ES2910433T3 - Anillo de bruñido para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo dentadas así como método para la fabricación del anillo de bruñido - Google Patents
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Abstract
Un anillo de bruñido (1) para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo dentadas (W), en particular para el tratamiento de superficies de ruedas dentadas, que comprende un cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3), en el cual está incrustado un material abrasivo (4) y el cual presenta, en una superficie lateral interior (5), un engranaje (6) que se puede poner en contacto con la pieza de trabajo dentada (W), en la cual el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) está rodeado en una dirección radial (R) por, al menos, un anillo exterior (7), el cual comprende esencialmente, al menos, una resina sintética (2) y presenta un grosor de anillo interior (10), caracterizado por que el anillo exterior (7) presenta un grosor del anillo exterior (9), de más de 15 mm, en el cual una proporción (11) del grosor del anillo exterior (9) al grosor del anillo interior (10) está entre 2,5:1 y 1,5:1 .
Description
DESCRIPCIÓN
Anillo de bruñido para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo dentadas así como método para la fabricación del anillo de bruñido
La invención se refiere a un anillo de bruñido para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo dentadas, en particular para el tratamiento de superficies de ruedas dentadas, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente 1, que se conoce del documento DE 19530462 A1.
Además, la invención se refiere a un método para la fabricación de un anillo de bruñido.
Del estado de la técnica se conocen anillos de bruñido genéricos de cerámica para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo dentadas, en el cual con superficies cerámicas provistas de material abrasivo, rectifican el engranaje. Del documento DE 195 30 462 A1 ya se conoce un anillo de bruñido, que comprende una sección de trabajo de cerámica y un anillo exterior orientado radialmente hacia afuera, el cual consiste en un material resistente en comparación con la cerámica, como la resina epoxi con rellenos. La sección de trabajo de cerámica está segmentada en secciones de trabajo parciales para aumentar las propiedades elásticas, así como las propiedades abrasivas, de modo que la elasticidad del anillo exterior se pueda transferir a la sección de trabajo, a través de un montaje elástico de la sección de trabajo, para poder reducir la fragilidad de la sección de trabajo.
Una desventaja del estado de la técnica es que debido a las características específicas del material de la cerámica, como por ejemplo la fragilidad, solo se puede generar un resultado de rectificado de calidad limitada y además existe una mayor susceptibilidad a la rotura de la herramienta.
Por lo tanto, la tarea técnica objetiva de la presente invención, es especificar un anillo de bruñido que se mejore con respecto al estado de la técnica, en el cual se eliminan, al menos parcialmente, las desventajas del estado de la técnica, y el cual se caracteriza, en particular, por garantizar un mejor resultado de rectificado y una reducida susceptibilidad a la rotura de la herramienta.
Este objetivo se logra mediante las características de la reivindicación 1, así como mediante un método con las características de la reivindicación 7.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención está previsto, que el cuerpo en forma de anillo de cerámica esté rodeado en una dirección radial por, al menos, un anillo exterior, el cual consta esencialmente en, al menos, una resina sintética y presenta un grosor del anillo exterior de más de 15 mm.
Esto es lo que hace posible, que el anillo exterior soporte el cuerpo en forma de anillo de cerámica en el proceso de bruñido, en la absorción de fuerzas, así como la amortiguación de picos de fuerza, de tal manera, que se reducen las roturas de la herramienta y se mejore el resultado del rectificado.
Por resultado de rectificado se debe entender, en este contexto, también como un resultado de bruñido del anillo de bruñido en el método de fabricación, con un filo de corte geométricamente indefinido.
El, al menos, un anillo exterior de, al menos, una resina sintética garantiza una fuerza de corte esencialmente constante durante el proceso de bruñido, debido al grosor del anillo exterior de más de 15 mm.
El grosor del anillo exterior de más de 15 mm garantiza que, al menos, una resina sintética esté presente, en una medida suficiente, alrededor del cuerpo en forma de anillo de cerámica, para transferir las propiedades positivas específicas del material del anillo exterior al cuerpo en forma de anillo de cerámica. Esto contrarresta las propiedades negativas específicas del material del cuerpo en forma de anillo de cerámica, como la fragilidad, y favorece el proceso de bruñido del engranaje.
Además, existe la propiedad positiva de que el anillo exterior debido a su composición y el dimensionamiento garantiza un efecto amortiguador en el proceso de bruñido y, por lo tanto, favorece el resultado del rectificado así como contribuye a la prolongación de la vida útil del anillo de bruñido.
