APARATO DE ELECTROPULIDO OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un aparato de electropulido que presenta ventajas características de novedad, que se describirán en detalle más adelante, las cuales suponen una alternativa en el estado actual de la técnica.

El objeto de la presente invención recae, en un aparato de electropulido diseñado especialmente, pero no exclusivamente, para la aplicación de un proceso patentado de electropulido.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación y terminación de piezas mediante electropulido, para cualesquiera campos de aplicación, pero especialmente para el sector de fabricación de implantes dentales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar la patente española de número de solicitud P201630542 relativa a un proceso de electropulido y cuya descripción se incorpora por referencia a esta solicitud.

El proceso de la patente anteriormente citada está desarrollado para el alisado y pulido de metales (por ejemplo, una aleación de cromo y cobalto) por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres. La patente también se refiere a los cuerpos sólidos eléctricamente conductores para que sirvan para llevar a cabo dicho proceso. Concretamente, el proceso para alisado y pulido de piezas metálicas está basado en el transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres de reducido tamaño, eléctricamente conductores, y en un entorno gaseoso. La pieza metálica a pulir se dispone a un polo de una fuente de alimentación eléctrica, generalmente el positivo. Los cuerpos sólidos se desplazan por el entorno gaseoso desde el polo contrario. La patente incluye los cuerpos sólidos, que comprenden en su interior una cierta cantidad de electrolito.

Este proceso de electropulido presenta numerosas ventajas en cuanto a calidad final, por lo que se requiere un aparato capacitado para llevar a cabo ese procedimiento de la forma más eficaz posible.

Pues bien, el objetivo de la presente invención es desarrollar un aparato de electropulido especialmente concebido para aprovechar el procedimiento novedoso citado, debiendo señalarse que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún otro dispositivo que presente características técnicas o estructurales iguales o semejantes a las que presenta el que ahora propone y según se reivindica.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El aparato de electropulido que la invención propone se configura, pues, como una novedad dentro de su campo de aplicación, estando los detalles caracterizadores que lo distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva. Concretamente, lo que la invención propone, como se ha señalado antenormente, es un aparato de electropulido que comprende unos medios para provocar un contacto entre unas piezas metálicas (4) a pulir cargadas eléctricamente y al menos un cuerpo sólido libre eléctricamente conductor cargado eléctricamente con el signo contrario.

En algunas realizaciones de la invención, la carga de la pieza a pulir se produce mediante la conexión a un polo eléctrico, mientras que la carga de los cuerpos sólidos se obtiene mediante el contacto con un polo eléctrico de signo contrario. En algunos casos, la pieza y/o el cuerpo sólido se cargan eléctricamente de forma previa al proceso de pulido.

En algunas realizaciones el proceso de contacto entre pieza y cuerpo sólido incluye un proceso de fricción.

Preferentemente, el aparato de electropulido comprende:

• Un medio de posicionamiento de la pieza o piezas a pulir, y

• unos medios de movimiento relativo entre la pieza o piezas (4) y el cuerpo o conjunto de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores con el fin de producir el contacto mútuo entre pieza y cuerpo o cuerpos.

• Un medio electrificante para transferir carga eléctrica de signo contrario a la pieza o piezas a pulir y al cuerpo o cuerpos sólidos libres conductores, respectivamente.

En algunas realizaciones de la invención, el posicionamiento se produce mediante una o más sujeciones para piezas metálicas. En algunos casos, dicho medio de sujeción incluye un contacto con un polo de un generador eléctrico que carga eléctricamente la pieza a pulir. Preferentemente, el proceso de contacto producido mediante el movimiento relativo entre pieza y cuerpo introducirá un proceso de fricción entre ambos elementos.

En algunos casos, además de los medios de posicionamiento y movimiento relativo, el aparato de electropulido incorporará un recipiente contenedor (como por ejemplo un vaso, cuba, depósito o tanque) que agrupe una pluralidad de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores. Dicho recipiente incorpora al menos una abertura a través de la cual se introduce la pieza o piezas a pulir y los cuerpos sólidos libres. En algunos modos de la invención, dicho recipiente incorpora también un elemento interior eléctricamente conductor que se configura como ánodo o cátodo dependiendo de si está conectado a un polo eléctrico positivo o negativo, apto para contactar con el conjunto de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores dispuesto en el interior de dicho recipiente. Dicho elemento interior conductor recubrirá, en algunos casos, total o parcialmente el interior del recipiente.

