BRPI1003157A2

BRPI1003157A2 - ferramenta de desbaste e retificação

Info

Publication number: BRPI1003157A2
Application number: BRPI1003157-0A
Authority: BR
Inventors: Bernd Stuckenhols; Nicolas Huth
Original assignee: Rueggeberg August Gmbh & Co Kg
Priority date: 2009-08-22
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2012-04-10
Also published as: EP2286959A3; EP2286959B1; EP2286959A2; CA2715530A1; CN101992429A; TW201111108A; ZA201005883B; US20110045750A1; RU2010132291A; AU2010212470A1; CN101992429B

Abstract

FERRAMENTA DE DESBASTE E RETIFICAçãO. Uma ferramenta de desbaste e retificação possui um disco portante (1) com uma abertura central (3) disposta concentricamente a um eixo central longitudinal (7) para receber um eixo de tração de uma máquina de tração. Sobre o disco portante está apoiado um disco de retífica de fibra (9), o qual é constituído por um disco de fibra (10) atuante como portador e uma película abrasiva resinada (11). O disco de retifica de fibra (9) é colado sobre o disco portante (1).

Description

FERRAMENTA DE DESBASTE E RETIFICAÇÃO

A invenção refere-se a uma ferramenta de desbaste e retificação com um disco portante, o qual é configurado concentricamente a um eixo central longitudinal e, apresenta uma abertura central para receber um eixo de tração de uma máquina de tração, e com um disco de retifica de fibra, o qual é constituído de um disco de fibra com uma película abrasiva resinada, possui uma região de retificação externa anelar disposta radialmente ao eixo central longitudinal, se apóia sobre o disco portante e, possui um lado de retificação.

Tais ferramentas de desbaste e retificação são conhecidas, na prática, em grande número. Tais discos de retifica de fibra são configurados de modo flexível e posicionados de modo removível sobre o disco portante. A fixação no disco portante ocorre por meio de uma flange aparafusável na região de curvatura do disco de retifica de fibra. Em serviços em que, por meio da ferramenta de desbaste e retificação, devem ser obtidas estruturas superficiais uniformes na peça a ser trabalhada, a vida útil do disco de retifica de fibra é curta, por exemplo, de apenas, aproximadamente, 1 minuto. Após este tempo, o grão abrasivo do disco de retifica de fibra apresenta os primeiros sinais de desgaste, em que a superfície da peça a ser trabalhada não se torna mais totalmente uniforme. Por isso, o disco de retifica de fibra já é trocado após este tempo.

Para possibilitar uma rápida troca de tais discos de retifica de fibra, foi desenvolvido um sistema de troca rápida, como é representado e descrito em EP 1 741 515 B1. Para o caso de aplicação mencionado, é empregado um grão abrasivo de granulatura fina. Estas granulaturas finas resultam, na retificação, em uma grande carga de temperatura na peça. Se o material a ser retificado for, por exemplo, aço inoxidável ou possuir baixa condutividade térmica, originam-se cores de recozimento. Por este motivo, foram providos canais de refrigeração no disco portante do mencionado sistema de troca rápida de acordo com a EP 1 741 515 B1, para atingir um bom arrefecimento do disco de retificação.

Quando são empregados para o desbaste e retificação - como usual na prática - discos de retificação com abrasivo de granulatura grossa, existe, então, o perigo de que o substrato portante do abrasivo se rasgue. Isto vale, especialmente, para o caso em que são empregados discos de material pouco resistente como substratos para o abrasivo.

De EP 0 750 539 B1 (correspondente a DE 695 06 851 T2) e de EP 0 617 652 B1 (correspondente a DE 692 28 760 T2) são conhecidos abrasivos sobre substrato, como são geralmente utilizados, que se compõem, então, de um disco elasticamente flexível servindo como portador ou substrato, sobre o qual está fixado um grão abrasivo por meio de uma resina sintética.

De DE 10 2006 010 366 B3 e de DE 90 17 256 U1 são conhecidos os chamados discos de retifica em leque, nos quais as Iamelas de retificação são coladas da forma usual sobre um portador.

