ES2291213T3 - Procedimiento y aparato para el perfilado de un rollizo. - Google Patents

Abstract

Aparato perfilador (10) adaptado para hacer girar una pluralidad de cuchillas de corte (17, 19) que presentan unos respectivos filos (20, 22) alrededor de un eje de rotación (R), comprendiendo el aparato un elemento de montaje (14) adaptado para montar dos de las cuchillas (17, 19) de manera que el filo (22) de una cuchilla (19) de dichas dos cuchillas se disponga sustancialmente en un plano perpendicular a dicho eje de rotación (R) y el filo (20) de la otra cuchilla (17) de dichas dos cuchillas esté paralelo a dicho eje de rotación (R), caracterizado porque dicho elemento de montaje (14) está adaptado además para montar dichas dos cuchillas (17, 19) de manera que una punta de dicha una cuchilla y una punta de dicha otra cuchilla estén sustancialmente en contacto entre sí.

Description

Procedimiento y aparato para el perfilado de un rollizo.

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a un procedimiento y a un aparato para el perfilado de un rollizo, particularmente para cortar una esquina entrante en el rollizo que se extiende a lo largo del mismo.

Antecedentes de la técnica

Para transformar rollizos en madera de construcción estándar, los rollizos se escuadran en primer lugar en uno a cuatro lados. Para evitar desperdicios y, debido a que la sección trasversal del rollizo es generalmente redonda, este tratamiento deja de manera intencionada cuatro esquinas redondeadas. Haciendo referencia a las figuras 1A y 1B que representan, respectivamente, la sección transversal del rollizo antes y después de ser escuadrado en cuatro lados y pasando a continuación a la figura 1C, se eliminan las esquinas redondeadas cortando en el rollizo a lo largo de su eje longitudinal las correspondientes esquinas entrantes "C". Las partes de sección transversal rectangular del rollizo, designadas en la figura mediante la referencia "A", están situadas entre los contornos de las esquinas adyacentes de manera que se configuran las partes que deben ser cortadas en piezas de madera estándar. Se hace referencia generalmente a la formación de las esquinas C como "perfilado" y un aparato adaptado para este fin se menciona como una "máquina perfiladora".

En la figura 2 se muestra un ejemplo de una máquina perfiladora de la técnica anterior. La primera y segunda cuchillas 2 y 4, que son idénticas, están dispuestas en la circunferencia de un disco giratorio 6. Se hace avanzar un rollizo escuadrado 8 que presenta un eje alargado "L" hacia el disco a lo largo de una dirección circunferencial "d". El filo de la primera cuchilla está orientado paralelo al eje de rotación del disco y el filo de la segunda cuchilla está orientado en un plano de rotación del disco. Haciendo referencia de nuevo a la figura 1C, la primera cuchilla corta un primer tramo "l1" de una determinada esquina particular entrante C y la segunda cuchilla corta un segundo tramo perpendicular "l2" de la esquina entrante, en la que los tramos l1 y l2 se encuentran en una zona de intersección "c1" de dicha esquina C. Deberá comprenderse que los tramos "l1" y "l2" son las partes visibles de las superficies planas que se extienden a lo largo del eje longitudinal del rollizo.

En otro ejemplo de una máquina perfiladora de la técnica anterior se sustituye la segunda cuchilla por una sucesión de dientes de corte dispuestos alrededor de la periferia del disco, tales como los dientes de una cuchilla de
sierra.

En las dos máquinas perfiladoras, la primera y segunda cuchillas están dispuestas de manera que la primera cuchilla encuentra el rollizo en un momento distinto al que lo hace la segunda cuchilla. Debido a que existe un movimiento relativo entre el disco y el rollizo, esta diferencia de tiempo proporciona una oportunidad para que los dos cortes no se crucen precisamente en la misma zona de esquina c1 y de este modo dejen de formar una esquina limpia o lisa C. En particular, con frecuencia resulta que se desplazan longitudinalmente, a lo largo de la esquina C, "rebabas" o astillas de madera retiradas del rollizo parcialmente pero no por completo, o se forman otras desigualdades en la textura de superficie de la esquina. Este resultado se agrava más cuando se produce desgaste en el aparato.