En este contexto, poner en contacto puede significar, que el cuerpo en forma de anillo de cerámica presenta un engranaje en la superficie lateral interior que engrana con la pieza de trabajo dentada.
Además, de acuerdo con la invención está previsto, que el cuerpo en forma de anillo de cerámica presente un grosor del anillo interior y en el cual presenta una proporción entre el grosor del anillo exterior y el grosor del anillo interior de entre 2,5:1 y 1,5:1.
Esto hace posible, que el cuerpo en forma de anillo de cerámica esté soportado lo suficientemente por los efectos positivos del anillo exterior en el proceso de bruñido.
Esto, además, hace posible que el anillo exterior no esté dimensionado, en comparación con el cuerpo en forma de anillo de cerámica, de tal manera, que tenga efectos perjudiciales en el resultado del rectificado.
Además, de acuerdo con la invención está previsto, que
• en un primer paso del método, se proporcione el cuerpo en forma de anillo de cerámica, en el cual se incrusta el material abrasivo, y el cual presenta un engranaje en una superficie lateral interior que se puede poner en contacto con la pieza de trabajo dentada,
• en un segundo paso del método, el cuerpo en forma de anillo de cerámica se dispone centrado en un molde de fundición,
• en un tercer paso del método, el cuerpo en forma de anillo de cerámica se moldea en forma de anillo con un grosor de más de 15 mm en la dirección radial, por una masa de resina sintética, la cual consiste esencialmente de, al menos, una resina sintética, y
• en un cuarto paso del método, se endurece la masa de resina sintética.
El proceso de contracción acumula presión sobre el cuerpo en forma de anillo de cerámica, y crea así una tensión previa. Esta presión lleva a que el cuerpo en forma de anillo de cerámica, absorbe en mayor medida las fuerzas que se producen durante el tratamiento. Esto reduce la rotura de la herramienta y mejora el resultado del rectificado. Por ejemplo, el al menos un anillo exterior se puede producir de un compuesto de colada rápida como SGL 140 L y, por ejemplo, PUR 12 como endurecedor (en particular en una proporción de las cuotas de peso de la resina y el endurecedor de 1:1) u otros poliuretanos de dos componentes. Para evitar un cambio del, al menos, un anillo exterior después de la fabricación, se puede añadir un relleno como por ejemplo hidróxido de aluminio al, al menos, un anillo exterior.
La proporción de mezcla del, al menos, un anillo exterior es de un 20 % de un componente PU-A (en particular la resina SG 140), un 20 % de un componente PU-B (en particular el endurecedor PUR 12), así como un 60 % de un relleno (en particular mediante la adición en forma de un polvo como F-B), resultó ser especialmente favorable, para poder generar un anillo de bruñido dimensionalmente estable con propiedades de bruñido especialmente ventajosas. Las formas de realizaciones ventajosas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con una forma de realización ventajosa de la invención está previsto, que el anillo exterior presente un grosor de anillo exterior de entre 25 mm y 100 mm, preferentemente un grosor de anillo exterior de entre 35 mm y 70 mm.
Esto hace posible, que el grosor del anillo exterior esté en un rango, el cual favorece idealmente los efectos técnicos positivos de, al menos, una resina sintética para el proceso de bruñido.
Ha resultado ser favorable, que el anillo exterior esté compuesto esencialmente, por una resina epoxi y/o un poliuretano y/o un polímero con memoria de forma y/o comprenda al menos un endurecedor.
Las resinas epoxi muestran propiedades de flujo bajo presión, las cuales presentan propiedades de concentricidad óptimas y se pueden utilizar después de solo un pequeño proceso de preparación. Además, es más fácil para el usuario desmontar el anillo de bruñido, por ejemplo, de una abrazadera y/o de un molde de fundición. El término polímero con memoria de forma se refiere a plásticos con un efecto de memoria de forma y significa, que el plástico puede volver a su forma anterior a pesar de haber sido deformado, mientras tanto y, por lo tanto, puede volver a tomar su forma original, por ejemplo, cuando se calienta. Esta propiedad consigue esencialmente dos ventajas, es decir, que favorece el centrado exacto requerido para la fabricación, ya que se genera un efecto equilibrador sobre las fuerzas normales actuantes y en uso, el material despliega un efecto equilibrador en caso de fluctuaciones del proceso, para garantizar una mayor medida de calidad en el proceso de bruñido.
Debido a la baja conductividad térmica de los polímeros, ellos presentan un tiempo de conmutación corto. Los polímeros con memoria de forma conmutan en estado blando respectivamente y presentan un módulo de elasticidad bajo. Las aleaciones con memoria de forma además presentan un efecto de memoria bidireccional.