É tarefa da invenção configurar uma ferramenta de desbaste e retificação deste gênero discutido de modo que apresente elevada vida útil em uma construção simples e econômica.

Esta tarefa é resolvida com uma ferramenta de desbaste e retificação do gênero discutido, de acordo com a invenção, de modo que o disco de retifica de fibra é colado sobre o disco portante. A colagem do disco de retifica de fibra sobre o disco portante resulta no fato de que um arrancamento do disco de retifica de fibra, mesmo sob altos esforços, não ocorre. Isto pode ser explicado pelo fato de que o torque resultante em tarefas de desbaste e retificação não necessita ser absorvido integralmente pelas fibras do disco de fibra. Ocorre, sim, em uma proporção considerável, uma transmissão para o disco portante. Também em casos de sobrecarga de torque e de choques da borda externa do disco de retifica de fibra com uma peça, não ocorre uma quebra do disco de retifica de fibra. Isto posto, nem pequenos nem grandes segmentos se soltam do disco de retifica de fibra, de modo que ferimentos do usuário se tornam praticamente impossíveis.

O disco de fibra se compõe de fibra vulcanizada, um material conhecido há mais de um século e meio e fabricado à base de fibras de algodão. É de se notar também que a ferramenta de desbaste e retificação é muito superior aos discos de desbaste e retificação convencionais com relação tanto à massa desbastada por unidade de tempo quanto massa total desbastável. Isto vale, em especial, quando grãos de cerâmica são utilizados como abrasivo.

Especialmente vantajoso é quando o disco de retificação com a camada abrasiva for levemente curvado de maneira convexa para o lado da retificação. Como tais discos de desbaste e retificação, ou seja, ferramentas de desbaste e retificação, são empregados em máquinas esmerilhadoras de condução manual, uma posição angular exata da ferramenta de retificação com relação à superfície a ser retificada, via de regra, não é mantida. A leve curvatura faz com que não ocorram altas pressões de superfície localizadas entre o disco de retificação e a peça a ser trabalhada e o correspondente arrancamento do grão abrasivo. Isto leva a consideráveis aumentos da vida útil e do rendimento de desbaste. Quando, além disso, a região de desbaste é dividida em uma região de retificação do disco portante é adicionalmente reduzido. Além disso, a ferramenta de retificação pode, assim, ser empregada temporariamente para a retificação de topo.

As demais reivindicações dependentes apresentam modalidades vantajosas.

Demais características, vantagens e detalhes da invenção resultam da seguinte descrição de modalidades com base nos desenhos, nos quais:

Fig. 1: mostra uma primeira modalidade de uma ferramenta de desbaste e retificação de acordo com a invenção, em uma vista posterior de acordo com a seta de visualização I da Fig. 3,

Fig. 2: mostra uma vista superior do lado de retificação da ferramenta de desbaste e retificação de acordo com a seta de visualização Il da Fig. 3,

Fig. 3: mostra uma seção transversal da ferramenta de desbaste e retificação de acordo com a linha de corte Ill-Ill da Fig. 1,

Fig. 4: mostra uma seção transversal de uma segunda modalidade de uma ferramenta de desbaste e retificação de acordo com a invenção,

Fig. 5: mostra uma seção transversal de uma terceira modalidade de uma ferramenta de desbaste e retificação de acordo com a invenção e

Fig. 6: mostra uma máquina esmerilhadora manual com uma ferramenta de desbaste e retificação de acordo com a invenção, em trabalho de retificação.