En algunas realizaciones de la invención, el medio de posicionamiento de la pieza permite desplazar su posición creando un movimiento relativo respecto al cuerpo o cuerpos sólidos libres. Dicho movimiento relativo incluye movimientos de traslación y/o rotación. Dichos movimientos de traslación y/o rotación pueden combinarse en uno o varios movimientos de tipo cíclico, aleatorio o mixtos (es decir, que combinen uno o más movimientos cíclicos con uno o más movimientos aleatorios). En algunos casos el medio de posicionamiento puede incluir un medio de sujeción que incorpora un soporte móvil mediante el cual se obtiene el movimiento relativo. Por ejemplo, dicho medio de sujeción puede incorporar un brazo robótico que permita un posicionamiento y movimiento de la pieza en cualquier dirección y ángulo en seis grados de libertad, incluyendo movimientos de traslación y rotación en tres ejes ortogonales (incluyendo rotación de guiñada, cabeceo y alabeo).

La invención incluye una pluralidad de formas de realizar un desplazamiento cíclico, aleatorio o mixto, incluyendo los movimientos de rotación, traslación o combinado. Por ejemplo, en una realización preferida, el movimiento cíclico incorpora un movimiento orbital. Dicho movimiento orbital produce un desplazamiento sustancialmente elíptico (incluyendo la posibilidad de un movimiento circular) alrededor de un punto de referencia, manteniendo la orientación de la pieza fija respecto a un punto externo situado en el infinito. En otros ejemplos de realizaciones, dicho movimiento es de tipo planetario, es decir, un movimiento orbital en el que además la pieza experimenta una rotación sobre un eje que pasa por la misma pieza. En algunos ejemplos de la invención, además de un movimiento orbital o planetario, el sistema de posicionamiento incorporará movimientos de tipo oscilante, como por ejemplo movimientos de guiñada, cabaceo y/o alabeo que se superponen a los de traslación y rotación propios del sistema orbital o planetario.

Más adelante se darán ejemplos no limitativos del movimiento relativo entre las piezas metálicas y el conjunto de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores que provoca el contacto y en particular, la fricción. En algunas realizaciones de la invención, es el recipiente quien realiza los movimientos citados (por ejemplo, cíclicos o aleatorios) en lugar del elemento de sujeción.

Preferentemente el medio de sujeción de las piezas comprende un vástago o brazo y al menos una sujeción (como por ejemplo mordazas o pinzas conductoras) para una o varias piezas. En dichos casos la fricción entre las piezas metálicas a pulir y el conjunto de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores es provocada por un movimiento, (por ejemplo un movimiento orbital, planetario y/o oscilante) de las piezas respecto un eje. En algunas realizaciones, el medio electrificante incluye un sistema de conexión eléctrica en una o más sujeciones que sujetan y a la vez conectan la pieza con el polo eléctrico opuesto (cátodo generalmente) al del elemento interior eléctricamente conductor del recipiente. En una realización aún más preferente, el movimiento de las piezas respecto al eje está caracterizado porque no implica una variación de la orientación de las piezas respecto a un punto de referencia en el infinito, como, por ejemplo, un movimiento orbital. Este movimiento se consigue por ejemplo haciendo orbitar las piezas a pulir respecto al eje y, simultáneamente, haciéndolas rotar sobre sí mismas, en sentido contrario, en paralelo al eje orbital y a la misma frecuencia. Esta realización tiene el efecto técnico de pulir de una manera sustancialmente homogénea todas los caras de la pieza a excepción de la cara superior e inferior, entendiendo como cara inferior y superior aquellas que se mueven paralelas al plano orbital.

En otra realización preferente, el movimiento orbital de las piezas respecto al eje está caracterizado porque implica una variación de la orientación de las piezas respecto a un punto de referencia en el infinito. Esta realización beneficia el pulimiento de ciertos lados de la pieza, circunstancia beneficiosa en ciertos casos como en el caso de piezas con simetría de revolución como por ejemplo aros, anillos o esferas.

En cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, el aparato de electropulido comprende, en algunos casos, un actuador que permite un movimiento de traslación rectilíneo o sustancialmente rectilíneo, alternante y perpendicular o sustancialmente perpendicular respecto al plano de la órbita de las piezas . A tal efecto el elemento de sujeción puede comprender una guía vertical y el vástago ser móvil (manualmente o por actuador) sobre la guía. Este movimiento permite un pulimiento de la cara superior e inferior de la pieza. A lo largo de la descripción los términos relativos utilizados tales como superior, inferior, arriba, abajo, vertical, horizontal se refieren siempre respecto al plano del movimiento orbital o planetario, que en algunas realizaciones preferidas será sustancialmente paralela al suelo. En cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, el aparato de electropulido comprende en algunos casos, medios para generar una vibración que provoque un movimiento relativo entre los cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores. Dicha vibración puede aplicar al medio de posicionamiento, al contenedor o recipiente de cuerpos sólidos libres, o a ambos. La vibración se genera en algunas realizaciones de la invención, por ejemplo, mediante una mesa vibradora sobre la cual se instala el aparato de electropulido. Dicho movimiento relativo entre los cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores provoca que la fuerza de fricción entre los cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores y las piezas metálicas sea menor y más homogénea. En algunas realizaciones, la vibración se produce para estimular la circulación de los cuerpos sólidos libres, fomentando que la distribución de cuerpos que interaccionan por contacto y o fricción con la pieza o piezas a pulir, sea lo más homogénea posible. Preferentemente la invención incluye en algunas realizaciones medios de control y barrido de la amplitud y frecuencia de la vibración de los cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores para adaptar el tipo de vibración a las características de las piezas a pulir. En cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, el aparato de electropulido comprende en algunos casos medios para generar una vibración de las piezas a pulir dentro de la cuba. Preferentemente existe medios de control de la amplitud y frecuencia de la vibración para ajustar la misma dependiendo de las piezas a pulir. En cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, el aparato de electropulido comprende en algunos casos, unos cepillos impulsores rotativos y lineales de cuerpos sólidos eléctricamente conductores. Estos cepillos contribuyen al pulido de interiores, canales o cavidades de las piezas a pulir.

Para evitar la fuga de electrolito, con los cuerpos sólidos, en algunas realizaciones de la invención se dispondrá una junta sellante en la abertura del recipiente. Más aún, el conjunto del aparato incluye en algunos casos, una carcasa exterior de protección.

En algunas realizaciones, el medio de electrificación incluye un generador eléctrico para cargar eléctricamente los cuerpos sólidos libres conductores, preferentemente con carga negativa. En una realización alternativa, los medios para provocar un contacto (como por ejemplo una fricción) entre las piezas metálicas a pulir conectadas a un polo eléctrico y al menos un cuerpo sólido libre eléctricamente conductor conectado al polo eléctrico contrario es un aplicador que proyecta contra las piezas metálicas los cuerpos sólidos eléctricamente conductores. En otras realizaciones, el aplicador que proyecta los cuerpos es eléctricamente neutro y dichos cuerpos se introducen en el aplicador habiéndose cargado previamente mediante el medio de electrificación.

El aparato de electropulido descrito consiste, pues, en una estructura innovadora de características desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina, razones que, unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de una hoja de planos en la que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1 .- Muestra una vista general en perspectiva de un ejemplo del aparato de electropulido sin carcasa, objeto de la invención, apreciándose las partes y elementos que comprende y la configuración y disposición de las mismas. En esta figura se ha representado el extremo inferior del elemento de sujeción, que podría no ser visible por ser el recipiente opaco.

La figura número 2.- Muestra una vista general en perspectiva de un extremo de un elemento de sujeción del aparato de electropulido, objeto de la invención, con una serie de piezas preparadas para su tratamiento. En la vista se aprecian las partes y elementos que comprende y la configuración y disposición de las mismas. La figura número 3.- Muestra un esquema del aparato de electropulido donde los medios para provocar un contacto es un aplicador (14) que proyecta contra las piezas (4) metálicas los cuerpos sólidos eléctricamente conductores y donde el recipiente (1 ) y el aplicador (14 )van girando mientras que la pieza (4) a pulir esta en reposo.