En la memoria de patente alemana nº 25 04 012A se da a conocer un conjunto cortador, particularmente para entallas o ranuras utilizado en la carpintería de madera o plástico que presenta por lo menos una cuchilla de cortador reversible acoplada al cuerpo cortador de manera que en la rotación del mismo el filo cortante de la cuchilla describe un ángulo inferior a 90 grados (aproximadamente 89 grados) con respecto al eje del cortador. La cuchilla de cortador reversible es de un diseño en forma de paralelogramo con un ángulo inferior a aproximadamente 60 grados.

En la patente US nº 4.269.244 se da a conocer un cabezal para desbastado giratorio en forma de plato que presenta unas cuchillas para desbastar desmontables montadas en su periferia circunferencial para rebajar una cara plana en un rollizo u otra pieza de trabajo de madera en la máquina a medida que el cabezal gira con una cara de confrontación a la pieza de trabajo de la misma en un plano paralelo a la dirección del desplazamiento lineal relativo entre el cabezal y la pieza.

Por lo tanto, existe una necesidad de un procedimiento y un aparato para el perfilado de un rollizo que proporcione la formación de superficies más lisas en las esquinas cortadas de este modo y para mantener esta capacidad a pesar del desgaste del aparato.

Exposición de la invención

En consecuencia, la invención proporciona un aparato perfilador y un procedimiento para perfilar un artículo de madera tal como se define en las reivindicaciones.

Por lo tanto, un objetivo principal de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento y un aparato novedosos y mejorados para el perfilado de un rollizo u otro artículo alargado.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento y un aparato de este tipo que proporcionen la formación de superficies más lisas en esquinas cortadas de este modo.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento y un aparato de este tipo que proporcionen el mantenimiento de la capacidad mencionada anteriormente a pesar del desgaste del aparato.

Los objetivos anteriores y otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de la invención, considerada junto con los siguientes dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A es una sección transversal de un rollizo.

La figura 1B es una sección transversal del rollizo de la figura 1A después de haber sido escuadrado.

La figura 1C es una sección transversal del rollizo de la figura 1B después de haber sido perfilado.

La figura 2 es una vista en planta de un primer aparato perfilador de de la técnica anterior.

La figura 3 es una vista parcialmente explosionada de un aparato para el perfilado según la presente invención, que muestra un rotor único y un elemento de montaje preferido.

La figura 4 es una vista lateral del aparato para el perfilado de de la figura 3, por la línea 4-4 de la misma, que muestra cuatro rotores.

La figura 5 es una vista explosionada del elemento de montaje preferido de la figura 3.

La figura 6 es una vista en planta de un aparato perfilador según la presente invención, representado cortando un rollizo.

La figura 7 es una vista en perspectiva simplificada de dos cuchillas para su utilización en el aparato perfilador de la figura 6, representadas en una primera orientación con respecto a una dirección de desplazamiento del rollizo.

La figura 8 es otra vista en perspectiva simplificada de las dos cuchillas de la figura 7, representadas en una segunda dirección con respecto a la orientación de desplazamiento del rollizo.

La figura 9 es una vista en perspectiva simplificada de las dos cuchillas del aparato perfilador de la figura 6, representadas en una configuración preferida en la segunda orientación de la figura 8.

Mejor modo para realizar la invención

En las figuras 3 y 4 se muestra un aparato perfilador 10 según la presente invención. El aparato perfilador está adaptado particularmente para el perfilado de un rollizo; sin embargo, puede utilizarse para el perfilado de cualquier artículo alargado. El término "perfilado" significa fundamentalmente alterar la forma del artículo para algún objetivo de producción. Haciendo referencia de nuevo a las figuras 1B y 1C, generalmente, dicho perfilado implica alterar una forma alargada tal como la esquina redondeada "C_{round}" de un rollizo desbastado en una esquina escuadrada, entrante "C". Esta operación configura el material, designado en la figura 1C mediante la referencia "A", que está situado entre los contornos de las esquinas vecinas C, en una configuración ortorrómbica, o "escuadra" dicho material. Deberá tenerse en cuenta, con todo, que podrían formarse otras formas entrantes, o podrían formarse esquinas que presenten otros ángulos distintos a 90 grados, en el caso que resulte conveniente, y la operación podría realizarse sobre otros artículos alargados distintos de los rollizos sin apartarse de los principios de la invención.