A ferramenta de desbaste e retificação representada nas figuras 1 a 3 apresenta um disco portante 1 da forma usual composto de fibras de vidro embebidas em resina fenólica e prensadas, o qual, de forma usual, apresenta uma região de fixação 2 plana e anelar, na qual está igualmente disposta uma abertura circular 3 para receber um eixo de tração de uma máquina de tração. A região de fixação 2 que circunda a abertura 3 possui, em um verso oposto ao lado de retificação 4 do disco portante 1, um anel de metal 5. Na região de fixação 2 está anexada uma região de curvatura 6, igualmente configurada radialmente e que se eleva radialmente ao eixo 7 do disco portante 1 em direção ao lado de retificação 4. À região de curvatura 6 se anexa uma região de retificação 8 anelar, a qual é, radialmente com relação ao eixo 7 contra a região de curvatura 6, curvada radialmente com relação ao eixo 7 para o exterior e para longe do lado de retificação 4. Esta modalidade de um disco portante 1 é comumente conhecida e usual.

No lado de retificação 4 está fixado um disco de retifica de fibra 9. Aqui se trata do chamado abrasivo sobre substrato, que se compõe de um disco de fibra 10 como portador ou substrato e uma película abrasiva resinada 11.0 disco de fibra 10 é composto de fibra vulcanizada, em que se trata de um material amarrado, prensado à base de fibras de algodão. A película abrasiva 11 é formada por grão de cerâmica 11.1, o qual é fabricado de um microgranulado por sinterização. Os microgranulados se soltam individualmente do respectivo grão, de modo que, assim, a vida útil do grão de cerâmica 11.1 é elevada consideravelmente. A película abrasiva resinada 11 é ligada de maneira usual ao disco de fibra 10. O disco de fibra 10 do disco de retifica de fibra 9 é fixado ao lado de retificação 4 do disco portante 1 por meio de uma camada adesiva 12.

O raio R1 do disco portante 1 é - como pode ser visto na figura 1 - um pouco menor do que o raio R9 do disco de retifica de fibra 9, sem que o disco de retifica de fibra 9 se projete radialmente ao eixo 7 além da borda externa 13 do disco portante 1. A região de curvatura 6 possui na passagem para a região principal de retificação 8 um raio R6 do eixo 7. A região principal de retificação 8 possui um raio R8 do eixo 7, o qual é igual ao raio R9 do disco de retifica de fibra 9. Para os raios R6 e R8, em relação ao raio R9, vale o seguinte:

0,45 R9 ≤ R6 ≤ 0,7 R9 R9 = R8

O emprego da ferramenta de retificação ocorre de maneira usual mediante um ângulo em relação ao eixo 7.

Enquanto estiverem presentes, na segunda modalidade de acordo com a figura 4, peças ou regiões iguais ou similares, como na modalidade de acordo com as figuras 1 a 3, serão empregados os mesmos números de referência com um apóstrofo. O disco portante 1' se compõe de um tecido de vidro embebido em resina epóxi. Este possui - como na modalidade de acordo com as figuras 1 a 3 - uma espessura constante h. A plana e anelar região de fixação 2' possui igualmente uma abertura circular 3' para receber o eixo de tração de uma máquina de tração. A região de fixação 2' anelar que circunda a abertura 3', nesta modalidade, não é reforçada com um anel metálico. A região de curvatura 6' anexada à região de fixação 2' é configurada igualmente de forma circular e se eleva radialmente ao eixo T do disco portante 1' em direção ao lado de retificação 4'. A plana região de fixação 2' passa à região de curvatura 6' com um raio de curvatura r2'. À região de curvatura 6' se anexa, por sua vez, uma região principal de retificação 8' anelar, a qual é curvada radialmente com relação ao eixo T para o exterior e para longe do lado de retificação 4'. Visto a partir do eixo T para o exterior, então, a região de retificação 8' é curvada para longe do lado de retificação 4'. Também na modalidade de acordo com a figura 4, é fixado um disco de retificação 9' no lado de retificação 4' do disco portante 1'. Aqui também se trata de um chamado abrasivo sobre substrato, que se compõe de um disco de fibra 10' como portador ou substrato e uma película abrasiva resinada 11'. O disco de retifica de fibra 9' é, por si só, um disco de retificação independente, que poderia ser empregado como descrito acima no estado da técnica de acordo com a EP 1 741 515 B1. Ele é flexível, então dobrável. A construção do disco de retifica de fibra 9' corresponde ao já descrito acima para as figuras 1 a 3. A película abrasiva resinada 11', então, apresenta grão de cerâmica 11.1'. Igualmente na modalidade de acordo com a figura 4, o disco de fibra 10' do disco de retifica de fibra 9' é fixado ao disco portante 1' por meio de uma camada adesiva 12'.