Esto hace posible, que la composición del anillo exterior se adapte idealmente a los requisitos del proceso de bruñido y/o favorece de manera óptima el resultado del rectificado.
De acuerdo con una forma de realización ventajosa de la invención, está previsto que
• el material abrasivo en forma de óxido de aluminio y/o corindón fundido, precioso o sinterizado esté incrustado en el cuerpo en forma de anillo de cerámica, y/o
• el cuerpo en forma de anillo de cerámica presente un contenido de material abrasivo de entre 25 y 75 por ciento en volumen, preferentemente entre 42 y 55 por ciento en volumen, y/o
• el cuerpo en forma de anillo de cerámica presente una densidad entre 1,5 y 3,5 g/cm3, preferentemente entre 2,1 y 2,8 g/cm3.
Estos parámetros del material abrasivo resultaron ser especialmente favorables para el proceso de bruñido de piezas de trabajo dentadas.
Resultó ser ventajoso, que el engranado de la superficie lateral interior del cuerpo en forma de anillo de cerámica presente dientes, los cuales se extienden en una dirección axial esencialmente por todo el ancho del cuerpo en forma de anillo de cerámica y/o estén inclinados con respecto a una dirección axial.
Esto hace posible, que todo el ancho del cuerpo en forma de anillo de cerámica contribuya al proceso de bruñido y, por lo tanto, se puede ahorrar tiempo durante el tratamiento de la pieza de trabajo dentada.
Además, a través de una posición inclinada de los dientes con respecto a un eje de rotación, también se pueden tratar piezas de trabajo dentadas con engranajes inclinados, como ruedas dentadas helicoidales.
Una variante ventajosa consiste en que el anillo exterior esté diseñado sin material abrasivo.
Esto hace posible, que el material abrasivo no afecte negativamente a la composición del anillo exterior y, por lo tanto, a las ventajas específicas del material de, al menos, una resina sintética en el anillo exterior.
Se prefiere especialmente que el grosor de la masa de resina sintética se reduzca en el transcurso del cuarto paso del método.
Esto hace posible, que se acumule una presión sobre el cuerpo en forma de anillo de cerámica, de modo que el cuerpo en forma de anillo de cerámica pueda absorber en mayor medida las fuerzas que se producen durante el tratamiento.
La ventaja aquí es que, como resultado de la compensación de fuerzas favorecidas, se reduce la rotura de la herramienta y se mejore el resultado del rectificado y/o el efecto amortiguador del anillo exterior de, al menos, una resina sintética en el cuerpo en forma de anillo de cerámica es especialmente favorable.
En un ejemplo de realización de la invención está previsto, que la masa de resina sintética se endurezca esencialmente a temperatura ambiente en el transcurso del cuarto paso del método.
Esto hace posible, que no se requieran componentes adicionales para el enfriamiento o calentamiento de la masa de resina sintética para el proceso de endurecimiento.
Ha resultado ser favorable, que el cuerpo en forma de anillo de cerámica se trate entre el primer y el segundo paso del método, preferentemente mediante un método de mecanización.
Esto hace posible, que una superficie lateral exterior del cuerpo en forma de anillo de cerámica presente una alta calidad de superficie y que el diámetro de la superficie lateral exterior necesario para los siguientes pasos del método se pueda ajustar con precisión.
Más detalles y ventajas de la presente invención se explican con más detalle a continuación en base a la descripción de las figuras con referencia a los ejemplos de realización representados en los dibujos. Se muestran:
La Figura 1, un anillo de bruñido en su totalidad, en una vista en perspectiva con una vista detallada de un diente con material abrasivo,
la Figura 2, un anillo de bruñido en una representación en sección en una vista en perspectiva.
La Figura 1 muestra un anillo de bruñido 1 para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo dentadas W, en particular para el tratamiento de superficies de ruedas dentadas, que comprende un cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, el cual presenta un engranaje 6 que se puede poner en contacto con la pieza de trabajo dentada W en una superficie lateral interior 5.
El material abrasivo 4 incrustado se puede ver en una vista detallada de un diente 17.
El cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, está rodeado por un anillo exterior 7 en una dirección radial R, el cual consiste esencialmente en una mezcla de resinas sintéticas 8.
De acuerdo con la invención, el grosor de un anillo exterior 9 es superior a 15 mm. El grosor del anillo exterior 9 puede estar en el rango entre 25 mm y 100 mm, preferentemente en el rango entre 35 mm y 70 mm.
El cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3 presenta un grosor del anillo interior 10, con una proporción 11 del grosor del anillo exterior 9 con respecto al grosor del anillo interior 10 en el rango entre 2,5:1 y 1,5:1.
El anillo exterior 7 del anillo de bruñido 1 consiste esencialmente de una resina epoxi 12 y/o un poliuretano 13 y/o un polímero con memoria de forma. El anillo exterior 7 comprende un endurecedor 14.
Por ejemplo, se puede usar como endurecedor una mezcla de resina sintética de dos componentes que comprende resina epoxi 12 con poliuretano 13.
El material abrasivo 4 en forma de óxido de aluminio 15 y/o corindón 16 fundido, precioso o sinterizado está incrustado en el cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3.
Por motivos de claridad, no se representa un contenido de material abrasivo del cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, pero está entre 25 y 75 por ciento en volumen, preferentemente entre 42 y 55 por ciento en volumen. La fracción de unión está en el rango de 8 a 30 por ciento en volumen. Un porcentaje de volumen restante viene dado por el volumen de los poros.
La densidad del cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3 no se representa por motivos de claridad, pero está entre 1,5 y 3,5 g/cm3, preferentemente entre 2,1 y 2,8 g/cm3.
La Figura 2 muestra un anillo de bruñido 1 de acuerdo con el ejemplo de realización representado en la Figura 1, el cual está cortado en el medio con fines representativos.
El engranaje 6 de la superficie lateral interior 5 del cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, presenta varios dientes 17, los cuales se extienden en una dirección axial A esencialmente por todo el ancho 18 del cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3.
Este ejemplo de realización muestra dientes 17, los cuales están inclinados con respecto a una dirección axial A. Sin embargo, los dientes 17 generalmente también pueden estar alineados en la dirección axial A.
La forma del engranaje 6 es generalmente cualquiera. Sin embargo, se prefiere especialmente un engranaje 6, el cual corresponde a un engranaje envolvente o a un engranaje cicloidal.
El anillo exterior 7 está diseñado sin material abrasivo.
En un primer paso del método ,se proporciona el cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, en otro paso del método el cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, se dispone centrado en un molde de fundición, en otro paso del método el cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, se moldea en dirección radial R mediante una masa de resina sintética, la cual consiste esencialmente en, al menos, una resina sintética 8, en forma de anillo con un grosor de más de 15 mm y en un paso de método adicional, la masa de resina sintética se endurece.
El cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3 puede ser prefabricado por prensado y posterior sinterizado. A continuación, el cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3 se rectifica en una superficie lateral exterior 19, para proporcionar un diámetro exterior deseado.
El cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3 se puede tratar entre el primer y el segundo paso del método, preferentemente mediante un método de mecanización.
En un ejemplo de realización, antes del proceso de rectificado del cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3, el material cerámico se elimina, preferentemente de 5 a 15 mm, con una herramienta de torneado.
En un ejemplo de realización, la excentricidad axial se comprueba con un reloj comparador después del proceso de bruñido.
El molde de fundición se adapta en función de un diámetro de una superficie lateral exterior 19 y del ancho total 18 de la superficie lateral exterior 19 y/o a un diámetro exterior del anillo exterior 7. El ancho total 18 del anillo exterior 7 y del cuerpo en forma de anillo 2 son esencialmente idénticos.
La resina sintética 8 se mezcla antes de verterla en el molde de fundición. La mezcla de un compuesto de dos componentes ha resultado ser especialmente preferente.
Como material para el anillo exterior 7 se puede utilizar, por ejemplo, un compuesto de colada rápida como SG 140 L y un endurecedor 14 como por ejemplo PUR 12.
El SG 140 L como compuesto de colada rápida es un compuesto de colada de poliuretano de dos componentes de alta calidad, casi inodoro. Los rellenos se revuelven cuando se mezclan los dos componentes. Después del endurecimiento sin templado, el aglutinante es muy resistente a la temperatura y tiene valores de resistencia elevados. La composición de los rellenos es cualquiera.
PUR 12 como endurecedor 14 presenta esencialmente sin rellenos
• una viscosidad de la mezcla de 70-90 mPas, y/o
• una densidad de la mezcla de 1,05 kg/dm3, y/o
• una dureza Shore de 70-75 a 20 °C, y/o
• una resistencia a la tracción de 35 N/mm2, y/o
• una resistencia a la flexión de 35-40 N/mm2, y/o
• una fuerza de impacto de 15-20 KJ/m2 y/o
• una resistencia a la temperatura de aproximadamente 80 °C.