Haciendo referencia a la figura 3, un rotor 12 está provisto de un número conveniente de elementos de montaje 14, tal como cuatro. El rotor puede ser en forma de disco o puede presentar alguna configuración alternativa tal como la que se muestra. Tal como se representa en las dos figuras 3 y 4, el rotor gira alrededor de un eje "R". Como en la figura 2, se alimenta un rollizo desbastado 8 que presenta un eje alargado "L" hacia el rotor a lo largo de una dirección circunferencial "d" que está representada en la figura 4 y que es perpendicular al plano de la figura
5.

Cada elemento de montaje 14 comprende dos soportes 16 y 18. Cada soporte está adaptado para fijar una cuchilla asociada 17 y 19 al elemento de montaje. Las cuchillas pueden ser cualesquiera accesorios de corte que comprendan, por ejemplo, dientes de sierra. El elemento de montaje está adaptado, a su vez, para montarse en el rotor 12. La identificación de unas partes discretas tales como el elemento de montaje y el rotor puede ser un tanto arbitraria puesto que estas partes podrían combinarse en una unidad integral y funcionar de manera idéntica para los fines de la presente invención. Sin embargo, es preferible a menudo prever estos componentes como partes individuales que están adaptadas para ser acopladas entre sí con tornillos o pernos de máquina.

Los soportes 16 y 18 están adaptados para fijar sus respectivas cuchillas al elemento de montaje y para liberar la cuchilla con el fin de permitir retirarla del mismo. Pueden utilizarse cualquiera de varios soportes de la técnica anterior. Un soporte particularmente ventajoso es el que se describe en la patente US nº 5.979.522, que está formado para montar cuchillas comercializadas por Key Knife, Inc., bajo la marca comercial KEYKNIFE.

La figura 5 presenta una vista más detallada de un elemento de montaje preferido 14 tal como se representa en la figura 3. Las cuchillas 17 y 19 presentan los respectivos filos 20 y 22. La cuchilla 17 se monta mediante el soporte 16 en el elemento de montaje 14 de manera que el filo 20 se extiende paralelo al eje de rotación "R" del rotor. La cuchilla 19 se monta mediante el soporte 18 en el elemento de montaje de manera que el filo 22 se dispone en un plano de rotación del rotor. Los filos 20 y 22 se disponen generalmente para que formen un ángulo de 90º entre sí, para el corte de una esquina a escuadra C.

Haciendo referencia particularmente a la figura 5, las cuchillas están adaptadas preferentemente de manera que un lado posterior de la cuchilla 17 está en contacto con una superficie lateral 27 de la cuchilla 19 para formar una esquina en inglete. Para este fin, la superficie lateral 27 de la cuchilla 19 está en ángulo de manera oblicua con respecto al filo 22, y para cortar las esquinas opuestas C, pueden preverse, por lo tanto, versiones a la izquierda y a la derecha del ángulo y, por lo tanto, de la cuchilla 19.

Los filos determinan unas líneas compuestas por varios puntos. La acción de corte de cada cuchilla crea unas respectivas superficies, generalmente aunque no necesariamente planas, debido al progreso de los filos a través del trabajo como consecuencia del movimiento relativo entre los mismos. Similarmente, la acción de corte resultante de un punto particular en un filo crea una línea, generalmente aunque no necesariamente recta, debida al movimiento relativo. En la presente invención, el elemento de montaje está configurado de manera que por lo menos uno de los puntos en uno de los filos está en la proximidad de por lo menos uno de los puntos en el otro filo. Preferentemente, estos puntos son puntos extremos "O" de los respectivos filos y, preferentemente, estos puntos están en contacto entre sí tal como se muestra en la figura 3.