Como pode ser verificado na figura 4, a região de curvatura 6' passa para a região de retificação 8' com um raio de curvatura r6'. A região principal de retificação 8' por si própria é igualmente curvada e, a saber, levemente convexa em relação ao lado de retificação 4' com um raio de curvatura r8'.

A região externa de retificação 15' anexada à região principal de retificação 8' é, olhando-se radialmente para o exterior, curvada para longe do lado de retificação 4' e, em relação ao lado de retificação 4', curvada de forma convexa com um raio de curvatura r15'.

As curvaturas com os raios de curvatura r6', r8' e r15' são dispostas de modo convexo em relação ao lado de retificação 4'; o motivo para isto reside no fato de que o emprego da ferramenta de desbaste e retificação, de maneira usual, ocorre mediante um ângulo em relação ao eixo 7'. O disco de fibra 10' termina - como pode ser visto na figura 4 - nivelado com a borda externa 13' do disco portante 1'. Para os raios de curvatura r2', r6', r8' e r15' valem as seguintes relações:

15 mm ≤ r2' ≤ 30 mm e, preferencialmente, 20 mm ≤ r2' ≤ 25 mm

15 mm ≤ r6' ≤ 40 mm e, preferencialmente, 15 mm ≤ r6' ≤ 20 mm

190 mm ≤ r8' ≤ 300 mm e, preferencialmente, 200 mm ≤ r8' ≤ 250 mm 17 mm ≤ r15' ≤ 40 mm e, preferencialmente, 15 mm ≤ r15' ≤ 20 mm

O disco de retifica de fibra 9' possui um raio R9' do eixo 7'. A região de curvatura 6' possui, na passagem para a região principal de retificação 8', um raio R6' do eixo Τ. A região principal de retificação 8' possui um raio R8' do eixo 7', que somente será igual ao raio R9' do disco de retifica de fibra 9' quando nenhuma região externa de retificação 15' separada mais fortemente curvada estiver presente. Para os raios R6' e R8', em relação ao raio R9', vale o seguinte:

0,45 R9' ≤ R6' ≤ 0,7 R9'

0,75 R9' < R8' ≤ R9'

A modalidade de acordo com a figura 5 se diferencia da modalidade da figura 4 pelo fato de que o disco portante 1" apresenta, radialmente para o exterior, uma elasticidade crescente, ou seja, uma rigidez menor ou uma flexibilidade maior. Por este motivo, as partes ou regiões coincidentes com as da figura 4 são identificadas com sinais de referência iguais e todas as partes ou regiões similares respectivamente identificadas com os mesmos sinais de referência como os utilizados para a figura 4, acrescidos de um apóstrofo duplo, sem a necessidade de uma nova descrição.

A elasticidade crescente do disco portante 1" em direção à borda externa 13" é alcançada pela presença no disco portante 1" de várias seções anelares 16, 17 e 18, as quais apresentam uma espessura variável decrescente radialmente em direção à sua borda. Na modalidade de acordo com a figura 5, a seção 16 se estende aproximadamente até a passagem da região de curvatura 6' para a região principal de retificação 8"; ela possui aqui a espessura h. A seção anelar 17 que se anexa a esta, radialmente para o exterior, se estende radialmente até antes da região externa de retificação 15". A seção 17 apresenta uma espessura h'; a seção externa 18 possui uma espessura h", em que h>h'>h". Fundamentalmente, em uma configuração escalonada de acordo com a figura 5, deve-se prover pelo menos duas tais seções e, no máximo, cinco tais seções. Para os raios R6', R8" e R9' valem as relações acima.