La proporción de mezcla de SG 140 L a PUR12 es esencialmente de 1:1. La temperatura de procesamiento y endurecimiento es esencialmente de 18-25 °C y el tiempo de endurecimiento desmoldable es esencialmente de 2 2,5 horas.
Especialmente preferente, la resina sintética 8 se vierte en el molde de fundición a una temperatura en el rango de 15 a 30 grados, preferentemente a temperatura ambiente.
Después del último paso del método para la fabricación del anillo de bruñido 1, el molde de fundición se limpia y almacena para su uso posterior.
El moldeo en forma de anillo se extiende esencialmente sobre toda la superficie lateral exterior 19 del cuerpo en forma de anillo 2 de cerámica 3. El grosor de más de 15 mm se distribuye esencialmente de manera uniforme sobre la superficie lateral exterior 19.
El grosor de la masa de resina sintética se reduce en el transcurso del cuarto paso del método. Este proceso ocurre automáticamente a través del proceso de enfriamiento, incluso esencialmente a temperatura ambiente durante el proceso de endurecimiento. La reducción del grosor de la masa de resina sintética al grosor final del anillo exterior 9 del anillo exterior 7, discurre análogo a un proceso de contracción de la resina sintética 8.
Claims (10)
1. Un anillo de bruñido (1) para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo dentadas (W), en particular para el tratamiento de superficies de ruedas dentadas, que comprende un cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3), en el cual está incrustado un material abrasivo (4) y el cual presenta, en una superficie lateral interior (5), un engranaje (6) que se puede poner en contacto con la pieza de trabajo dentada (W), en la cual el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) está rodeado en una dirección radial (R) por, al menos, un anillo exterior (7), el cual comprende esencialmente, al menos, una resina sintética (2) y presenta un grosor de anillo interior (10), caracterizado por que el anillo exterior (7) presenta un grosor del anillo exterior (9), de más de 15 mm, en el cual una proporción (11) del grosor del anillo exterior (9) al grosor del anillo interior (10) está entre 2,5:1 y 1,5:1 .
2. El anillo de bruñido (1) según la reivindicación 1, en el cual el anillo exterior (7) presenta un grosor de anillo exterior (9) de entre 25 mm y 100 mm, preferentemente un grosor de anillo exterior (9) de entre 35 mm y 70 mm.
3. El anillo de bruñido (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el anillo exterior (7) consiste esencialmente de una resina epoxi (12) y/o un poliuretano (13) y/o un polímero con memoria de forma y/o comprende al menos un endurecedor (14).
4. El anillo de bruñido (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que
- está incrustado en el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) un material abrasivo (4) en forma de óxido de aluminio (15) y/o corindón fundido, precioso o sinterizado (16), y/o
- el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) presenta un contenido de material abrasivo de entre el 25 y el 75 por ciento en volumen, preferentemente entre el 42 y el 55 por ciento en volumen, y/o
- el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) presenta una densidad de entre 1,5 y 3,5 g/cm3, preferentemente entre 2,1 y 2,8 g/cm3.
5. El anillo de bruñido (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el engranaje (6) de la superficie lateral interior (5) del cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) presenta dientes (17), los cuales se extienden en una dirección axial (A) esencialmente por todo el ancho (18) del cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) y/o están dispuestos inclinados con respecto a una dirección axial (A).
6. El anillo de bruñido (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el anillo exterior (7) está diseñado sin material abrasivo.
7. Método para la fabricación de un anillo de bruñido (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que:
- en un primer paso del método, se proporciona el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3), en el cual está incrustado el material abrasivo (4) y el cual en una superficie lateral interior (5) presenta un engranaje (6) que se puede poner en contacto con la pieza de trabajo dentada (W),
- en un segundo paso del método, se dispone el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) centrado en un molde de fundición,
- en un tercer paso del método, el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) se moldea en dirección radial por una masa de resina sintética, la cual consiste esencialmente, al menos, en una resina sintética (8), en forma de anillo con un grosor de más de 15 mm, y
- en un cuarto paso del método se endurece la masa de resina sintética.
8. El método según la reivindicación 7, en el cual el grosor de la masa de resina sintética se reduce en el transcurso del cuarto paso del método.
9. El método según la reivindicación 7 ó 8, en el cual la masa de resina sintética se endurece esencialmente a temperatura ambiente en el transcurso del cuarto paso del método.
10. El método según una de las reivindicaciones 7 a 9, en el cual el cuerpo en forma de anillo (2) de cerámica (3) se trata entre el primer y el segundo paso del método, preferentemente mediante un método de mecanización.
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