Particularmente, en el caso de que los filos se llevan a la coincidencia de proximidad en sus puntos extremos "O", es decir, sus puntas, se ha encontrado que esta coincidencia es preferentemente no mayor de aproximadamente 0,32 cm (1/8'') para una minimización de las irregularidades superficiales tales como "ondulaciones" y rebabas, siendo un límite exterior más conveniente de 0,16 cm (1/16'') para la práctica comercial. También se ha hallado que la disminución del tamaño de las rebabas permite generalmente una mayor separación entre los puntos con el fin de minimizar las ondulaciones, pero la generación de rebabas no se afecta sustancialmente. Ni a las ondulaciones ni a la generación de rebabas les afecta sustancialmente el tamaño de las cuchillas.

Además de reconocer que es importante disponer las cuchillas en una relación de proximidad de punta con punta para mejorar el acabado del corte, los presentes inventores también han reconocido la importancia de prever el mantenimiento de una relación de este tipo durante la utilización del aparato. A un elemento de montaje se fija generalmente una cuchilla de desbastar mediante un soporte de cuchilla, por ejemplo, un perno que se extiende a través del soporte de cuchilla hacia el elemento de montaje o el rotor. Durante la utilización del aparato, puede aflojarse el perno, lo que permite a la cuchilla un poco de amplitud para deslizarse hacia atrás con respecto a la dirección de rotación. En el caso de que dos cuchillas que están dispuestas en relación de contacto de punta con punta se deslicen en cantidades desiguales, se desarrolla un espacio intermedio entre ambas. Además, cualquier espacio intermedio formado de este modo puede rellenarse con residuos del rollizo, haciendo este relleno que las cuchillas se separen cada vez más entre sí durante una utilización continuada.

Según la invención, se proporcionan en las cuchillas 17 y 19 y el elemento de montaje 14 unas características de acoplamiento correspondiente, para bloquear sustancialmente dichas cuchillas en una posición seleccionada con respecto al mismo, para mantener una relación de contacto de las puntas de las cuchillas incluso cuando la fuerza de fijación para sujetar la cuchilla ejercida por los soportes 16 y 18 en el elemento de montaje se reduce a cero.

La figura 5 muestra una estructura preferida para este fin. En la estructura preferida, cada una de las cuchillas 17 y 19 incluye un chavetero 15, y el elemento de montaje 14 incluye unas correspondientes chavetas 32 y 34 que están adaptadas para ajustarse estrechamente en los chaveteros 15 de las cuchillas. Los chaveteros y las chavetas 32 y 34 se adaptan de manera que el enclavamiento de las ranuras de chaveta y las chavetas evita el desplazamiento de las cuchillas en una dirección perpendicular a sus filos, o en la dirección de rotación del elemento de montaje. En la estructura de montaje preferida, los chaveteros son ranuras formadas en las cuchillas que se extienden paralelas a sus filos tal como se muestra y se describe más detalladamente en el documento US nº 4.850.408 de Carpenter et al.

Disponer el bloqueo de las cuchillas en el elemento de montaje en lugar de en los soportes 16 y 18 mantiene sus posiciones relativas. Los soportes se someten a un aflojamiento debido a que están particularmente adaptados para aplicar una fuerza de fijación a las cuchillas que debe poderse retirar con el fin de sustituir dichas cuchillas.

La firmeza del ajuste entre las chavetas y los chaveteros se permite que varíe según la separación admisible de las puntas de las cuchillas. Preferentemente para mantener una relación sustancialmente de contacto de las puntas de las cuchillas, las chavetas deberán ajustarse en los chaveteros según una tolerancia inferior a aproximadamente 0,038 cm (0,015'').

