más de las aberturas no concéntricas adaptadas para la observación y
la ventilación provistas en el disco de lijado.
Preferentemente el o cada hueco en la placa de
refuerzo está provista en forma similar con superficies sesgadas o
inclinadas, y opcionalmente cada abertura puede estar provista de
una toma de aire.
Opcionalmente la placa de refuerzo puede estar
provista de aberturas adicionales substancialmente no capaces de
alineación con las aberturas no concéntricas adaptadas para
observación y ventilación en el disco de lijado y una o más de las
aberturas adicionales pueden utilizarse con propósitos de
alineación.
Una o más de las aberturas adicionales puede
utilizarse para conducir el disco de lijado, a través de medios de
acoplamiento adheridos en dichas aberturas adicionales.
Una o más de las aberturas adicionales puede
utilizarse con el propósito de extraer aire y material; estando
conectado a canales de extracción en la placa de refuerzo.
Preferentemente tales canales de extracción se
extienden hacia fuera de la abertura de extracción hacia la
periferia de la placa de refuerzo, de forma que durante el uso el
aire se mueve a través del canal mediante una fuerza centrípeta.
Sin embargo pueden proporcionarse aberturas
adicionales en la placa de refuerzo para dar a la placa de refuerzo
una zona debilitada que puede romperse si un objeto prominente queda
atrapado en una abertura de observación/ventilación.
Preferentemente, la elasticidad de la combinación
del disco de lijado y la placa de refuerzo es suficiente para
proporcionar una flexibilidad activamente significativa del disco de
lijado durante el uso, de forma que más que sólo el borde del disco
puede estar en contacto efectivo con una superficie de trabajo.
En una realización alternativa la placa de
refuerzo en sí está provista de medios de embrague capaces de
desacoplarse del eje de conducción. Si la torsión aplicada a través
de los medios de embrague excede un límite preestablecido - como por
ejemplo si la placa de refuerzo inadvertidamente atrapa un objeto.
Otra realización preferida de unos medios de embrague es un embrague
de sobrecarga construido en el material de la placa de refuerzo.
Esto puede comprender un perno de cizallamiento.
Otra realización preferida de unos medios de
embrague comprende una modificación mediante el alargamiento del eje
de una tuerca de retención y una modificación mediante la provisión
de un eje para una arandela de empuje de forma que ajustando la
tuerca de retención contra la arandela de empuje (cuando el montaje
de un disco de lijado y una placa de refuerzo forma un embrague de
sobrecarga que actúa en forma análoga a un perno de cizallamiento,
permitiendo el deslizamiento en el caso de exceso de torsión, entre
la placa de refuerzo y el conjunto de tuerca de retención/arandela
de refuerzo.
Preferentemente al menos un orificio en la placa
de refuerzo y al menos un orificio en el disco de lijado puede
utilizarse en conjunción con un gancho o perno de posicionamiento
para alinear de forma rotacional el disco de lijado sobre la placa
de refuerzo de modo que las aberturas están sustancialmente en
alineación. Preferentemente el gancho o perno de posicionamiento se
extrae después del acoplamiento del disco de lijado y antes del
uso.
Opcionalmente un perno o proyección de
posicionamiento incluido en un disco de lijado y para propósitos de
alineación inserto en la placa de refuerzo puede también actuar
durante el uso como un perno de cizallamiento.
Opcionalmente un embrague de sobrecarga puede
incluir bordes serrados o similares capaces de crear una vibración o
ruido contra una proyección cuando el embrague está patinando.
Preferentemente un sistema de lijado que
comprende la placa de refuerzo de la invención también incluye una
cubierta de seguridad para una muela de ángulo, adaptada para
proteger al usuario de lesiones resultantes del deslizamiento del
disco de lijado y/o de la placa de refuerzo; la cubierta de
seguridad comprende una cubierta de protección montada al menos una
de las cavidades roscadas para el asa de sujeción y proyectándose
hacia delante entre el disco de lijado y el operador.
Preferentemente, la cubierta de seguridad está
hecha de un material plástico transparente resistente;
alternativamente al menos una parte del mismo puede estar hecha de
metal. También preferentemente la cubierta de seguridad se fija en
su lugar. Alternativamente, sin embargo, la cubierta de seguridad
puede ser ajustable y moverse hacia delante o hacia atrás de tiempo
en tiempo, actuando así como una placa de calibración.
La siguiente es una descripción de una forma
preferida de la invención, dada solamente a modo de ejemplo, con
referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La figura 1 muestra los contornos (vista en
planta) de un disco abrasivo de tres orificios o disco de lijado
preferido (no parte de la invención).
La figura 2 muestra los contornos de un disco
abrasivo preferido de cinco orificios (no parte de la invención) o
disco de lijado (no parte de la invención).
La figura 3 muestra los contornos de tres placas
de refuerzo preferidas, teniendo cada una tres huecos de observación
o ventilación, según la invención.
La figura 4 muestra dos contornos de placas de
refuerzo preferidas, según la invención.
La figura 5 muestra el perfil de una abertura
preferida o hueco en un disco de lijado (no parte de la invención) o
una placa de refuerzo, adaptado para prevenir atrapar protuberancias
de la superficie de trabajo, según la invención.
La figura 6 muestra la vista lateral (en
elevación) de una placa de refuerzo preferido, según la invención.
Se muestra un tipo de un perno de posicionamiento y una abertura
para el mismo en la placa de refuerzo. Esta figura incluye también
una sección a través de la placa de refuerzo que tiene un orificio
inclinado y una toma de aire alejada de la superficie abrasiva, y un
borde de salida en la superficie abrasiva.
La figura 7 muestra las superficies delantera y
trasera de otra placa de refuerzo (no parte de la invención),
provista de canales de enfriamiento.
La figura 8 muestra una vista lateral (en
elevación) de un disco abrasivo o disco de lijado preferido (no
parte de la invención) montado sobre una placa de refuerzo y
provista de tacos para acoplar con un disco abrasivo.
La figura 9 muestra la vista del usuario (vista
en elevación) de un disco abrasivo o disco de lijado preferido (no
parte de la invención) (de la figura 1) montado sobre una placa de
refuerzo (de la figura 4) según la invención.
La figura 10 muestra un disco abrasivo o disco de
lijado preferido (no parte de la invención) provisto de áreas
elevadas que arrastran las tres aberturas grandes, y una sección que
se puede romper o debilitada (se incluyen tres tipos de porciones
debilitadas en un dibujo), y tres versiones de una tuerca de
sujeción para fijarlo a un árbol de una muela de ángulo.
La figura 11 muestra en sección tres versiones de
una placa de refuerzo según la presente invención provista de
embragues para patinar en el caso de que se aplique demasiada
torsión.
La figura 12 muestra la cara de trabajo de un
disco abrasivo o disco de lijado (no parte de la invención) provisto
de múltiples aletas de material abrasivo (se muestran dos
orientaciones de aletas en un dibujo).
La figura 13 muestra la cara de trabajo de otro
disco abrasivo o disco de lijado (no parte de la invención) provisto
de múltiples aletas de un material abrasivo.
La figura 14 muestra la cara de trabajo de un
disco abrasivo o disco de lijado (no parte de la invención) provisto
de múltiples (10) orificios, donde la ubicación de los orificios
permite observar a través de una porción substancial de un disco
giratorio.
La figura 15 muestra la cara de trabajo de un
disco abrasivo o disco de lijado (no parte de la invención) de un
tipo que utiliza papel de lija fabricado con una superficie de
contacto adhesiva. (Ver también la figura 23).
La figura 16 muestra la cara posterior (no
abrasiva) de varias versiones de un disco abrasivo o disco de lijado
(no parte de la invención) de un tipo con uno o más segmentos
retirados, que tiene una visibilidad de borde incrementada durante
el uso. El recuadro muestra cómo tales discos pueden cortarse a
partir de una hoja de material que relativamente poco
desperdicio.
La figura 17 muestra la cara trasera (no
abrasiva) de una placa de refuerzo (no parte de la invención) de un
tipo con uno o más segmentos retirados, que tiene una visibilidad
incrementada durante el uso. También se proporcionan orificios
inclinados de enfriamiento extra.
La figura 18 muestra un orificio en un disco de
lijado (no parte de la invención) o placa de refuerzo, con su
capacidad para no engancharse mejorada mediante la formación
(mediante presión) de una deformación del borde de salida en el
material, según (como a la placa de refuerzo) la invención.
La figura 19 muestra en sección un conjunto
adicional de embrague preferido para un disco de lijado (no parte de
la invención) para una muela de ángulo.
La figura 20 muestra algunos diseños para una
cubierta de protección para una muela de ángulo para utilizarse con
discos de lijado (no parte de la invención).
La figura 21 muestra una forma de cortar hojas
abrasivas estándar múltiples o individuales con un chorro de líquido
a alta presión para hacer discos de lijado (no parte de la
invención).
La figura 22 muestra algunas formas para
empaquetar los recortables juntos para guardar hojas abrasivas
estándar.
La figura 23 muestra formas de colocar y dar
forma a discos de lijado con refuerzo adhesivo (no parte de la
invención) sobre una placa de refuerzo de espuma, modificándose el
disco como en la antes citada PCT/US 96/19191 y modificándose la
placa según la invención.
La figura 24 muestra un disco de lijado (no parte
de la invención) con (a) aberturas de no enganche y (b) orificios de
alineación dentro de una zona de rotura.
La figura 25 muestra un disco de lijado (no parte
de la invención) en alineación correcta sobre una placa de refuerzo
de la invención - vista del operador.
La figura 26 muestra una placa de refuerzo de la
invención que tiene una almohadilla de agarre - como un anillo de
papel de lija - destinado a sujetar a un disco de papel de lija (no
parte de la invención)(tal como en la figura 24) dentro de su zona
de orificios de arrancado.
La figura 27 muestra una placa de refuerzo de la
invención adecuada para utilizarse con un disco de lijado de
contacto (no parte de la invención).
