PT923419E - Processo para remover impurezas liquidas e/ou solidas que aderem a uma peca em curso de fabrico em especial oleos ou emulsoes nos quais podem conter-se impurezas solidas em especial aparas e dispositivo para a realizacao do processo - Google Patents

Description

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Descrição “Processo para remover impurezas líquidas e/ou sólidas que aderem a uma peça em curso de fabrico, em especial óleos ou emulsões, nos quais podem conter-se impurezas sólidas, em especial aparas, e dispositivo para a realização do processo” A invenção refere-se a um processo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e a um dispositivo, correspondente, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 7.

As peças em curso de fabrico, tais como peças de máquinas são, em especial depois de um trabalho com arranque de aparas, antes da operação de trabalho seguinte ou antes da montagem ou da expedição, limpas de líquidos aderentes, na forma de óleos ou emulsões, e outras impurezas aderentes, tais como aparas e o pó de amolação. De acordo com o estado da técnica, são usuais diferentes processos.

Num primeiro processo, amplamente utilizado e portanto conhecido na prática, a peça em curso de fabrico é lavada num dispositivo de lavagem, num líquido de lavagem apropriado, a maior partes das vezes aquecido e contendo muitas vezes produtos solventes e, em seguida, é seca e, se for necessário tratada com um produto apropriado, para protecção contra a corrosão, por exemplo aspergida finamente com óleo. Neste processo e neste dispositivo, é inconveniente, em especial, o elevado consumo de energia, resultante, por um lado do tratamento com um líquido aquecido e, por outro lado da secagem necessária da peça em curso de fabrico por meio de um fornecimento de calor. Além disso, por razões de protecção do ambiente, é necessário um tratamento complicado e caro e a purificação do líquido da lavagem.

Da patente US 3 989 537 são conhecidos um processo e um dispositivo para a limpeza, por vibração, de blocos de motores e peças análogas, de resíduos de fundição e de trabalho. De acordo com este processo conhecido, a peça em curso de fabrico é movida com oscilações de torsão ressonantes, em tomo de um eixo longitudinal. A peça pode ser simultaneamente rodada para fazer com que os detritos soltos das paredes da peça devido às oscilações possam sair dos espaços ocos da peça. Além disso, descreve-se uma instalação de limpeza por vibração, que apresenta uma armação, apoiada rotativamente de maneira elástica, para a fixação e a rotação de um bloco de motor. No bloco de motor é colocado um pequeno oscilador de excêntrico, que pode ser accionado por um motor e posto em oscilação de ressonância.

Neste estado da técnica, pode considerar-se como inconveniente o facto de, com a mesma, apenas poderem limpar-se peças que estão completamente ou, pelo menos preponderantemente secas. Peças nas quais há líquidos, por exemplo óleo, aderentes não podem deste modo ser limpas ou completamente limpas, visto que por meio das oscilações produzidas os líquidos, bem como as partículas com eles ligadas, não podem ser soltos da peça. A patente US 4 381 577 descreve um dispositivo para a remoção de partículas de sujidade, de furos ou espaços ocos em peças em curso de fabrico. Para isso, põe-se a peça em oscilação, enquanto simultaneamente se sopra ar para o interior do furo ou do espaço oco, pretendendo-se desse modo retirar as partículas de sujidade aí existentes do interior da peça. A remoção de partículas de sujidade e mesmo de líquidos é de facto desse modo possível do interior das peças, mas as partículas e os líquidos retirados, devido à sopragem, saem para o meio ambiente de uma maneira descontrolada. Isso tem como consequência a poluição ambiental, o que é indesejado e mesmo prejudicial. A patente US 5 145 297 apresenta um dispositivo e um processo para a remoção de pó e materiais em partículas de uma peça trabalhada, por meio de aspiração. Numa forma de realização do respectivo dispositivo, prevê-se uma conduta de aspiração, com uma tubeira de aspiração na sua extremidade, apresentando a tubeira de aspiração, no seu lado de tipo, peças distanciadoras com as quais pode encostar-se a tubeira aspiradora à peça a limpar. Previu-se nesse caso que a tubeira de aspiração pode ser levada à peça, de baixo para cima. Este dispositivo conhecido compreende, além disso, uma tubeira de sopragem incorporada na tubeira de aspiração, através da qual pode soprar-se um gás ionizado, por meio do qual se neutralizam as cargas electrostásticas do material em partículas, a aspirar, que devem portanto tomar-se inactivas. Adicionalmente, pode aplicar-se um gerador de oscilações na superfície da peça, oposta à tubeira de aspiração, para ajudar a limpeza.