Alternativamente, podrían proporcionarse otras características de acoplamiento correspondiente en las cuchillas y el elemento de montaje para obtener el resultado de bloquear sustancialmente las cuchillas entre sí, tal como apreciará inmediatamente el experto en la materia. Por ejemplo, pueden preverse otras formas de chavetas y chaveteros, tales como formas en "V", resaltes o nervaduras en cualquiera de los dos elementos. Como otro ejemplo de características de acoplamiento correspondiente a chaveta, podría preverse una combinación de pasador y abertura. Como un ejemplo de característica de acoplamiento sin chaveta, podría utilizarse un "tope posterior" no desmontable o si no rígidamente acoplado a la cuchilla. Dicho tope posterior se utilizaría junto con la característica de acoplamiento correspondiente determinada por la superficie posterior de la cuchilla tal como se determina por la dirección de rotación de la cuchilla. Las características de acoplamiento correspondiente pueden ser a chaveta o sin chaveta según los principios de la invención.

Preferentemente, el elemento de montaje 14 está formado por una única pieza de metal, para mejorar la seguridad con la cual se mantiene la relación de las cuchillas. Sin embargo, esto no es esencial para la ventaja proporcionada por la presente invención.

Volviendo a la figura 6, en la misma el aparato perfilador 10 se muestra en una configuración característica. El rollizo 8 se representa en alzado cuando se desplaza en una dirección "d" que es sustancialmente a lo largo del eje longitudinal del rollizo. El grano "g" del rollizo está determinado aproximadamente por una serie de cilindros concéntricos que presentan sus ejes en la dirección "d". El rotor 12 se representa provisto de tres elementos de montaje 14, y el eje de rotación "R" del rotor es perpendicular a la dirección "d". En el corte del rollizo a lo largo de su dirección "d", las cuchillas penetran en el rollizo en el punto "D", alcanzan una profundidad máxima de penetración en el punto "E" y salen del rollizo en el punto "F".

Los inventores han reconocido que el corte de esquinas limpias y bien definidas "C" tal como se muestra en la figura 1C, resulta más ventajoso para evitar cortar la madera con cualquiera de los dos filos 20 ó 22 paralelos al grano "g". Esta medida es para evitar el "arrastre" de las fibras que componen el grano.

Tal como se representa en la figura 6, la cuchilla 17 se extiende en el plano del papel y, por lo tanto, su filo 20 está siempre perpendicular al grano. Sin embargo, el ángulo que hace el filo 22 con respecto al grano cambia a lo largo de su recorrido de "D" a "E" a "F". Esto puede apreciarse comparando las figuras 7 y 8. Tanto en la figura 7 como en la figura 8, las cuchillas 17 y 19 se representan en una configuración para el corte de esquinas escuadradas "C", en las que el ángulo \Theta entre los filos 20 y 22 es de 90 grados. Sin embargo, en la figura 7, se representan las cuchillas con respecto a la dirección "d" de desplazamiento del rollizo cuando éstas aparecerían en el punto "D", mientras que en la figura 8, se representan las cuchillas con respecto a "d" cuando éstas entrarían en el punto "E" en la figura 6. En el punto "E" (figura 8), los dos filos 20 y 22 están perpendiculares a la dirección de desplazamiento "d" y, por lo tanto, perpendiculares al grano. Sin embargo, en el punto "D" (figura 7), el filo 22 está paralelo al grano. Esto no es conveniente.

Volviendo a la figura 9, la presente invención proporciona un ángulo seleccionado \Phi entre el filo 22 y la línea "s" determinada como perpendicular a la dirección de desplazamiento "d" y al eje de rotación en el punto "E". Tal como se aprecia mejor en la figura 6, el ángulo \Phi se determina preferentemente construyendo una línea radial que se extienda desde las puntas de las cuchillas 17 y 19 al centro del rotor "R", obteniéndose el mismo resultado proyectando, en un plano perpendicular al eje de rotación, la línea que se extiende desde las puntas de las cuchillas a cualquier punto del eje de rotación.

Una variación angular "v" del ángulo \Phi en las puntas de las cuchillas se encuentra preferentemente en el intervalo de aproximadamente +/- 15 grados. Tal como puede apreciarse inspeccionando la figura 6 y considerando el objetivo de minimizar el paralelismo con el grano "g", resulta generalmente conveniente que el ángulo \Phi sea mayor en el caso de que la profundidad de penetración "d_{c}" en el rollizo (figura 6), en comparación con el radio "r" del arco desplazado por las puntas de las cuchillas, sea mayor.