La figura 28 muestra una versión de un disco de
lijado de contacto (no parte de la invención) con (a) aberturas de
observación/enfriamiento, (b) orificios estandarizados/de
alineación, (c) líneas de doblado, y (d) aberturas para vacío.
La figura 29 muestra otra versión de un disco de
lijado de contacto (no parte de la invención) con (a) aberturas de
observación/enfriamiento, (b) orificios estandarizados/de
alineación, (c) líneas de doblado, y (d) aberturas para vacío.
La figura 30 muestra un disco de papel de lija de
cuatro lados (no parte de la invención) con (a) puntas de aleta, (b)
orificios de toma de aire, y (c) zona de orificios de rotura.
La figura 31 muestra el disco de papel de lija de
cuatro lados (no parte de la invención) en posición sobre un disco
de refuerzo.
La figura 32 muestra una placa de refuerzo de la
invención compatible con el disco de lijado (no parte de la
invención) de la figura 30, teniendo (a) una almohadilla de
sujeción, (b) canales de enfriamiento, (c) zona de rotura
estructuralmente debilitadas, y (d) medios de alineación
estándar.
La figura 33 muestra una placa de refuerzo de la
invención en sección y que coincide un disco de lijado de cuatro
lados (no parte de la invención), que tiene aberturas, zonas de
rotura, y una zona concéntrica debilitada o de rotura. La placa de
refuerzo tiene una almohadilla de sujeción - como un anillo de papel
de lija - destinado a sujetar un disco de papel de lija dentro de su
zona de orificios de rotura.
La figura 34 muestra un disco de papel de lija de
tres lados (no parte de la invención) en posición sobre una placa de
sujeción adecuada de la invención.
La figura 35 muestra una placa de refuerzo de la
invención compatible con el disco de lijado (no parte de la
invención) de la figura 36, que tiene (a) una almohadilla de
sujeción, (b) canales de enfriamiento, y (c) medios estándar de
alineación.
La figura 36 muestra un disco de papel de lija de
tres lados (no parte de la invención) con (a) puntas de aleta, (b)
aberturas, y (c) zona de orificios de rotura.
La figura 37 muestra una placa de refuerzo de la
invención en sección y un disco de lijado de tres lados que coincide
(no parte de la invención), que tiene aberturas, zonas de rotura, y
una zona concéntrica debilitada o de rotura. La placa de refuerzo
tiene una almohadilla de sujeción - como un anillo de papel de lija
- destinado a sujetar el disco de papel de lija dentro de su zona de
orificios de rotura.
Los accesorios a describir aquí para su uso con
una muela de ángulo incluyen un disco de lijado rotativo descartable
según la patente PCT/US 96/19191 (donde "disco" está como
definido con anterioridad) que tiene una o más aberturas de
observación/ventilación relativamente grandes, y una placa de
refuerzo elástica según la presente invención, que también tiene
aberturas de observación/ventilación similares que se han
desarrollado particularmente para usarse en conjunción con el disco.
Las grandes aberturas permiten al operador ver la superficie de
trabajo mientras se está lijando. Parece que las grandes aberturas
también son de gran beneficio al permitir que la superficie de
trabajo permanezca significativamente más fría que cuando se utiliza
un disco no perforado de la técnica anterior.
En contraste con la técnica anterior PCT/US
96/19191 usa un número pequeño de perforaciones grandes de
ventilación/observación en proporción con el tamaño del disco de
lijado, y con la excepción de discos de solapas, se basa en una
relación especial entre una placa de refuerzo modificada y discos de
lijado con base modificada de fibra y tejido. Esta patente PCT/US
96/19191 también hace posible una operación de lijado más flexible y
controlable normalmente no asociada con el uso de muelas de
ángulo.
El disco de lijado es preferentemente del
diámetro estándar usual de la industria; usualmente entre 4 y 7
pulgadas (o un equivalente métrico) y está hecho de la base usual de
fibra reforzada a la cual se ha hecho adherir una superficie
abrasiva. El disco tiene una abertura central de montaje o
acoplamiento, y además tiene un número de aberturas que tienen los
propósitos combinados de (a) proporcionar un flujo de aire sobre la
superficie de trabajo, (b) permitir que el operador vea el trabajo
mientras en realidad lo lija y (c) hacer que el material de refuerzo
del disco sea menos rígido, y aliviando posibles tensiones dentro
del material del disco. (Opcionalmente un adhesivo de contacto puede
utilizarse para fijar el disco a la placa de refuerzo (ver la figura
15) o puede utilizarse "Velcro"™ o similar). La apariencia
típica de los discos de lijado que pueden usarse en conexión con las
placas de refuerzo de la presente invención se muestran en las
figuras 1 y 2 - donde los tres orificios en la figura 1 se muestran
como 101 (el orificio central de montaje es 102) y la figura 2
ilustra que la invención 200 puede tener cualquier número razonable
de orificios tales como las cinco aberturas de
ventilación/observación que aquí se ilustran como 201, o la versión
de diez orificios de la figura 14. Un disco de un orificio (con un
segmento de balanceo retirado desde un borde) se muestra en la
figura 22. El ejemplo de la figura 2 también incluye una disposición
de orificios 203 utilizada como una región deliberadamente
debilitada (ver más adelante) y también aberturas no circulares 202,
que son substancialmente ranuras orientadas en forma radial.
Aberturas opcionales para vacío se colocan cerca
del centro de los discos de lijado y están alineados con aberturas
en la placa de refuerzo. La fuerza centrípeta desarrollada en el
aire que ocupa los conductos creará, cuando el disco gire, el vacío
requerido en los conductos. El polvo puede soplarse entonces en una
trampa de recolección que luego encauza el polvo en una bolsa de
recolección. Para ayudar en el proceso, la periferia de una placa de
refuerzo de la invención puede tener venas u ondas moldeadas en su
borde (circunferencia).
En una forma preferida, los sistemas de lijado
están adaptados para utilizarse con una muela de ángulo convencional
del tipo más ampliamente utilizado que tiene una típica velocidad de
rotación en vacío de 11.000 rpm, conducida usualmente mediante un
motor universal de escobillas (CA/CC). Las muelas de ángulo
convencionales proporcionan un eje conductor sobre el cual pueden
montarse varios discos (normalmente de material abrasivo) y girar a
una alta velocidad. Una muela de ángulo típica es la amoladora de
115 mm de velocidad única vendida como la "AEG WSL 115"™ (600
vatios). Este tamaño de motor proporciona una potencia aceptable
para los discos, que generalmente extrae menos potencia que los
discos "sólidos" de la técnica anterior a pesar de tener un
rendimiento equivalente. Aquí, se piensa que los efectos de soporte
de aire, efectos de período de reposo, y el enfriado pueden ser los
responsables.
Las aberturas o perforaciones (101, 201) en el
disco de lijado de la patente PCT/US 96/19191 están provistas en
parte de forma que el usuario puede ser el material a lijar a través
del disco giratorio al utilizar la amoladora, generalmente mediante
el traslado de la herramienta hacia si mismo. Por conveniencia las
aberturas son circulares o al menos no tiene esquinas afiladas o
estrechas debido al riesgo más alto de propagación de grietas de las
áreas tensionadas en oposición a los orificios circulares. Sin
embargo mostramos un orificio en forma de diamante, inclinado en la
figura 2 como una forma opcional. Los orificios que tienen un
extremo estrecho y un extremo ancho (quizás el extremo estrecho se
ubica en el borde principal) puede utilizarse como una de muchas
opciones. Existen muchas otras opciones; así como ranuras estrechas
dispuestas en un ángulo a líneas de radio o quizás a lo largo de
curvas que siguen las líneas de tensión del disco cuando está en
uso. Tres orificios de 22 mm 101, equidistantes del centro se han
utilizado en prototipos anteriores pero son posibles muchas otras
combinaciones. Claramente, las posiciones de los orificios deben
preferentemente seleccionarse de forma de mantener el equilibrio de
la cuchilla, y las cuchillas pueden balancearse dinámicamente
mediante la extracción del material de los bordes de los
orificios.
En relación al aspecto de observación, es muy
útil tener la capacidad de ver y monitorizar la acción abrasiva
mientras la misma está en progreso. La mayoría de los discos de
lijado no permiten la observación durante el lijado. La anatomía de
una muela de ángulo no permite la observación a través de la mitad
exterior de un disco giratorio, y estos discos de lijado se han
desarrollado para tomar ventaja de esta construcción. Si el lijado
se lleva a cabo con un disco opaco (la situación usual) el operario
tiene que hacer una serie de pruebas de abrasión, retirando cada vez
la herramienta para observar el resultado, y al acercarse la
terminación del trabajo estas pausas de inspección tienen que ser
más y más frecuentes.
El proceso de terminación del trabajo es una
especie de aproximación sucesiva, y existe una posibilidad de que el
proceso de abrasión se lleve demasiado lejos. Utilizando la presente
invención el operario puede llevar a cabo una operación de abrasión
en una aplicación de la herramienta al trabajo y hay poca necesidad
de juzgar la velocidad de desgaste, y el riesgo de ir demasiado
lejos. Es quizás sorprendente que la presencia de aberturas
substanciales en el disco de la PCT antes citada y la placa de
refuerzo de la invención (como podría esperarse) no permiten que los
objetos salientes se enreden y causen trastornos catastróficos en el
proceso de lijado. De hecho puede ponerse el disco giratorio
fuertemente sobre un clavo saliente y ver que el clavo se desgasta
con poco o ningún problema, aunque por razones de seguridad puede
preferirse disponer que el disco encuentre el clavo en un ángulo
inferior a 90 grados para reducir el riesgo de que el clavo ataque
el disco o la placa de refuerzo. Los discos de la figura 1 a la 15
tienen perfiles circulares. Por lo tanto hemos inventado un disco
1600 que tiene diversos segmentos 1603 extraídos, como se muestra en
la figura 16. Estos segmentos pueden ser rectos (1603), o curvos
(1604) o más aún en forma de hueco (1605). Pueden ser desde un
segmento hacia arriba; mientras que nosotros preferimos tres o
cuatro en los discos de prototipo, cinco (ver 1605) o seis son
viables y sería posible (figura 22) hacer un disco que tenga un
borde excéntrico (una hendidura o hueco) balanceado por una o más
aberturas en otro lugar. Como resultado, el trabajo por debajo del
disco puede observarse directamente en el borde del disco, si el
segmento retirado en un sitio se superpone con un orificio en otra
parte del disco, y así toda la porción de trabajo del disco se "ve
gris" durante el uso.