La figura número 4.- Muestra un esquema del aparato de electropulido donde los medios para provocar un contacto es un aplicador (14) que proyecta contra las piezas (4) metálicas los cuerpos sólidos eléctricamente conductores y donde el recipiente (1 ) y el aplicador (14)están en reposo mientras que la pieza (4) a pulir está en movimiento. La figura número 5.- Muestra un esquema del aparato de electropulido donde los medios para provocar un contacto es un aplicador (14) que proyecta contra las piezas (4) metálicas los cuerpos sólidos eléctricamente conductores y donde la pieza a pulir está vibrando.

La figura número 6.- Muestra un esquema del aparato de electropulido donde los medios para provocar un contacto es un aplicador (14) que proyecta contra las piezas (4) metálicas los cuerpos sólidos eléctricamente conductores que además comprende cepillos impulsores rotativos (13). En esta realización se muestra la pieza (4) en vibración y el aplicador junto con los cepillos en movimiento.

La figura número 7.- Muestra un esquema del aparato de electropulido donde los medios de sujeción son brazo robótico (2) que permite un posicionamiento y movimiento de la pieza (4). En este caso se ha representado una realización donde la pieza (4) tiene movimiento y el recipiente (1 ) está en posición de reposo y donde tanto la pieza (4) como el recipiente (1 ) están en vibración. La figura número 8.- Muestra un esquema del aparato de electropulido donde los medios de sujeción son brazo robótico (2) que permite un posicionamiento y movimiento de la pieza (4). En este caso se ha representado una realización donde la pieza (4) está en reposo y el recipiente (1 ) está en posición de movimiento y donde tanto la pieza (4) como el recipiente (1 ) están en vibración.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de la descrita figura 1 , y de acuerdo con la numeración adoptada en ella, se puede apreciar cómo en una realización preferente el aparato de electropulido comprende: un recipiente (1 ) con al menos una abertura que comprende un elemento interior eléctricamente conductor que se configura como ánodo o cátodo dependiendo de si está conectado a un polo eléctrico positivo o negativo; apto el elemento interior eléctricamente conductor para contactar con un conjunto de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores dispuesto en su interior,

un medio de sujeción (2) de las piezas (4) con una o más sujeciones (3) para piezas (4) metálicas, de forma que cada sujeción (3) conecta la pieza (4) con el polo eléctrico opuesto al del elemento interior eléctricamente conductor, y

unos medios para producir una fricción entre las piezas metálicas (4) a pulir y el conjunto de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores.

Preferentemente el medio de sujeción (2) de las piezas (4) comprende un vástago (9) y al menos una sujeción (3) para una pieza (4) y porque la fricción entre las piezas metálicas (4) a pulir y el conjunto de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores es provocada por un movimiento orbital de las piezas (4) respecto al eje.

En una realización aún más preferente, el movimiento orbital de las piezas (4) respecto al eje está caracterizado porque no implica una variación de la orientación de las piezas (4) respecto a un punto de referencia en el infinito. Esta realización tiene el efecto técnico de pulir de una manera homogénea todos los lados de la pieza a excepción del superior inferior.

En otra realización preferente, no compatible con la realización anterior, el movimiento orbital de las piezas (4) respecto al eje está caracterizado porque implica una variación de la orientación de las piezas (4) respecto a un punto de referencia en el infinito. Esta realización beneficia el pulimiento de ciertos lados de la pieza, circunstancia beneficiosa en ciertos casos como en el caso de los anillos.

En una o varias de las realizaciones descritas anteriormente, el aparato de electropulido comprende un actuador que permite un movimiento de traslación rectilíneo, alternativo y perpendicular respecto al plano de la órbita de las piezas (4). Este movimiento permite un pulimiento las lados superior e inferior de la pieza (4). En una o varias de las realizaciones descritas anteriormente, el aparato de electropulido comprende medios para generar una vibración que provoque un movimiento relativo entre los cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores. Dicho movimiento relativo entre los cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores que provoca que la fuerza de fricción entre los cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores y las piezas metálicas (4) sea menor y más homogénea.