Neste estado da técnica conhecido, considera-se como inconveniente o facto de o dispositivo e o processo serem apropriados apenas para a remoção de sujidades secas de uma peça; para a remoção de sujidades líquidas, em especial óleos e emulsões viscosos e fortemente aderentes, este processo e este dispositivo não são apropriados. A tubeira de aspiração não tem qualquer possibilidade de adaptação ao contorno da peça, de modo que só as sujidades constituídas por partículas que se desprendam facilmente, aderentes à peça com uma força de aderência reduzida, podem ser removidas. Devido ao facto de o gerador de oscilações ser colocado solto na peça a limpar, não pode além disso garantir-se na peça senão oscilações aleatórias e não reprodutíveis.

Finalmente, são conhecidos da patente WO 96/24 462 um processo e um dispositivo para a remoção de aparas, de peças trabalhadas. A peça é neste caso montada num suporte e este suporte é posto em oscilação de modo que a peça é afastada momentaneamente do suporte e em seguida faz-se ressaltar no suporte por acção da força da gravidade.

Também este processo e o respectivo dispositivo são apropriados apenas para a remoção da peça, de sujidades, secas, tais como as referidas aparas; sujidades líquidas, em especial óleos e emulsões, não podem ser removidas da peça. Adicionalmente à limpeza da peça, por vibração, pode antes e/ou depois fazer-se uma operação de lavagem, sendo esta operação de lavagem feita por meio de líquidos ou gases, tal como o ar. A lavagem por meio de líquidos conduz aos inconvenientes já atrás apresentados; por meio de uma lavagem com um gás ou ar, o que na prática corresponde a uma sopragem da peça, verifica-se uma dispersão incontrolável das aparas ou outras sujidades no ambiente, o que é indesejável.

Um objectivo da presente invenção consiste em proporcionar um processo e um dispositivo respectivo com os quais seja possível uma limpeza eficaz de peças, removendo as sujidades líquidas, na forma de óleos ou emulsões nas quais podem conter-se sujidades sólidas, em especial aparas, aderentes, sem prejuízo para o ambiente, com consumo de energia reduzido e a custos também reduzidos. A solução deste problema consiste, no que respeita ao processo, num processo de acordo com as características descritas na parte caracterizante da reivindicação 1.

Com o processo de acordo com a invenção, obtém-se a acção vantajosa de poderem aspirar-se mesmo as sujidades líquidas, na forma de óleos ou emulsões, de maneira eficaz. Esta acção surpreendente baseia-se claramente no facto de, por meio das oscilações, se reduzirem fortemente as forças de adesão dos líquidos e das eventuais partículas neles contidas a remover da peça. Previu-se, preferivelmente, que as oscilações sejam geradas com uma frequência entre 20 e 100 Hz. Verificou--se surpreendentemente que, precisamente neste intervalo de frequências, pode obter-se uma mobilização particularmente eficaz dos líquidos ou misturas de líquidos com matérias sólidas aderentes à peça. Nesta realização do processo de acordo com a invenção é vantajoso, além disso, que as oscilações dentro do intervalo de frequências referido possam gerar-se com uma complicação técnica e com necessidades de energia reduzidas, o que influencia positivamente o rendimento do processo. Devido ao facto de as oscilações serem geradas numa parte do dispositivo fixada na peça, toda a superfície da peça, com excepção de zonas muito pequenas, necessárias para a fixação, fica livre para a aspiração, de modo que se exclui a existência de impedimento para a operação de aspiração. A condução da corrente de ar para a aspiração das sujidades, por pelo menos uma tubeira que se aplica com adaptação de formas, à peça, garante que, mesmo com um vácuo relativamente baixo, resulte uma velocidade do ar suficientemente elevada na zona da superfície da peça, que permite uma remoção eficaz mesmo de sujidades aderentes, na forma de óleos ou emulsões. Finalmente, o processo de acordo com a invenção garante não só que se evitam danos ambientais, como também se garante que as sujidades líquidas e sólidas são aspiradas separadamente umas das outras, podendo ser conduzidas para uma nova utilização, o que evita a acumulação dos detritos e poupa nos custos.

Vantajosamente, prevê-se que as oscilações sejam geradas numa frequência tal que a peça oscila numa onda estacionária e que, nesse caso, a peça apenas precisa de ser aspirada nos pontos nodais da onda estacionária. Desse modo, as gotículas de líquido e as partículas de sujidades juntam-se nos pontos nodais e são aí aspiradas de maneira dirigida. Consegue-se desse modo uma diminuição adicional das necessidades de energia, podendo igualmente, de maneira vantajosa, diminuir as dimensões e/ou o número de tubeiras.