Una ventaja de retirar estos segmentos de los
discos como se venden es que en el momento de troquelar discos a
partir del material estándar original, el centro de cada disco puede
llevarse ligeramente más cerca de los discos colindantes, de forma
que pueden cortarse más discos uno a uno o en pilas (si las
existencias son multi-capas) a partir de un área
dada de material estándar, como se muestra en 1606 que es un ejemplo
de empaquetado cercano de discos que tienen segmentos recortados.
Esto reduce los costes de fabricación. Más aún, el perfil interno de
un segmento puede comprender la circunferencia de un disco vecino.
Este perfil interno puede ser una hendidura más profunda (y llamada
una "garganta") (y más de 5 gargantas puede ser un número
satisfactorio), o puede ser curvado, con un ángulo delantero más
agudo y un ángulo de salida más llano. Posiblemente las porciones
troqueladas se pueden reciclar y usar en discos con solapas. La
figura 21 muestra una solapa de ejemplo en 2114 y cómo se pueden
cortar 15 solapas (2115) al mismo tiempo al hacerse un disco,
dejando muy poco material de descarte.
Aunque se podría pensar que la retirada de los
segmentos podría producir un mayor riesgo de marcado de la pieza de
trabajo debido a un reborde irregular, la elasticidad del reborde
que pretendemos en nuestras versiones junto con las altas
velocidades de corte parece que minimizan ese riesgo.
Hay una corriente detectable, si no un chorro, de
aire que emerge semitangencialmente alrededor de un disco giratorio
hecho según el disco de lijado PCT citado anteriormente y la
presente placa de soporte y que gira a la típica velocidad de
8000-11000 revoluciones por minuto de una muela de
ángulo de 4,5 pulgadas/115 mm. Parece que los orificios inclinados
desde la parte posterior (el lado del operador) provocan una
significativa turbulencia de aire en la superficie abrasiva y las
virutas tienden a expulsarse a los lados o a través de las
aberturas. Durante su uso contra una superficie en algunas
circunstancias, el aire puede ser llevado a la superficie
presumiblemente tal como se muestra en la figura 6 y aquí ayuda a
enfriar la pieza de trabajo, soplar el polvo del lugar de abrasión,
y retirar las partículas abrasivas rotas (que al ser duras son
objetos que tienden a provocar la abrasión de la propia herramienta)
de la zona de trabajo. Esto es más probable que pase usando el
deflector de aire representado en la figura 6 y que se explica a
continuación. La flecha 615 muestra la dirección de movimiento de la
placa de soporte en relación al aire y la superficie de trabajo. La
porción de la placa de soporte que lleva la abertura 612 se recorta,
y el borde trasero 613 se puede llevar hacia arriba como una especie
de deflector, de manera que parte de aire choca en la abertura 612.
Bien puede haber una compresión significativa al alcanzar el aire la
superficie que se erosiona (en alrededor de 616) donde usualmente
elevaremos una porción de la placa de soporte y del disco de lijado
que arrastra la abertura. (Esta porción elevada también ayuda a
minimizar el riesgo de enganche de un saliente). El aire también
puede actuar como un tipo de cojinete, presionándose a sí mismo
entre el disco giratorio y la pieza de trabajo estacionaria de una
manera análoga a un cojinete de aire. En la parte posterior del
disco de lijado, que tiende a flexionarse contra la placa de soporte
cuando se presiona contra la pieza de trabajo también hay algo de
movimiento de aire de ida y vuelta que ayudará a enfriar de manera
forzada la parte posterior del disco de lijado. También prevemos
canales inclinados como opción - ver la descripción de la
realización descrita en la figura 17. Sin embargo, normalmente los
contornos de la parte posterior de la placa de soporte a menudo
generan una presión negativa en el interior de la abertura a través
de la placa de soporte, y esto puede provocar un flujo de aire en el
interior de la abertura en la dirección opuesta, es decir, fuera de
la superficie de trabajo. En cualquier caso hay una turbulencia
generada en la superficie de trabajo y esto ayuda significativamente
en la retirada de las virutas. El contorneado cuidadoso de las
aberturas en la placa de soporte pueden mejorar este efecto.
Mientras una inclinación (o pendiente) de los
bordes principal y de salida de los orificios que se hacen a través
del mismo disco de lijado pueden, además de proporcionar protección
contra los enganches, de alguna forma mejoran el flujo de aire, es
generalmente difícil producir un efecto substancial de turbulencia
de aire en un material tan fino y esta función es preferentemente
proporcionada en gran parte mediante la construcción de un efecto de
inclinación en la placa de refuerzo, que puede ser de
3-5 mm de grosor en la región de los orificios. Esto
se muestra en la figura 6; una hoja formada se muestra en la figura
5 o la figura 18. (Por supuesto un disco de lijado más grueso puede
ser capaz de soportar orificios inclinados completamente inclinados
y puede mostrar el efecto reivindicado aún en ausencia de una placa
de refuerzo. Comercialmente, la mayoría del material abrasivo se
vende como hojas finas para utilizarse con una placa de refuerzo.).
En consecuencia el borde principal de cada orificio se inclina
alejándose de la perpendicular. La figura 5 muestra la disposición
preferida y el ella el dibujo 500 es una sección transversal a
través de una porción de un disco de lijado o a través de una placa
base, que incluye un hueco o abertura. La dirección preferida de
rotación se indica mediante la flecha 507 y la superficie abrasiva
está hacia abajo. El borde principal 505 de una abertura o hueco 502
está inclinada para dejar un ángulo agudo en el borde más cercano a
la superficie abrasiva, mientras que el borde de salida 504 está
inclinado de forma que está más cercano a un ángulo obtuso. (506
muestra una forma más inclinada que puede utilizarse para minimizar
el riesgo de que el disco atrape una protuberancia). Aún sin una
inclinación real de las mismas aberturas del disco de lijado, hay
una turbulencia de aire significativa y útil causada mediante el
movimiento de las aberturas en la placa de refuerzo cuando el disco
gira a una alta velocidad. No podemos medir el movimiento real del
aire con el equipamiento que tenemos hoy en día. Todo lo que podemos
determinar es que la superficie de trabajo permanece
significativamente más fría.
La PCT antes citada indica una forma preferida de
proporcionar un efecto de orificio inclinado en un disco de lijado
ordinario de un material fino típico. Este comprende una operación
de prensado que deforma el material del disco de forma que la
porción del disco inmediatamente a continuación del orificio (cuando
está rotando en su dirección preferida de rotación) es empujado
alejándose de la superficie abrasiva. La figura 18: muestra un
orificio inclinado 1801 dentro de un disco de lijado 1800, su
capacidad mejorada mediante la formación del material del disco de
lijado o placa de refuerzo, según la invención. El borde principal
1803 generalmente no está deformado pero el borde de salida 1802 se
dobla alejándose de la superficie de trabajo. La región 1804, a
pesar de ser abrasiva, es poco probable que atrape una proyección
aún si el disco está girando lentamente porque está en una
inclinación suave.
Aún cuando hemos observado que hay una pequeña
posibilidad de atrapar un objeto protuberante en el borde de salida
del orificio, o similar, (parcialmente porque hay un nuevo orificio
presente durante el uso (10.000 rpm) a aproximadamente cada 2 mS) la
deformación mostrada en la figura 18 ayuda a minimizar el riesgo
(tal como cuando la herramienta está desacelerando) mediante la
provisión de una pendiente suave para que el objeto rebote, más que
una esquina abrupta para engancharse con él.
El movimiento del aire tiene un efecto
refrigerante. Hemos observado la temperatura alcanzada por un objeto
de acero (un clavo) mientras está siendo lijado por el disco de
lijado. (Los clavos son un objeto de pruebas útil porque se
encuentran con frecuencia durante las operaciones de lijado de
madera usada). Cuando se usa un disco de lijado convencional
(entero) la cabeza del clavo puede ponerse al rojo vivo y con
certeza quemaría un dedo. Un disco de lijado convencional sería
destruido por el calor. Cuando se usa un disco de lijado perforado
según la PCT antes citada el clavo, a pesar de desgastarse en una
tasa comparable, permanece lo suficientemente frío como para
tocarlo. La madera adyacente no se sobrecalienta ni se quema o al
menos se decolora. Una prueba informa de una reducción de 120 grados
F en la temperatura sobre la producida mediante el uso de un disco
de lijado simple, pero los parámetros exactos de funcionamiento no
se conocen.
Se muestran dos contornos de placa de refuerzo de
la invención 300 y 400 respectivamente en las figuras 3 y 4; la
figura 4 está "mejorada" en que la periferia del disco se
extiende hacia fuera desde la posición (mostrada mediante líneas
punteadas 301) de la figura 3. Estas placas de refuerzo incluyen
huecos 303. La flecha 403 muestra la dirección de rotación. Es
posible producir una placa de refuerzo elástica que se extienda
substancialmente hasta el diámetro completo de un disco de lijado y
en este caso puede ser preferible proporcionar aberturas más que
huecos. Preferentemente el número y ubicación de los orificios en el
disco de lijado coinciden con los de la placa de refuerzo. Durante
el uso, el operario que ubica un disco de lijado sobre una amoladora
puede alienar visualmente los orificios de ventilación/observación
101 en el disco de lijado con los huecos u orificios 303 en la placa
de refuerzo. O el operario puede utilizar un perno o clavija de
localización (el que se muestra en 603 en la figura 6 es una
realización; la figura 23 es otra) para sujetar el disco en su lugar
durante la rotación de la tuerca de ajuste. Este es un modo
relativamente preciso de alinear el disco. Preferentemente el perno
localizador se retira antes del uso. La figura 9 muestra en 900 un
disco de lijado 100 por debajo de una placa de refuerzo 401, con los
orificios del disco de lijado en buena alineación con los huecos de
la placa de refuerzo. La figura 9 también ilustra un disco de lijado
que tiene orificios localizadores 905 que substancialmente coinciden
con los orificios 601 en la correspondiente placa de refuerzo.