La consideración del ángulo \Phi es sustancialmente independiente de la elección del ángulo \Theta. Por ejemplo, las proyecciones de los filos 20 y 22 en la dirección de rotación del elemento de montaje 14 que es responsable de la forma de la esquina "C" (figura 1) permanecen 90 grados separadas sin tener en cuenta la elección del ángulo \Phi.

Debe reconocerse que, aunque se han mostrado y descrito como preferidos un procedimiento y un aparato particulares para el perfilado de un rollizo, podrían utilizarse otras configuraciones, además de las configuraciones ya mencionadas, sin apartarse por ello de los principios de la invención. Por otra parte, no existe ninguna intención de limitar la invención para su utilización en aparatos perfiladores en los que puede haber otras aplicaciones que impliquen consideraciones similares para las que la presente invención proporciona unas ventajas similares.

Los términos que se han empleado en la exposición anterior se utilizan en la presente memoria como términos descriptivos y no limitativos, y no existe ninguna intención de que la utilización de dichos términos y expresiones excluyan los equivalentes de las características representadas y descritas o partes de las mismas, reconociéndose que el alcance de la invención está determinado y limitado únicamente por las reivindicaciones siguientes.

Claims (5)

1. Aparato perfilador (10) adaptado para hacer girar una pluralidad de cuchillas de corte (17, 19) que presentan unos respectivos filos (20, 22) alrededor de un eje de rotación (R), comprendiendo el aparato un elemento de montaje (14) adaptado para montar dos de las cuchillas (17, 19) de manera que el filo (22) de una cuchilla (19) de dichas dos cuchillas se disponga sustancialmente en un plano perpendicular a dicho eje de rotación (R) y el filo (20) de la otra cuchilla (17) de dichas dos cuchillas esté paralelo a dicho eje de rotación (R), caracterizado porque dicho elemento de montaje (14) está adaptado además para montar dichas dos cuchillas (17, 19) de manera que una punta de dicha una cuchilla y una punta de dicha otra cuchilla estén sustancialmente en contacto entre sí.

2. Aparato perfilador según la reivindicación 1, en el que el elemento de montaje está adaptado para montar dichas dos cuchillas de manera que el filo (22) de dicha una cuchilla (19) de dichas dos cuchillas se disponga dentro de una variación angular de más o menos 15 grados, tomada sobre una primera punta más exterior radialmente de dicha una cuchilla, desde una línea que se extiende desde dicha primera punta hasta dicho eje de rotación.

3. Aparato perfilador según la reivindicación 2, en el que dicho elemento de montaje está adaptado para montar dicha una cuchilla de manera que el filo de la misma se disponga sustancialmente en dicha línea.

4. Aparato perfilador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho filo (22) de dicha una cuchilla (19) de dichas dos cuchillas define un ángulo con respecto a un lado inmediatamente adyacente de la misma que se diferencia sustancialmente en 90 grados.

5. Procedimiento para el perfilado de un artículo de madera, que comprende prever una primera cuchilla (19) que presenta un filo (22) y una segunda cuchilla (17) que presenta un filo (20), girando la primera cuchilla (19) alrededor de un eje de rotación (R), orientando la primera cuchilla (19) de manera que dicho filo (22) de la misma se disponga sustancialmente en un plano perpendicular a dicho eje de rotación (R), disponiendo dicha segunda cuchilla (17) de manera que dicho filo (20) de la misma esté sustancialmente paralelo a dicho eje de rotación (R) y alimentando el artículo de madera contra dicha primera cuchilla (19) en una dirección de alimentación perpendicular a dicho eje de rotación (R), caracterizado porque dicha segunda cuchilla (17) se dispone con respecto a dicha primera cuchilla (19) de manera que sus respectivas puntas están sustancialmente en contacto entre sí y porque dicho filo (22) de la primera cuchilla (19), en un punto de entrada de dicha primera cuchilla (19) en el artículo de madera, forma un ángulo sustancialmente distinto de cero con respecto a la dirección del grano en el artículo de madera.