No caso de peças susceptíveis de ser fixadas rotativamente, prevê-se vantajosamente que a peça, adicional e simultaneamente, seja rodada em tomo de um eixo (A), numa parte do dispositivo de fixação que constitui o dispositivo. Este processo pode utilizar-se de maneira particularmente vantajosa quanto tiverem de ligar-se sucessivamente uma pluralidade de peças, com ou sem simetria de rotação, mas susceptíveis de se fixarem rotativamente. É particularmente preferida uma faixa de frequências entre 48 e 55 Hz, visto que nela se consegue um rendimento particularmente bom.

Além disso, o processo de acordo com a invenção prevê que se gerem, pelas oscilações, acelerações até ao máximo de 25 g, sendo particularmente preferido uma gama de acelerações entre 8 g e 15 g. Os valores indicados para as acelerações são vantajosos, por um lado, por serem suficientemente grandes para mobilizar, relativamente à peça, os líquidos ou misturas de líquidos e sólidos aderentes à peça, e portanto facilitar a aspiração mas, por outro lado, suficientemente baixos para evitar danos nas próprias peças pelas acelerações verificadas.

Como peças diferentes apresentam características de oscilação diferentes e como as sujidades líquidas e/ou sólidas diferentes reagem de maneira diferente às oscilações utilizadas, toma-se conveniente, antes da limpeza em série de peças, fazer

V 7 Δ a optimização em amostras individuais de peças, dos parâmetros referidos das oscilações e depois mantê-los para a limpeza em série de uma pluralidade de peças idênticas, nas quais haja preponderantemente impurezas semelhantes. E deste modo possível uma integração, realizável de maneira económica e com poucas complicações, do processo e do dispositivo para a sua realização nas cadeias de fabrico, por exemplo na construção de automóveis, em especial na fabricação de motores.

Os geradores de oscilações utilizados são susceptíveis de ser regulados convenientemente, pelo menos dentro dos intervalos de frequências indicados, bem como para obter os valores da aceleração preferidos desejados, também no que respeita à amplitude ou a energia da oscilação aplicada deve, ser reguláveis e ajustáveis. Além de geradores de oscilações mecânicos, com massas desequilibradas, rotativas ou movidas num movimento de vaivém, podem também utilizar-se geradores de oscilações electromagnéticos, piezoeléctricos, pneumáticos ou hidráulicos. A escolha do gerador de oscilações mais apropriado para cada caso cabe na capacidade de avaliação dos especialistas e depende, entre outras coisas, das condições ambientes do local de utilização, bem como da complicação técnica admissível de outras condições marginais.

Na reivindicação 7 indica-se um dispositivo de acordo com a invenção para a solução das várias partes do processo de acordo com a invenção. O dispositivo possibilita a realização do processo de acordo com a invenção, com elevada segurança de serviço e com bons resultados da limpeza, com custos de operação reduzidos.

Na reivindicação 8, indica-se uma forma de realização do dispositivo da presente invenção para peças susceptíveis de serem montadas rotativamente.

Numa forma de realização aperfeiçoada do dispositivo atrás descnto, previu--se que um gerador de oscilações seja colocado numa chumaceira de uma das duas espigas de recepção. Previu-se, em alternativa, que se monte um gerador de oscilações em duas chumaceiras de duas espigas de recepção.

Numa outra forma de realização aperfeiçoada, previu-se que as duas espigas de recepção se apoiam rotativamente numa forquilha de oscilação em forma de U, respectivamente nas duas pemas do U, que se monte um cilindro tensor, num apêndice transversal saliente numa perna do U, que a forquilha de oscilação se apoie elasticamente na placa de base, através de quatro pés e que se coloque um gerador de oscilações na forquilha oscilante. Deste modo, é vantajosamente possível, com apenas um gerador de oscilações, a excitação das oscilações da forquilha oscilante, apoiando-se a forquilha oscilante elasticamente na placa de base.

Para a geração de uma onda estacionária no interior da peça, é necessária uma frequência de oscilação determinada. Como naturalmente há peças a trabalhar com formas diferentes, a frequência é, em cada caso, adaptada à peça, o que é possível por tentativas, de maneira relativamente simples. As oscilações podem fazer-se numa certa direcção, mas também circularmente ou em várias direcções.