De manera interesante, las placas de refuerzo de
esta invención asisten a discos de lijado ordinarios - aquellos que
son discos sólidos - gracias a su resistencia.
Las figuras 6, 7 y 8 muestran algunas placas de
refuerzo preferidas desde la vista lateral - en elevación. La de la
figura 6 (600) preferentemente está hecha de un compuesto elástico
tal como caucho o un material plástico y es relativamente rígida
porque su perfil permanece grueso relativamente cerca del borde.
Observar que el orificio localizador 601 para utilizar con un perno
localizador 603. La placa de refuerzo de la figura 8 (800) es más
elástica (suponiendo materiales similares) porque la porción más
exterior es relativamente fina cerca del borde. La figura 8 también
muestra una forma curvada o cóncava que hemos encontrado preferible
- permite el uso de la elasticidad del mismo disco de lijado (803 en
la figura 8) solo cuando se lija levemente un objeto. Un disco de
lijado plano puede, después de algún uso el mismo puede tomar una
apariencia levemente cóncava debido a la forma en que la fuerza se
aplica sobre el borde del disco. Los discos perforados son más
elásticos que los discos no perforados.
La figura 6 también incluye un medio (de varios
procedimientos posibles) para ajustar convenientemente la
orientación del disco de lijado en relación con la placa de
refuerzo, cuando se monta un disco nuevo en una muela de ángulo. Hay
un juego de orificios 601 proporcionados en la placa de refuerzo.
Los correspondientes orificios de orientación 905 se proporcionan en
los discos de lijado, y como puede verse, estos se hallan en una
relación preferentemente fija con las estructuras repetitivas del
disco de lijado, de forma que por ejemplo hay tres posibles
orientaciones satisfactorias del disco de lijado resultan de tres
orificios 905. Mientras se monta un disco de lijado y antes de que
la tuerca de retención se ajuste, el operario empuja un perno de
localización o clavija (eje 603 y cabeza 604) a través del disco y
en el correspondiente orificio en la placa de refuerzo de forma que
el disco se sujeta substancialmente en la orientación correcta
mientras se ajusta la tuerca de retención. La clavija de
localización, que puede estar hecha de material plástico, se retira
entonces. En la práctica un operario típico puede utilizar un clavo
o similar como un substituto de la clavija de localización, y
claramente es útil retirar el clavo antes de iniciar el uso. (Las
clavijas de localización puede ser suficientemente baratas para
empaquetarlas con cada disco de lijado). Puede ser preferible hacer
discos de lijado con estructuras de pernos de localización
permanentemente unidos a la parte trasera del disco, a pesar de que
actualmente los discos simplemente se troquelan a partir de hojas de
papel de lija estándar. En este caso las estructuras del perno de
localización pueden servir a un propósito doble para cizallarse y
dar lugar si existe demasiada tensión entre la hoja en el disco - si
por ejemplo, un objeto protuberante se coge inadvertidamente.
Creemos que muchos materiales sintéticos que de
otra forma tienden a fundirse y a llenar entonces los espacios entre
las partículas abrasivas en un disco de lijado permanecen más frías
y tienen menos probabilidades de obstruir y deteriorar los discos de
la invención. El disco en sí presumiblemente disfruta de una vida
más larga si no se sobrecalienta.
Por lo tanto, hemos añadido orificios adicionales
en una placa de refuerzo. Los mismos puede ser inclinados. Los
orificios inclinados mueven el aire direccionalmente, pero aún los
orificios no inclinados mejoran el enfriamiento. Cuando el disco y
la placa de refuerzo rotan, se proporciona el acceso del aire que
alcanza la parte trasera del disco de lijado, y lo enfría. Los
orificios inclinados incrementan el flujo total de aire y lo vuelve
menos direccional, por lo que son preferidos pero no esenciales. La
figura 17 muestra la cara trasera (no abrasiva) de una placa de
refuerzo 1700 de un tipo con uno o más segmentos 1701 extraídos, que
tiene una visibilidad de borde incrementada durante el uso. También
se proporcionan orificios inclinados extras de enfriamiento 1702.
Los segmentos 1701 que, las aberturas de enfriamiento más grandes,
están destinados para alinearse con los correspondientes vacíos en
el disco de lijado para proporcionar visibilidad del trabajo durante
la operación real de lijado.
Los orificios junto con el tipo preferido de la
placa de refuerzo dan al disco de lijado más elasticidad que un
disco ordinario utilizado con una placa de refuerzo rígida
ordinaria.
Creemos que los orificios pueden eliminar algunas
de las tensiones que se forman en un disco de lijado. Es común en un
disco de lijado nuevo que se ondule cuando se extrae del paquete.
Los intentos por enderezar el disco pueden llevar a quebrar su capa
adhesiva abrasiva. Su uso en un estado ondulado resulta en un
golpeteo difícil de controlar. Hemos observado que los discos que
incluyen orificios tienen menos probabilidades de exhibir y mantener
el fenómeno del ondulado y muestran el consecuente efecto de
golpeteo cuando se usan.
Además, la presencia de orificios hace que el
perímetro de un disco de lijado más flexible. Esto es muy útil para
lijar una superficie más suavemente. También hemos tomado ventaja de
esta flexibilidad mediante la utilización de una placa de refuerzo
que tiene un diámetro menor que aquel del disco de lijado. Una
relación típica se muestra en la figura 9 donde puede verse que la
placa de refuerzo llega hasta la extensión más alejada de las
aberturas de observación/ventilación. A pesar que los prototipos de
las placas de refuerzo tienen una circunferencia circular, sería
preferible formar el perímetro como en la figura 4 para optimizar el
tipo de soporte proporcionado al disco de lijado. Por otra parte una
forma preferida de la misma placa de refuerzo tiene un leve
ahuecamiento (ver la figura 8); es decir, sus porciones más
exteriores están ligeramente elevadas (tomando la superficie de
trabajo como un plano de referencia) en comparación con las
porciones más centrales. Esto significa que la placa de refuerzo
proporciona muy poco soporte hasta que al menos se haya ejercido
alguna presión sobre el disco. Por otra parte, algunas placas de
refuerzo planas pueden proporcionar un efecto similar.
El movimiento del disco/plato pueden contribuir a
que el aire alcance la parte trasera del disco y lo enfríe. También
hemos diseñado una placa de refuerzo que tiene canales para circular
el aire en el espacio entre la placa de refuerzo y el disco de
lijado. La figura 7 muestra los principios. El disco 700 muestra la
parte trasera (lado del operario) de un disco, con orificios de aire
mostrados en 703 y 705. Canales enterrados salen en espiral a través
de la sustancia del disco para alcanzar el lado abrasivo (ver 701)
donde pueden conducir dentro de las aberturas de
observación/enfriamiento 702 o hacerse en los canales 706 que
conducen a la circunferencia. El movimiento centrífugo del aire se
produce cuando el conjunto rota. Este tipo de configuración es útil
con placas de refuerzo gruesas - tales como las de espuma
favorecidas por los reacabadores automáticos.
Nótese que hemos elegido utilizar un disco que
tiene un número pequeño de orificios grandes primariamente con
propósitos de observación y ventilación. (La palabra "orificio"
aquí significa una abertura de cualquier forma). Es posible producir
discos que tengan muchos orificios, quizás aún un centenar o así, si
el primer resultado deseado es el enfriamiento y/o la flexibilidad.
Sin embargo preferimos desarrollar los atributos de
observación/ventilación, a pesar de que pueden haber aplicaciones de
lijado que no hemos considerado en las que la elasticidad es de
mucha mayor importancia.
Las placas de refuerzo preferentemente son de
color negro para mejorar el contraste visual para una persona que
mira a través de un disco giratorio y confiando en la persistencia
de la visión para ver el trabajo que está detrás. Este color
obstruye menos que el blanco, que tiende a resultar en un agrisado
de una vista de una superficie de trabajo vista a través de un disco
blanco o de otro color claro.
Es útil para la invención incluir características
de seguridad de forma que si el disco de lijado de alguna forma
sujeta fuertemente una pieza de trabajo durante una operación de
lijado puede ser arrancado de la placa de refuerzo - o de alguna
forma se desengancha del sistema conductor de forma que no se
produzcan consecuencias adversas. La figura 10 muestra algunas
variaciones mediante las cuales el mismo disco de lijado 1000 puede
hacerse rompible. Está provisto de puntos de cizallamiento/rotura
1003 (aberturas de esquinas afiladas) o alternativamente aberturas
circulares en 1004, o alternativamente una serie de lengüetas 1006
dirigidas hacia el centro de forma que la zona debilitada cede si se
aplica una torsión excesiva. Otras formas de imponer una zona
debilitada puede utilizarse como 1010, 1003 y 1004, y una serie de
hendiduras (que pueden o no penetrar completamente el material del
disco de lijado) que forman una línea circular interrumpida 1008 es
una forma adicional de hacerlo. También se dibuja una tuerca de
retención 1001 para sujetar el disco de lijado y la placa de
refuerzo sobre un árbol de una muela de ángulo; su vista en sección
está en 1005. Preferentemente el disco 1000 permanece cautivo debajo
de la periferia de la cabeza de la tuerca después del cizallado,
preferentemente provisto de una porción elevada 1002 para permitir
el deslizamiento, de forma que el disco no vuele libre de la
herramienta y posiblemente cause lesiones. Muchas tuercas tienen un
bisel 1007, como se muestra en los ejemplos 1006, para ayudar en la
sujeción del disco. La tuerca 1011-1012 se diseña
para sujetar sólo la placa de refuerzo al árbol, y se supone que el
disco de lijado está sujeto sobre la placa de refuerzo mediante
otros medios, tales como las proyecciones 805 mostradas en la figura
8. El disco en la figura 10 muestra porciones elevadas a
continuación de los orificios, como en 1013.