Da figura 6 resulta o emprego da ferramenta de desbaste e retificação de acordo com a invenção em máquinas esmerilhadoras 19. A ferramenta de desbaste e retificação é presa a um eixo de tração 20 da máquina esmerilhadora 19, a qual é inserida através da abertura 3 da ferramenta de retificação, de modo que o eixo 7 coincida com o eixo central do eixo de tração 20. A fixação da ferramenta de retificação no eixo de tração 20 ocorre por meio de uma porca de aperto 21. A curvatura convexa da região principal de retifica 8" em direção ao lado de retificação 4' faz com que na retificação plana de peças 22, ou seja, na área de aplicação principal de tais ferramentas de retificação, mesmo em inevitáveis movimentos pendulares da ferramenta de retificação, ocorra um esforço uniforme da película abrasiva 11', ou seja, não apareçam extremas pressões de superfície. Isto leva, nestas ferramentas de desbaste e retificação quase sempre utilizadas em máquinas esmerilhadoras, a um desgaste menor e, assim, a uma vida útil maior e a um maior rendimento de desbaste do disco de retificação. Este vantajoso efeito é ainda reforçado pela elasticidade crescente para o exterior da ferramenta de retificação de acordo com a figura 5.

A curvatura mais forte na região externa de retificação 15' ou 15" faz com que, em um choque da borda externa 13' ou 13" do disco de retificação com um objeto, não ocorra uma soltura do disco de retifica de fibra 9' junto com a película abrasiva 11 do disco portante 1' ou 1".

Claims

1. Ferramenta de desbaste e retificação, com um disco portante (1, 1', -1"), o qual é configurado concentricamente a um eixo central longitudinal (7, 7') e apresenta uma abertura central (3, 3') para receber um eixo de tração de uma máquina de tração, e com um disco de retifica de fibra (9, 9', 9"), o qual é constituído de um disco de fibra (10, 10') com uma película abrasiva resinada (11, -11'), possui uma região de retificação externa anelar (8, 8', 8") disposta radial mente ao eixo central longitudinal (7, 7'), se apóia sobre o disco portante (1, 1', -1") e possui um lado de retificação (4, 4'), caracterizada pelo fato de que o disco de retifica de fibra (9, 9', 9") é colado sobre o disco portante (1, 1', 1").

2. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o disco de retifica de fibra (9, 9', -9") é colado sobre o disco portante (1, 1', 1") por meio de uma camada adesiva (12, 12').

3. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por grão de cerâmica (11.1, 11.1') como abrasivo.

4. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a região de retificação (8', -8") é configurada de forma convexa em direção ao lado de retificação (4') com um raio de curvatura r8'.

5. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a região de retificação possui uma região principal de retificação (8', 8") e, se anexando radialmente ao eixo (7') para o exterior, uma região externa de retificação (15', 15"), a qual é configurada convexa em relação ao lado de retificação (4') com um raio de curvatura r15'.

6. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com a reivindicação 4 e 5, caracterizada pelo fato de que para o raio de curvatura r15', em relação ao raio de curvatura r8', vale: r15'≤ r8'.

7. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que para o raio de curvatura r8' vale: -190 mm ≤ r8' ≤ 300 mm e, preferencialmente, 200 mm ≤ r8' ≤ 250 mm.

8. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que para o raio de curvatura r15' vale: -17 mm < r15' ≤ 40 mm e, preferencialmente, 15 mm ≤ r15' ≤ 20 mm.

9. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a região de retificação (8', -8") possui um raio interno R6' e um raio externo R8' e de que o disco de retifica de fibra (9') possui um raio externo R9', em que vale: - 0,45 R9' < R6' < 0,7 R9' - 0,75 R9' < R8' < R9'

10. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o disco portante (1") apresenta uma elasticidade crescente radialmente ao eixo (7') em direção à borda externa.

11. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a elasticidade aumenta radialmente em direção à borda de forma escalonada.

12. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o disco portante (1") possui várias seções anelares (16, 17, 18), as quais respectivamente apresentam uma espessura h, h', h" decrescente radialmente em relação ao eixo (7') em direção à borda.

13. Ferramenta de desbaste e retificação, de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o disco de fibra (10, 10') é composto de fibra vulcanizada.