Descrevem-se agora em pormenor duas formas de realização de dispositivos de acordo com a invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, um primeiro dispositivo, numa representação em perspectiva, estando as tubeiras e as espigas de fixação afastadas de uma peça em curso de fabrico; e A fíg. 2, um segundo dispositivo, também numa representação em perspectiva.

Com referência à fíg. 1, o dispositivo apresenta uma placa de base rectangular (1), na qual está montada, à esquerda, uma chumaceira (2’), através de uma placa intermédia elástica (10), estando apoiada rotativamente uma espiga de recepção (2). Esta espiga de recepção (2) pode ser accionada em rotação, não estando representado o accionamento rotativo, por exemplo um motor eléctrico. Do lado direito da placa de base (1), está colocada uma chumaceira (3’), na qual se apoia rotativamente uma espiga de recepção (3). As duas espigas de recepção (2) e (3) estão situadas num eixo (A). A espiga de recepção (3), com a chumaceira (3’), está apoiada, através de uma outra placa intermédia elástica (10), na placa de base (1), com possibilidade de se deslocar em translação na direcção do eixo (A), podendo o movimento de translação ser realizado por meio de uma primeira unidade de progressão (7). A primeira unidade de progressão (7) é, por exemplo, uma unidade de êmbolo e cilindro, pneumática ou hidráulica.

Entre as duas espigas de recepção (2) e (3) pode fixar-se uma peças a trabalhar (6), tratando-se neste exemplo de um veio de carnes. Quando as duas espigas de recepção (2) e (3) se aplicam à peça (6), esta pode ser accionada em rotação, como está representado pela seta na extremidade da direita da peça.

Dos dois lados do eixo (A), está disposta uma totalidade de quatro tubeiras de aspiração (4), cujas bocas têm uma forma que se adapta à forma da peça a trabalhar (6). As tubeiras (4) podem deslocar-se, de acordo com as setas duplas nelas indicadas, perpendicularmente ao eixo (A), para o que cada duas tubeiras (4) opostas entre si são suportadas num suporte (8). O movimento de translação é efectuado por 10 uma segunda unidade de progressão (9), disposta entre os dois suportes (8), que pode ser também uma unidade de êmbolo e cilindro, pneumática ou hidráulica.

As tubeiras (4), para a aplicação à peça a tratar (6), afastam-se uma da outra; para a aspiração são levadas, pela segunda unidade de progressão (9) para a proximidade da superfície da peça (6). No caso mais simples, esta unidade de progressão (9) é actuada manualmente; em alternativa pode também prever-se um comando mecânico por meio de escantilhões, ou um comando electrónico, por meio de dados de comando memorizados, para deslocar as tubeiras (4) sempre na sua posição óptima de aspiração, em função do ângulo de rotação. O movimento do ar está indicado por setas nos respectivos tubos (40) flexíveis, respectivamente representados parcialmente. Os tubos (40) conduzem a um dispositivo de aspiração conhecido em si. No trajecto de escoamento estão colocados convenientemente separadores para líquidos e aparas e outras impurezas sólidas, de uma maneira conhecida em si.

No presente exemplo de realização, está fixado na chumaceira (2’) um gerador de oscilações (5), não estando representados os condutores eléctricos de alimentação. Com a activação do gerador de oscilações (5), as duas chumaceiras (2’, 3’) oscilam conjuntamente com as espigas de recepção (2, 3) e a peça a tratar (6). As restantes peças do dispositivo separadas pela placa intermédia (10), estão substancialmente livres de oscilação. A fig. 2 mostra uma representação em perspectiva de uma segunda forma de realização. Numa placa de base (1), também rectangular, está colocada uma forquilha (11), com a forma geral de um U, numa orientação horizontal, por meio de quatro pés (12), apresentando cada um dos quatro pés (12) uma placa intermédia

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elástica (10). Os pés (12) e as respectivas placas intermédias (10) têm, no presente exemplo, uma secção transversal circular. A forquilha oscilante (11) tem duas pernas do U (1Γ), cada uma com um furo, estando os furos alinhados, apoiadas rotativamente nas espigas de recepção (3) e (2). As espigas de recepção (2) e (3) recebem entre si uma peça a tratar (6), aqui também representada por um veio de carnes. Para a fixação da peça a tratar (6) utiliza-se um cilindro tensor (31), que pode ser actuado hidráulica ou pneumaticamente e está colocado num apêndice (11”), saliente perpendicularmente à perna esquerda (11 ’) da forquilha oscilante (11).

Na ponte média da forquilha oscilante (11), está montado um gerador de oscilações (5).