También es posible equipar a la misma placa de
refuerzo con un embrague o mecanismo de tipo liberador (clavija de
cizallamiento) de algún tipo de forma que una torsión excesiva no
pueda transmitirse más allá del embrague. Cuando se usan las placas
que tienen alguna forma de medios de sujeción sobre su superficie
completa, es preferible un embrague dentro de la placa de refuerzo.
Esto tiene la ventaja de que los discos de lijado no se desperdician
con tanta frecuencia, y esto también proporciona para la situación
en la cual algún objeto se engancha con la misma placa de refuerzo,
quizás a través de los orificios de ventilación/observación. (Esto
es posible si una muela de ángulo de velocidad variable sólo se
conduce despacio, o si cualquier muela de ángulo se apaga antes de
que llegue a una parada completa y el disco que aún gira engancha
con algún objeto generalmente sobresaliente). La figura 11 muestra
tres ejemplos en sección; todos los cuales pueden hacerse en un
material elástico con una operación de fundición o formación. La
característica 1102 ilustra una formación de lengüeta y hendidura en
forma de V mientras que 1104 muestra una variante más a modo de
lengüeta y 1103 muestra un anillo de deslizamiento (que puede estar
incluido ya sea en la porción interior o exterior de la placa, o aún
en ambos). La versión mostrada en 1102 puede ser confiable para
salirse si se aplica una fuerza lateral demasiado grande. Cualquiera
de estos embragues pueden proporcionarse con una distorsión regular
de las superficies deslizantes (tales como una forma de tipo
trinquete, o un perno de cizallamiento 1106) de forma que ese
deslizamiento del embrague es claramente evidente durante el uso
como un tipo de vibración, ruido, tableteo, o giro libre y el
operador sabrá que ha de reducir la presión aplicada. Los orificios
para acoplar con una llave inglesa de ajuste pueden proporcionarse
como en 1107.
Un embrague mejorado o mecanismo de liberación
para una placa de refuerzo para una muela de ángulo puede estar
hecho de una tuerca de retención modificada y una arandela de
empuje, como se muestra en la figura 19 que muestra este conjunto
1900 en sección. La arandela de empuje 1904 difiere del tipo
normalmente vendido con placas de refuerzo mediante (a) tener los
tapones (que se acoplan con las depresiones en la placa de refuerzo)
eliminados, y teniendo un eje extendido. Esto y el eje extendido de
la tuerca de retención 1901 están hechos de forma tal de tener una
longitud que, cuando se atornillan juntos mediante el ajuste de la
tuerca de retención sobre la placa de refuerzo 1907, la placa de
refuerzo se sujeta sólo lo suficientemente fuerte para sujetarse
durante la torsión normal de trabajo. Cuando se aplica un exceso de
torsión, la placa de refuerzo puede frenarse o detenerse mientras
que el conjunto de tuerca/arandela 1901 + 1904 continua siendo
conducido. Preferentemente hay algunos medios para hacer un ruido o
causar vibración de forma que el operador esté advertido de que se
está produciendo deslizamiento antes que el calor del desarrollo de
la fricción afecte el equipo. Esto puede comprender un cubo dentado
1909 en la placa de refuerzo, que se acopla con un trinquete 1905, o
un muelle y una bola, o una clavija de cizallado, o
proyección(es) similares ya sea desde la arandela de empuje
1904 o de la tuerca de retención 1901. (Alternativamente los dientes
pueden incluirse en el conjunto de tuerca/arandela y la proyección
en la placa de refuerzo). Posiblemente la combinación de dientes y
trinquete hace que definan parcialmente o completamente la torsión a
la cual el embrague cede.
La figura 12 ilustra una versión 1200 del disco
de lijado de la PCT antes citada, que soporta múltiples aletas de
material abrasivo. Estos dispositivos generalmente vienen con su
propia placa de refuerzo 1202. Las aletas pueden estar acopladas en
líneas radiales como en 1201, o en una inclinación (como al lado del
marcador 1202). Una serie de pequeños orificios 1203 proporciona una
zona debilitada en caso que el disco coja un objeto, pero un punto
débil preferido es un anillo deslizante 1303 y una clavija de
cizallado 1304. Las aletas tangenciales pueden tender a causar que
la rueda sea menos servida cuando gira.
La figura 13 muestra otro disco de lijado (1300)
que tiene aletas, donde las aletas de material abrasivo 1301 están
interrumpidas por las aberturas 1302. Esto da a la superficie de
trabajo una serie de períodos de descanso y ayuda en el
enfriamiento. La figura 14 se proporciona para mostrar que los
orificios pueden ubicarse a diferentes distancias del centro del
disco de solapas, y preferentemente están dispuestos de forma que el
perímetro más interior de un orificio exterior 1401 está más cerca
del centro que el perímetro más exterior de un orificio interior
1402, de forma que un operario puede ver substancialmente a través
de todo el disco cuando se usa la herramienta. Los orificios 1403 (a
pesar de no ser esenciales) se proporcionan para imponer una zona
debilitada. Generalmente a pesar que las aletas se romperán si se
sobretensionan. Alternativa o adicionalmente puede proporcionarse un
embrague o perno de cizallado o similar (figura 13). Orificios
similares pueden usarse en el sistema de
contacto-adherencia de la figura 15, donde un disco
adherente (o ajustado con "Velcro") 1501 se pega sobre toda su
superficie sobre un disco 1502.
Las placas de refuerzo pueden estar provistas de
una rosca incorporada coincidente con la del árbol de la muela de
ángulo. En ese caso también pueden estar provistos de orificios para
acoplarse con una llave inglesa de ajuste. Las placas de refuerzo
pueden estar provistas con quizás 3 a 7 clavijas salientes en forma
de tetón troqueladas a través de los discos de lijado. Los ejemplos
que se muestran en la figura 8 que muestra una placa de refuerzo
vista desde el lado, con proyecciones 805 alineadas con aberturas de
tamaño similar 806 en un disco de lijado 803. (La figura 23 muestra
otro sistema). Esto evita la necesidad de una clavija de
localización separada, ajustable y extraíble luego como la 603 (que
puede perderse), y las clavijas en forma de tetón, que no son
suficientemente largas para alcanzar la superficie de trabajo
durante el uso, también sirve para bloquear el disco a la placa de
empaque giratoria durante el uso. Las mismas transmiten la torsión
desde el árbol, a través de la placa de refuerzo, al disco. En el
caso de una torsión excesiva, las clavijas salientes en forma de
tetón pueden quebrarse, o el papel de lija, por lo demás sólo
retenido sobre el árbol pero no bloqueado en rotación al mismo,
puede salirse de la alineación con las clavijas salientes en forma
de tetón.
Donde las placas de refuerzo incluyen huecos para
recubrir las aberturas del disco de lijado, los mismos pueden
hacerse con bordes inclinados graduales de forma que si una
proyección atraviesa un disco de lijado puede romper el borde del
disco y escapar de la placa de refuerzo, probablemente causando una
sacudida a la muela de ángulo pero al menos sin continuar estando
atrapado. La figura 9 muestra esto, junto con un borde inclinado
904.
Un tipo preferido de placa de refuerzo comprende
una placa de refuerzo gruesa, rellena de espuma (de forma que es
blanda y elástica), típicamente 24 mm de grosor y 200 mm de
diámetro. Esto se usa en conjunción con discos de papel de lija con
refuerzo adhesivo, y la combinación está ampliamente disponible y
generalmente utilizados para trabajos de terminación para
automotores. Nosotros modificamos la placa de refuerzo de acuerdo
con el tema de la invención de forma que se ajusta con un número de
aberturas - con (en combinación) propósitos de enfriamiento y
observación, o sólo con propósitos de enfriamiento, y cortamos
canales o hendiduras en la superficie de la placa de refuerzo de
forma que el riesgo de que un objeto saliente atrape el borde de
salida de una abertura en un disco giratorio se minimiza. La figura
7 muestra un sistema de canales de enfriamiento. La figura 22
muestra diagramas relevantes; una placa de ajuste 2301, un típico
disco de lijado de pre-corte 2320, y la superficie
frontal de la placa de refuerzo 2310.
Un plato de ajuste para utilizar con nuestra
placa de refuerzo de espuma modificada incluye una o más clavijas de
localización 2302 ubicadas de forma de coincidir, cuando están en la
orientación correcta, con orificios de localización 2312 construidos
dentro de la placa de refuerzo de espuma 2310 y para alimentarse a
través de orificios 2322 en el disco de lijado, que está ubicado, el
lado abrasivo hacia abajo, sobre la fijación o placa de ajuste 2301
antes de hacer coincidir las clavijas de localización con los
orificios. Opcionalmente, pueden utilizarse ganchos de retención
sobre la fijación para sujetar planas algunas hojas que pueden
tender a ondularse. Cuando se posiciona un disco de lijado que puede
tener (o preferentemente tiene) sólo una orientación a la placa de
refuerzo, es preferible que una clavija de localización sea más
largo y preferentemente más grueso que el resto. También hay
proyecciones pasantes preferidas 2302 ubicadas en la placa de ajuste
2301 en posiciones correspondientes con los bordes de salida de las
aberturas de observación/enfriamiento más grandes en el disco 2321 y
la placa de refuerzo 2311 (estando estos orificios preferentemente
inclinados como se muestra en 2316 y 2336). Las proyecciones empujan
las partes cubrientes del disco de lijado dentro de los recesos
provistos en la placa de refuerzo. (El disco preferentemente tiene
hendiduras 2323 cortadas sobre el borde de salida de las aberturas
más grandes para permitir esta distorsión). Una vez que la placa de
refuerzo se ubica sobre las clavijas de localización el disco puede
presionarse hacia abajo contra la superficie adhesiva y las
aberturas de observación/refrigeración se colocarán substancialmente
en alineación correcta. La placa de ajuste se quita. Como resultado
de la deformación del disco de lijado en los lugares de las
proyecciones 2303, el disco de lijado está provisto de material
abrasivo prensado sobre el borde de salida elevado del trabajo de
las aberturas más grandes, para ayudar en minimizar el riesgo de
atrapar un objeto sobresaliente durante el uso. Además el flujo de
aire sobre el trabajo originado por la turbulencia causada por las
aberturas de observación/refrigeración ayudan en mantener la
herramienta de corte.