El número de sujeciones (3) dependerá entre otros factores, del tamaño de las piezas (4) a pulir y de la complejidad de su forma. Si posee concavidades o es muy angulosa, puede ser necesario disponer menos piezas (4) en cada lote. En la figura 2 se muestran seis sujeciones (3) como ejemplo particular.

El medio de sujeción (2) y el recipiente ( ) tienen un movimiento relativo de giro y/o traslación, cíclico para poder realizar varias pasadas, que puede ser producido por el desplazamiento del medio de sujeción (2), tal y como se ha representado en las figuras, o por el desplazamiento del recipiente.

En el caso mostrado en las figuras, el aparato posee un soporte (5) del medio de sujeción (2) móvil por estar situado de forma excéntrica sobre dos ruedas (6) dentadas que giran solidariamente gracias a una correa (7). En este caso, las piezas (4) realizan un movimiento orbital respecto al eje que no implica una variación de la orientación de las mismas respecto a un punto de referencia en el infinitivo. Este movimiento se consigue por haciendo orbitar las piezas a pulir respecto al eje y, simultáneamente, haciéndolas rotar sobre sí mismas, en sentido contrario, en paralelo al eje orbital y a la misma frecuencia. El movimiento en sentido contrario de la rotación ha de considerarse entre las ruedas dentadas unidas por la correa y los dos ejes que articulan la placa que soporta las piezas a pulir.

Igualmente, en otras realizaciones no mostradas, el soporte (5) puede corresponder a un piñón interior en un engranaje interno o planetario. En otra realización, tampoco mostrada, es el recipiente (1 ) la que se mueve por estar montada en un soporte similar al descrito.

Puede ser interesante que la sujeción (3) pueda rotar sobre un eje horizontal respecto al suelo, o sensiblemente horizontal respecto al suelo, para escoger la mejor orientación de la pieza (4). Esa rotación puede ser manual, según se instalan las piezas (4) en las sujeciones (3), o automática y simultánea con el movimiento relativo entre el recipiente (1 ) y el elemento de sujeción (2).

Por otro lado, el medio de sujeción (2) se compone de una guía (8) vertical respecto al suelo y un vástago (9) móvil sobre la guía (8) para poder variar la altura del mismo. Así se puede variar la altura sobre el fondo del recipiente (1 ) a la que se colocan las piezas (4), o extraerlas del recipiente (1 ). El vástago (9) por lo tanto es móvil sobre la guía (8), ya sea de forma manual o automática por un actuador (10) (un cilindro hidráulico, un sistema de piñón y cremallera,... ). Por su parte, el recipiente (1 ) es vibrador, por ejemplo por estar dispuesta sobre una mesa (1 1 ) vibradora. Esa mesa (1 1 ) puede estar soportada sobre un medio de suspensión flexible, como por ejemplo muelles o tacos elásticos (12),, dentro del aparato para evitar transmitir la vibración al resto del aparato. La mesa (1 1 ) puede vibrar por cualquier método conocido, por ejemplo por comprender uno o más elementos excéntricos conectados a un rotor.

Todo el aparato está preferiblemente introducido en una carcasa como medida de seguridad. Por esa misma razón, la abertura superior del recipiente (1 ) podrá disponer de una junta sellante (no mostrada) que retenga el electrolito dentro del recipiente, pero permitiendo el paso del elemento de sujeción (2) y las piezas (4).

En operación, el usuario introduce en el recipiente (1 ) la cantidad necesaria de electrolito que porta los cuerpos sólidos conductores libres. Se conecta la corriente eléctrica y se inicia la vibración del recipiente(l ) para facilitar un contacto homogéneo entre las piezas a pulir y los cuerpos sólidos conductores libres. En paralelo se produce el movimiento relativo entre el elemento de sujeción (2) y el recipiente (1 ) para variar la posición de las piezas (4) y pulir toda su superficie.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otros modos de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.