Podem também ver-se duas tubeiras (4), na fig. 2, representadas ligadas, através de uma conduta tubular (40), com um dispositivo de aspiração, não representada. As tubeiras (4) estão colocadas, respectivamente em pés, na placa de base (1). A placa de base (1) assenta, à maneira de uma mesa, em quatro pemas.

Nesta forma de realização aperfeiçoada, quando da activação do gerador de oscilações (5) faz-se oscilar a forquilha oscilante (11), juntamente com o apêndice e o cilindro tensor, bem como a peça a tratar fixada (6).

Por meio da colaboração das oscilações e da aspiração, em especial por meio de tubeiras especiais, é possível, de acordo com a presente invenção, uma limpeza eficaz e económica de todos os tipos de peças em curso de fabrico. Lisboa, 22 de Juntói de 2001

Claims (11)

1. Reivindicações 1. Processo para a remoção de impurezas líquidas contidas numa peça em curso de fabrico (6), na forma de óleos ou emulsões nas quais podem conter-se impurezas sólidas, em especial aparas, sendo a peça (6) fixada num dispositivo e posta em oscilação, caracterizado por: - as oscilações serem geradas com uma frequência de oscilação entre 20 Hz e 100 Hz; - as oscilações serem geradas numa parte do dispositivo fixada na peça em curso de fabrico (6); - as sujidades serem simultaneamente conduzidas por meio de pelo menos uma corrente de ar, conduzida através de pelo menos uma tubeira (4) que se adapta à forma da peça (6), e aspiradas, e - as sujidades líquidas e sólidas aspiradas serem separadas umas das outras, por dispositivos apropriados e conduzidas para uma utilização repetida ou para uma nova utilização.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as oscilações serem geradas com uma frequência tal que as peça a tratar (6) oscila na forma de uma onda estacionária e que, então, a peça (6) a tratar é aspirada apenas nos pontos nodais da onda estacionária.
3. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a peça a tratar (6) ser rodada em tomo de um eixo (A), num dispositivo de fixação que faz parte do dispositivo.
4. 4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por as oscilações serem geradas com uma frequência de oscilação 2

   entre 48 Hz e 55 Hz.
5. 5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se exercerem na peça a tratar (6) pelas oscilações, acelerações até um máximo de 25 g.
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por se exercerem na peça a tratar (6) pelas oscilações, acelerações no intervalo entre 8 g e 15 g.
7. 7. Dispositivo para a realização do processo de acordo com as reivindicações 1 a 5, com um dispositivo montado numa placa de base (1) para a fixação de uma peça a trabalhar, na qual aderem sujidades líquidas, na forma de óleos ou emulsões, que podem conter sujidades sólidas, e com pelo menos um gerador de oscilações (5), com o qual a peça (6) pode fazer-se vibrar, caracterizado por: - o dispositivo para a fixação da peça a tratar (6) se apoiar elasticamente na placa de base (1); - o gerador de oscilações (5) estar colocado ou poder acoplar-se ao referido dispositivo; - se prever pelo menos uma tubeira (4), que pode adaptar-se à forma da peça a tratar (6), directamente ou por meio de partes ajustáveis da tubeira, que está ligada com um dispositivo de aspiração e pode posicionar-se na placa de base (1) em posições que podem ser escolhidas, e - se prever um dispositivo de separação ou de filtração, ligado a seguir, no qual as sujidades aspiradas líquidas e sólidas podem separar-se umas das outras e ser conduzidas depois para serem reutilizadas ou usadas numa nova utilização. 3
8. 8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o dispositivo para a fixação da peça a tratar (6) compreender duas espigas de recepção (2, 3), apoiadas rotativamente ao longo do eixo (A), podendo pelo menos uma das espigas de recepção (2, 3) ser deslocada na direcção do eixo (A) e podendo pelo menos uma das espigas de recepção (2, 3) ser accionada em rotação.
9. 9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por se colocar um gerador de oscilações (5) numa chumaceira (2’, 3’) de uma das duas espigas de recepção (2, 3).
10. 10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por se montar respectivamente um gerador de oscilações (5) em duas chumaceiras (2\ 3’) das duas espigas de recepção (2, 3).
11. 11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as duas espigas de recepção (2, 3) estarem apoiadas numa forquilha oscilante (11), com a forma geral de um U, de maneira rotativa, em cada uma das pernas do (U), por se colocar um cilindro tensor (12) num apêndice (11”) saliente, perpendicular a uma das pernas (11”) do U, por a forquilha oscilante (11) estar assente na placa de base (1) em quatro pés e por se dispor na forquilha oscilante um gerador de oscilações (5).