Además de esto, también proporciona una placa
delantera o fijaciones adjuntas que retienen el papel de lija en
posición dentro de las depresiones 2313 mediante la sujeción de las
porciones dobladas hacia dentro del disco (usualmente) adhesivo
entre la placa de ajuste y la placa de refuerzo. Estas fijaciones
2334 pueden simplemente sujetar en su lugar utilizando su forma y
elasticidad inherentes, o pueden sujetarse en su lugar mediante
cierres, tales como tornillos 2331. Las fijaciones también pueden
incluir proyecciones 2332 que se elevan por encima de la superficie
de la placa de refuerzo de espuma 2330 en el lado del operador y
accionadas durante el uso pueden actuar para mejorar el flujo de
aire hacia las aberturas y hacia la superficie de trabajo. Por lo
tanto la superficie abrasiva 2333 se enfría, mientras que el
operador tiene cierta posibilidad de ver el trabajo a través de los
mismos orificios. (Estas formaciones de toma de aire están ocultas
para el operador al permanecer por debajo de la cubierta de
protección de la muela de ángulo).
Existe un pequeño riesgo de que el sistema de
lijado de esta invención, al ser menos ocultado por una placa de
refuerzo, puede causar inadvertidamente lesiones más profundas que
los discos de lijado de la técnica anterior si se pone
inadvertidamente en contacto con una persona. Por lo tanto hemos
dado consideración a las cubiertas de protección, y la figura 20
muestra algunos diseños. Una cubierta de protección preferida 2003
se monta sobre el cuerpo de la muela de ángulo 2001, y va hacia
delante sobre el disco de lijado 2004 tan lejos como sea necesario
para proporcionar protección. Un sitio preferido de montaje emplea
los orificios roscados provistos por las asas 2002, ya que estos
tienden a ser características estándar entre diferentes tipos de
muela de ángulo. Generalmente, se proporcionan orificios a cada lado
(como se muestra) pero el operador tiene sólo un asa para poner en
un lado o el otro dependiendo del uso preferente de una de las
manos. La cubierta de protección 2003 puede sujetarse entre un asa y
el cuerpo de la amoladora, o puede sujetarse en un orificio no
utilizado mediante un perno. (El asa puede colocarse sobre el lado
derecho o izquierdo según la mano de uso preferente del operador).
Una cubierta de protección puede hacerse mediante compresión o
formado de forma tal que orejas 2005 se doblen hacia arriba desde el
plano de la cubierta de protección. Una vista lateral de dos
versiones se muestra en 2014; la inferior tiene en 2006 un orificio
rasurado de forma que puede moverse hacia delante o hacia detrás.
Preferentemente las cubiertas de protección son transparentes, de
forma que el operador puede ver a través de las mismas y puede ser
capas de tener el disco entero cubierto por la cubierta de
protección - siendo todavía capaz de ver a través del equipamiento
el trabajo durante la abrasión. Otra versión se muestra en 2015;
esta versión es ajustable mediante una ranura 2011, una tuerca de
mariposa 2012, y una tuerca de pivote 2010, que permite que la
porción curvada 2007 de la cubierta de protección se mueva hacia
delante y hacia detrás relativa a la muela de ángulo, sobre la cual
se sujeta la cubierta de protección mediante pernos 2008 y 2009
sobre las abrazaderas 2013 que entran en los orificios de montaje
del asa. (El asa puede reemplazar uno de los pernos). 2016 es una
depresión opcional sobre el otro lado, para permitir una mayor
flexibilidad en el ajuste.
Las cubiertas de protección preferida también son
capaces de ajustarse en y desde el borde del disco de lijado, de
forma que la cantidad de disco expuesto puede optimizarse según
diferentes condiciones de trabajo.
Además a las consideraciones obvias de seguridad
a favor de la provisión de cubiertas de protección, existe una
ventaja adicional en que una cubierta de protección apropiadamente
formada ayudará a canalizar el flujo de aire generado durante el
amolado y asegura que el aserrín producido se eyecta radialmente
hacia fuera, aún cuando la turbulencia de aire generada mediante las
aberturas de observación, especialmente si se esculpe según la
característica preferida de la invención, tiende a conducir aire
desde la superficie de lijado de nuevo hacia el operador. Cualquier
material como éste se barre hacia fuera mediante los remolinos de
las corrientes de aire generadas mediante la placa rotativa/de
refuerzo y la misma cubierta de protección.
Los discos convencionales, y particularmente los
discos de lijado de la PCT antes citada, generalmente son
troquelados a partir de papel de lija estándar, que generalmente
comprende material de refuerzo de tejido o fibra sobre el cual los
granos abrasivos se pegan mediante un tipo adecuado de pegamento,
suministrado en rollos de aproximadamente 1,5 metros de ancho. El
acto de troquelado se lleva a cabo entre troqueles en una prensa.
Naturalmente hay una cantidad significativa de desgaste en un
troquel que trabaja con materiales abrasivos duros, y es caro hacer
incluso una simple forma circular de corte, para qué hablar de las
formas más complejas de la invención. Suponiendo 20.000
\textdollar NZD por un troquel adecuado para esta aplicación
abrasiva, y una vida útil antes de una reparación extensiva de
150.000 prensados, puede verse que el coste de troquelado por disco
puede ser del orden de 5c más los salarios para los trabajadores que
asisten a la máquina y posiblemente el gasto de mejorar a prensas
más pesadas.
Por lo tanto proponemos utilizar, al menos
durante las pasadas de prueba, un proceso de corte líquido como se
muestra en la figura 21, en el cual un chorro fino de agua (o algún
otro líquido adecuado) forzado a través de una boquilla a una alta
presión se utiliza para realizar cortes precisos en una hoja de
papel de lija estándar para preparar discos de lijado. (Entendemos
que ciertos líquidos son más beneficiosos para el papel de lija
estándar; estos pueden utilizarse como líquidos de corte). Además,
los gránulos abrasivos puede añadirse al flujo de agua como se
practica en la técnica (pero ver más adelante). Con mayor detalle,
el líquido de corte usará, como es habitual en técnicas de corte con
agua en otros procesos de fabricación, líquido elevado (en la bomba
de presión 2103) a una presión de quizás unas 30.000 libras por
pulgada cuadrada de presión, conducido mediante una boquilla 2015
cercana al material a cortar. Existen preferentemente algunos medios
de controlar el flujo, tales como una válvula de alivio de presión o
una válvula de desvío, de forma que las boquillas puede atravesar el
material estándar sin cortar (como para alcanzar una posición de
hueco). Se recogen la pulverización y el desperdicio,
preferentemente en forma activa mediante la ayuda de chorros de aire
y limpiadores de vacío (no mostrados), y el fluido puede filtrarse
bien y reutilizarse. La boquilla se mueve relativa a la pila
mediante control por ordenador, preferentemente con una precisión de
\pm 0,1 mm sobre el ancho de un único disco de lijado, a pesar que
una precisión de \pm 1 mm puede ser suficiente.
En una realización la hoja de la reserva que
viene de un rollo 2101 puede moverse hacia delante y hacia atrás
mediante rodillos de sujeción 2109, uno de acero y uno (contra el
lado abrasivo) de caucho, para provocar el movimiento en un eje
ortogonal, y la boquilla o conjunto de boquillas 2105 puede moverse
de lado a lado sobre un raíl o algún otro soporte adecuado, en el
otro eje ortogonal. Motores de velocidad gradual (2106, 2107)
acoplados a los rodillos 2109, 2108 representan una fuente preferida
de potencia motriz debido a que se acoplan fácilmente a un
controlador basado en un ordenador 2110 mediante interfaces
conocidas. El lenguaje HPGL plotter (o similar) puede seleccionarse
como una forma estandarizada de instruir las interfaces del motor de
velocidad gradual. Preferentemente el tamaño de la unidad de etapa
de los motores de velocidad gradual en ambos ejes está similarmente
relacionado con el movimiento relativo del trabajo/cortante de forma
que cuando se pretende un círculo, se obtiene. (El software puede
compensar los errores constantes de escala, de forma que el
requerimiento anterior simplemente es una característica preferida).
Preferentemente un número de boquillas 2105 se soportan en una
formación en grupo sobre una viga rígida o sobre una placa rígida
2113, de forma que un número de discos idénticos 2102 pueden
cortarse a partir del rollo de reserva en un juego de movimientos
controlados. La figura 21 no muestra los detalles de una máquina
práctica. Por ejemplo, el movimiento en el sentido longitudinal de
la reserva debe preferentemente involucrar una acción de baja
resistencia, bajo momento y (como en los controladores de las cintas
de carrete a carrete para ordenadores) un bucle de material puede
extraerse y reducirse o alargarse al producirse movimientos hacia
delante o hacia atrás. En la figura 21, el rodillo 2118 puede estar
relativamente ligeramente cargado mediante un muelle de forma que
tienda a subir. Los motores tales como 2117 que conducen los rollos
son útiles para reducir el arrastre sobre los rodillos 2109 en la
máquina de corte.
El añadido de abrasivo al chorro de líquido puede
no ser necesario si la máquina se hace de forma tal que el chorro
golpee primero el lado abrasivo - por lo cual este abrasivo actúa
como el abrasivo de corte.
Puede ser posible preparar una pila de discos de
lijado 2111 en una pasada desde una hoja de reserva de pliegues
múltiples. La efectividad de esto puede ser ligeramente dependiente
de la aspereza del polvo y el grosor del material de refuerzo que se
corta. Es decir, demasiadas capas excederán la capacidad del chorro
de corte para hacer cortes limpios. La figura 21 muestra un rollo
adicional 2116 detrás de un primer rollo 2101 y posiblemente pueden
añadirse rollos adicionales de reserva. O la reserva puede
enrollarse como un único rollo con múltiples pliegues.
Por supuesto, el corte con láser puede utilizarse
como una alternativa (en donde una lente transmisora de infrarrojos
para enfocar la radiación en un punto; estando la lente acoplada a
un láser de onda continua de carbono-dióxido,
reemplaza la boquilla de líquido, pero entendemos que es más caro y
se requiere más habilidad para utilizar y mantener el
láser(es), y habría humos nocivos para desechar, provenientes
del material de refuerzo y los pegamentos.
Los discos de lijado tienden a ondularse cuando
se empaquetan y son propensos a deteriorarse si entra agua en el
material de refuerzo, particularmente durante el almacenamiento.
Tiende a hacer esto desde los bordes de corte. (Esto es una posible
desventaja del agua como líquido de corte). Por lo tanto, el líquido
de corte también puede proveerse de propiedades selladoras. Puede
ser un sólido que se funda, tal como una cera - que se funde cuando
se utiliza como chorro. Algo de la misma se instala sobre el disco
de lijado donde puede actuar entonces como un lubricante durante el
uso. O puede ser agua o un líquido acuoso que incluya algún material
disuelto que actúe como un barniz, o como un sellador. O puede ser
un material polimerizable tal como pintura de poliuretano.
Las ventajas del corte con base líquida - CNC
(control numérico por ordenador) incluyen que ahora sea trivial
preparar y fabricar un nuevo diseño de disco de lijado de
virtualmente cualquier forma (2112 representa un juego de cortes
coordinados), sin el gasto substancialmente limitado de boquillas
para líquido (genéricas reemplazables y producidas en masa) más que
volver a formar y rehacer la superficie de troqueles patrón
específicos enteros, y hay una posibilidad de la secuencia de corte
preparando primero formas de aletas utilizables y recuperables
(estilo: 2114) a partir de áreas destinadas a desecharse, y luego
cortar los discos. Quizás un brazo retráctil puede atrapar las
aletas y levantarlas del área de corte. La ilustración muestra 15
aletas en 2115 hechas de material que de otra forma sería desecho
alrededor de un único ejemplo de disco de lijado con aberturas y
huecos. La mayoría de las formas de los discos de lijado se dan en
las bibliotecas de paquetes de dibujos típicos para ordenador. Por
supuesto la economía en las carreras de corte lleva a preferir
aquellas formas de disco de lijado que incluyen bordes rectos (u
otros) comunes a más de un disco, como se muestra en el juego de
ejemplo 2112 que resultará en muy poco desecho, especialmente si las
aletas 2115 se cortan a partir de las formas de diamante de entre
los discos y también a partir de las aberturas de disco más
grandes.
La trayectoria de los cortantes puede programarse
de forma que todo el material extraído se corta en tiras finas.
Cuando se juntan y se filtran, este material puede utilizarse en la
fabricación de ruedas lijadoras de varios tipos. En cualquier caso
siempre habrá algún material finamente dividido recuperable de los
drenajes de fluido de la máquina de corte.
Es menos probable que se inicien tensiones con el
corte fluido que con el prensado en el momento de fabricar una
esquina afilada o un extremo ciego de cualquier corte diferente a un
contorno curvo. (Se espera que las grietas se propaguen a partir de
tensiones que surgen en las esquinas).
Las formas anti-enganches
preferidas a proporcionar sobre los bordes de salida de las
aberturas cortadas a través de nuestro tipo de disco de lijado
mediante la creación de una "capota" elevada sobre cada
orificio preferentemente creada en una etapa de prensado separada de
la etapa de corte, ya sea que la etapa de corte use troqueles o
no.
Debe enfatizarse que el procedimiento de corte
por fluido para preparar discos de lijado de la PCT anterior es
también aplicable a discos de lijado convencionales, es decir formas
circulares con quizás un orificio de montaje central, concéntrico y
ningún otro.
La figura 22 muestra algunas otras posibles
distribuciones para los discos de lijado de la PCT a pesar que es
imposible mostrar todas las opciones. Presumiblemente la
optimización puede variarse según los costes relativos. La figura 22
muestra, en 2202, un disco de abertura única, que tiene un segmento
de balanceado retirado de su periferia, y una imagen espejada en
2203.
El disco de lijado 2400 de la figura 24 tiene (a)
tres aberturas de observación y principalmente de
anti-enganche 2403 (que se han dibujado para mostrar
los límites de los recesos preferidos hechos mediante prensado del
material del disco hacia dentro, y (b) tres orificios de
conducción/alineación 2401, en aproximadamente el mismo radio como
una zona de rotura 2402. Preferentemente, los tres orificios de
conducción/alineación están conducidos mediante las correspondientes
clavijas sujetas en la placa de refuerzo. El disco de lijado, cuando
se conecta a las clavijas de conducción, está en alineación correcta
sobre la placa de refuerzo de la invención. Si el disco, durante el
uso, se expone a una tensión muy alta las clavijas de dirección
destruirán la zona de rotura 2402, de forma que el disco se liberará
de la placa de refuerzo y el disco ya no puede ser conducido.
En la figura 25, 2500 es el conjunto, 2501 es una
placa central de registro sobre la placa de refuerzo de la
invención, 2502 es el disco de lijado de la antes citada PCT, 2503
es una zona de rotura sobre el disco de lijado, y 2504 es una
abertura y/o clavija de alineación del disco de lijado a la placa de
refuerzo. Una ventaja de esta disposición es que el procedimiento de
poner un disco sobre la placa de refuerzo es más simple y más
fácil.
Una mejora adicional de las placas de refuerzo de
esta invención es proporcionar una almohadilla de sujeción 2602 para
sujetar el disco de lijado de la antes citada PCT mediante una
tuerca que presiona el disco entre sí misma y la almohadilla de
sujeción, dentro de la zona concéntrica de rotura. La almohadilla de
sujeción 2602 es como un anillo de papel de lija ubicado en forma
concéntrica alrededor de la abertura provista para el árbol de la
muela de ángulo. (En nuestros prototipos, es un anillo de papel de
lija adherido sobre la placa de refuerzo, pero puede usarse en su
lugar cualquier otro material duradero que ataque la superficie
posterior del disco de lijado - tal como una inserción de un metal
estriado o con grabados profundos, o una porción de una superficie
plástica que incorpore proyecciones. Las proyecciones o la
superficie rugosa pueden no ser necesarias. Tapones sobre una
arandela de metal son una formación preferida de una superficie
rugosa. Una simple arandela de metal puede ser suficiente, si el
disco está suficientemente ajustado contra ella. Este anillo
concéntrico se destina a sujetar un disco de papel de lija (tal como
la figura 24) dentro de su zona de rotura, de forma que si el disco
en uso se expone a una tensión demasiado grande se liberará de la
placa de refuerzo que ya no puede conducir el disco.
Otra ventaja de este anillo (como se muestra en
la sección 2600) es que la ligera elevación de la superficie de
sujeción 2602 proporciona un movimiento de aire adicional entre el
disco de lijado y la placa de refuerzo 2603 durante el uso,
enfriando así la parte trasera del disco de lijado.
En nuestra opinión la almohadilla de sujeción y
las clavijas de conducción preferentemente no se utilizan juntos; a
pesar que esta opinión depende de la efectividad relativa de cada
construcción tal como se implementa en una realización
comercial.
Las figuras 27 a 30 muestran un disco de lijado
de contacto de la antes citada PCT y una placa de refuerzo adecuada
para utilizar con dicho disco de lijado. Este tipo de disco se usa
particularmente para trabajos de terminación de cuerpos de
automóviles, para producir una superficie más suave sobre o debajo
de capas pintadas. El usuario de esta clase de disco se enfrenta
principalmente con el problema de asegurar una larga vida útil del
disco antes de que se obstruya, este requerimiento también puede
expresarse como el problema de mantener el disco y la superficie de
trabajo fríos durante el lijado. Hemos descubierto que puede crearse
un buen vacío dentro del cuerpo relativamente grueso de la placa de
refuerzo durante la rotación, haciendo canales (ver la figura 7;
706) que se presentan substancialmente en forma centrífuga, de forma
que el aire se lanza hacia fuera de los mismos y se extrae por las
aberturas pasantes (tal como 2803 o 2905) y cerca del centro del
disco de contacto adhesivo. Estas aberturas pueden servir también
como orificios de localización o alineación. Si las clavijas
utilizadas se proyectan justamente a través de la placa de refuerzo,
puede ser preferible sellar aquellos orificios con una aleta de un
material elástico, de forma que los efectos del vacío están
concentrados sobre la superficie abrasiva. Preferentemente, los
canales se exponen cuando el disco de lijado se extrae, de forma que
los restos acumulados pueden expulsarse.
La figura 27 simplemente muestra la superficie
trasera (vista del operador) de una placa de refuerzo no modificada
que tiene una tuerca 2701. Los canales de extracción de aire (vacío)
no se muestran. La figura 28 muestra una versión de tres oficios
2800 de un disco de lijado de contacto con (a) aberturas de
observación/enfriamiento 2801 en tres pares de dos, (b) orificios de
estandarización/alineación 2803, (c) líneas de doblado 2805 sobre un
corte 2804, y (d) aberturas de vacío y alineación. Obsérvese que en
esta versión los pares de aberturas de observación/enfriamiento 2801
se disponen para no estar sobre los radios de los discos. Los cortes
2804 permite que el material abrasivo se deforme hacia dentro contra
las correspondientes depresiones dentro de la placa de refuerzo (ver
la figura 23) y pueden instalarse placas delanteras que están a lo
largo de las líneas que unen las aberturas 2810. La figura 29
muestra otra versión de un disco de lijado de contacto con aberturas
de observación/enfriado de 22 mm de diámetro alineadas a lo largo de
los radios, (b) orificios de vacío/alineación de 8 mm de diámetro, y
(c) líneas de doblez.
Las figuras 30 a 33 muestra un sistema de disco
de papel de lija de cuatro lados. El disco 3000 - la figura 30 tiene
puntas de aleta 3003 que ayudan a incrementar el flujo de aire entre
el disco y el material que se lija, así como a reducir el impacto
del contacto de la llanta, cuatro orificios de observación de 16 mm
3001 que son la fuente primaria de ventilación, y una zona de rotura
central del orificio 3002, dentro de una disposición de orificios de
alineación 3004.
La figura 31 muestra en 3100 el disco de papel de
lija de cuatro lados 3101 en posición en (detrás) de una placa de
refuerzo 3102. Obsérvese que la alineación (cualquiera de 4
posiciones) de los orificios de observación/ventilación en el disco
de lijado detrás de los orificios inclinados de la placa de
refuerzo.
La figura 32 muestra el lado de la superficie de
trabajo de una placa de refuerzo 3200 compatible con el disco de
lijado de la figura 30. Esta placa tiene una almohadilla de sujeción
3203, cuatro canales de enfriamiento (3201), cuatro zonas de rotura
debilitadas estructuralmente (orificios 3202) en caso que algún
objeto se proyecte a través de las aberturas de
observación/ventilación, y cuatro aberturas de alineación
estándar.
La figura 33 muestra una placa de refuerzo 3304
en sección y un disco de lijado de cuatro lados a juego 3300, que
tiene cuatro aberturas de observación/ventilación con
características anti-enganche 3303, zonas afinadas
de rotura 3301, y una zona debilitada concéntrica o de rotura dentro
de los orificios de alineación. El disco de lijado también tiene
puntas de aletas 3302 (ver más arriba).
Estimamos que la fabricación de un disco de
lijado de cuatro lados, donde el material se ha extraído de la
circunferencia, puede implicar un ahorro de al menos 15% del
material abrasivo en crudo por encima de los discos circulares
convencionales, porque las líneas de corte utilizadas para discos
circulares no se tocan y hay una cantidad razonablemente grande de
material no utilizado que yace entre los círculos. En contraste, un
único corte puede separar discos adyacentes de cuatro lados. Hay un
pequeño desperdicio de material cuando las esquinas de los cuadrados
se han redondeado; pero el mismo es relativamente pequeño.
Las figuras 34 a 37 muestra un disco de papel de
lija de tres lados, similar a la versión anterior de cuatro lados.
La figura 34 muestra un disco en posición sobre una placa de
refuerzo adecuada 3400. Uno de tres orificios grandes de observación
y ventilación, provistos de características
anti-enganche, está en 3403. En caso que algún
objeto quede atrapado dentro de esta abertura durante el uso, los
orificios 3401 da a la placa de refuerzo una zona debilitada de
forma que puede dejar pasar el objeto. (Debemos decir que hemos
encontrado casi imposible hacer que un objeto se enganche en los
orificios de un disco giratorio; las circunstancias más probables
son cuando el disco está girando sólo muy lentamente).
La figura 35 muestra una placa de refuerzo 3500
compatible con el disco de lijado 3600 de la figura 36, que tiene
una almohadilla de sujeción 3503, y orificios de alineación estándar
3502. La figura 36 muestra un disco de papel de lija de tres lados
3600 con (a) puntas de aletas (no etiquetadas), (b) orificios de
ventilación/observación 3601 equipados con características
anti-enganche, (c) una zona concéntrica de orificio
de rotura, en 3603, y (d) orificios de alineación 3602. La figura 37
muestra una placa de refuerzo en sección (3705) y un disco de lijado
de tres lados a juego (3700), que tiene orificios de ventilación
3702 con características anti-enganche, zonas de
rotura 3701 en el lado de salida de los orificios de ventilación, y
una zona concéntrica debilitada o de rotura 3703. Los orificios de
alineación están provistos en 3704. La placa de refuerzo 3705 tiene
una almohadilla de sujeción 3703 - como un anillo de papel de lija -
destinado a sujetar el disco de papel de lija en forma concéntrica
dentro de su zona de orificio rotura. El área 3706 está provista de
aberturas para promover la circulación de aire para enfriar el área
de trabajo durante el uso. Nuevamente se proporcionan y dibujan
puntas de aleta, como en 3708.
Pueden utilizarse puntas de aleta o aspas
deliberadamente formadas (ya sea en el borde del disco de lijado, o
hechos a partir del material de una placa de refuerzo) o aún simples
deformaciones o el borde de una placa de refuerzo elástica para
atrapar aire sobre la circunferencia del disco de lijado. Esto puede
ser útil en conjunto con una "falda" contenedora de aire
alrededor de la cubierta de protección de la muela de ángulo y
proyectándose hacia la superficie de trabajo, estando la falda hecha
de un material elástico blando y preferentemente transparente (tal
como poliuretano) y que incluye un hueco posicionado ubicado de
forma tal que el polvo se eyecta en una dirección más que en todas
direcciones. Un dispositivo de recolección de polvo puede entonces
instalarse de forma que una proporción sustancial del polvo es
retenida. Este tipo de cubierta de protección se designa para
utilizarse con las placas de refuerzo elásticas, gruesas destinadas
a utilizarse con hojas de contacto de papel de lija y para
utilizarse en aplicaciones tales como terminación de carrocerías
automotores; en la fabricación o reparación.
Las ventajas de las formas preferidas de esta
invención incluyen:
1. El usuario puede ver a través de las aberturas
en la herramienta giratoria para amolar con seguridad una
conformación o forma deseada.
2. Sin embargo las aberturas principalmente
proporciona turbulencia de aire a través de la superficie de
trabajo, ayudando en la extracción de restos y en el enfriamiento
del disco de lijado de la PCT y la placa de refuerzo de la
invención, de forma que el área que se lija permanece relativamente
fría y debajo de su punto de fusión. Una prueba muestra una
reducción de 114ºF de diferencia en acero.
3. El disco de lijado de la PCT se desgasta más
uniformemente, y dura más. La muela de ángulo usa menos potencia
(medida mediante su conducción a partir de un generador de petróleo
de capacidad limitada).
4. Hay menos tendencia de que el material
obstruya la superficie abrasiva. El polvo se sopla lejos del
trabajo.
5. El disco proporciona una terminación más fina
y más uniforme.
6. La invención es particularmente útil en
trabajos en hojas de metal, donde la probabilidad de que la hoja de
metal se deforme debido al calor generado durante la "limpieza"
de las soldaduras o suturas o similares mediante abrasión es baja,
gracias al efecto de enfriamiento de las aberturas.
7. La invención es particularmente útil en
trabajo sobre hoja de metal, donde la probabilidad que la hoja de
metal se deforme debido al calor generado durante la "limpieza"
de las soldaduras o suturas o similares mediante abrasión es baja,
gracias al efecto de enfriamiento de las aberturas.
8. La cubierta de protección ajustable ayuda en
la protección del operador contra un disco de lijado giratorio
relativamente "desnudo".
9. El proceso de fabricación permite que los
discos de cualquier clase se realice sin troqueles caros.
10. Pueden hacerse más unidades a partir de la
misma cantidad de material en crudo - típicamente sobre 15% más.
Uno puede preguntarse si un disco de lijado con
realmente mucho menos material abrasivo que uno circular sólido
representa una buena relación calidad-precio. En
nuestra experiencia los discos de la PCT dura significativamente más
antes que se necesite un recambio. La operación de enfriado reduce
la obstrucción, mantiene la superficie de trabajo a una temperatura
inferior, y reduce el daño en el disco de lijado. Los patrones de
desgaste de nuestros discos es superior, y ese desgaste es más
uniforme, de forma que un disco alcanza el final de su vida útil
mucho más tarde. El trabajo se pule más gradualmente y en un área
más ancha, de forma que las marcas de estrías y similares son menos
evidentes.
Finalmente, se apreciará que pueden hacerse
varias alteraciones y modificaciones a la forma de la placa de
refuerzo sin alejarse del ámbito de esta invención como se establece
en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Placa de refuerzo de disco de lijado que tiene
una abertura de montaje y una superficie de soporte del disco de
lijado, estando dicha placa hecha de material elástico y siendo
circular, caracterizada por el hecho de que muestra al menos
tres huecos espaciados y simétricamente dispuestos distorsionando la
circunferencia de dicha placa de una forma circular, y
Dichos huecos tienen la forma de una porción de
un círculo o
La forma de un segmento de un círculo.
2. Placa de refuerzo según la reivindicación 1
caracterizada por el hecho de que tiene de 3 a 8 huecos.
3. Placa de refuerzo según la reivindicación 1 ó
2 caracterizada por el hecho de que adicionalmente está
provisto de aberturas simétricamente colocadas a lo largo de los
radios del disco entre los radios sobre los cuales se ubican los
huecos.
4. Placa de refuerzo según la reivindicación 1, 2
ó 3 caracterizada por el hecho de que la superficie de
soporte del disco de lijado es substancialmente plana y la placa
tiene un grosor que está en un mínimo en los bordes del mismo.
5. Placa de refuerzo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 caracterizada por el hecho de que la
superficie de soporte del disco de lijado está provista de canales
adaptados para hacer circular el aire en el espacio entre la placa
de refuerzo y el disco de lijado.
6. Placa de refuerzo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 caracterizada por el hecho de que la
placa está hecha de material elástico seleccionado a partir de un
grupo consistente en caucho y materiales plásticos.
7. Placa de refuerzo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 caracterizada por el hecho de que la
placa está provista de medios de debilitamiento adyacentes a la
periferia de la misma adaptados para permitir la ruptura a lo largo
de dichos medios de debilitamiento.
8. Placa de refuerzo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 caracterizada por el hecho de que se
proporcionan medios de sujeción alrededor de la abertura de
montaje.
9. Placa de refuerzo según la reivindicación 8
caracterizada por el hecho de que los medios de sujeción
comprenden un anillo de material abrasivo.
10. Placa de refuerzo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9 caracterizada por el hecho de que se
proporciona un mecanismo de embrague sobre la placa de refuerzo que
está adaptado para desacoplar la placa de refuerzo cuando se somete
a torsión excesiva.
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