BR112019016982A2 - acessório de ferramenta para múltiplas etapas de processo - Google Patents

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Rombach Mario
DEMIRI Masar
Siebert Max
Bartholet Philipp
Vogel Remo
Walt Roger
Benedikt Sebastian
HEGERSWEILER Sven
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Oerlikon Surface Solutions Ag Pfaeffikon
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Abstract

a presente invenção revela um dispositivo de retenção de ferramenta para ferramentas do tipo haste, que compreende pelo menos um retentor de ferramenta, uma parte de base e uma parte de topo, em que pelo menos a parte de topo compreende orifícios de captação para o pelo menos um retentor de ferramenta, em que o dispositivo de retenção de ferramenta é caracterizado pelo fato de que pode ser usado para mais de uma etapa de processo dentre transferência, limpeza, pré-tratamento, revestimento, pós-tratamento, e cada um dentre o pelo menos um retentor de ferramenta pode opcionalmente ajustar uma manga que retém a ferramenta do tipo haste em uma posição preferencialmente vertical distinta e compreende uma ou mais aberturas, que permite que agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos saiam do retentor de ferramenta e/ou manga, e o pelo menos um retentor de ferramenta e/ou manga permite rotação tripla da ferramenta do tipo haste. além disso, é revelado um método que usa o dispositivo de retenção de ferramenta da invenção.

Description

ACESSÓRIO DE FERRAMENTA PARA MÚLTIPLAS ETAPAS DE PROCESSO [0001] A presente invenção se refere a um dispositivo de retenção de ferramenta para ferramentas do tipo haste, que compreende pelo menos um retentor de ferramenta ou manga, que possibilita - em particular uma ou mais dentre - uma variedade de etapas de processo possíveis, como, por exemplo, transferência, limpeza, pré e/ou pós-tratamento e revestimento pelo menos de partes da superfície das ferramentas do tipo haste. 0 retentor de ferramenta ou manga, exibe uma ou mais aberturas de escape que permitem que agentes de tratamento sólidos e/ou fluidos e/ou gasosos deixem o retentor de ferramenta antes de a próxima etapa de processo ser aplicada.
[0002] Além disso, a presente invenção se refere a uma unidade de placa de ferramenta e a um carrossel de ferramenta equipado com tais dispositivos de retenção de ferramenta, ao uso particular de tais dispositivos de retenção de ferramenta e a um método de tratamento de superfície para ferramentas do tipo haste, que compreende transferência, limpeza, pré e/ou pós-tratamento opcional e
deposição de revestimentos pelo menos em partes de
superfícies de ferramenta, supracitado. Estado da técnica com o uso do dispositivo
[0003] Atualmente, a maior parte das ferramentas do tipo
haste disponíveis para comercialização, como, por exemplo, brocas, laminadores, torneiras, punções ou similares é revestida com filmes finos protetores ou funcionais para melhorar seu desempenho durante a operação. Esses filmes
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2/25 finos ou revestimentos são principalmente aplicados através de técnicas de deposição física ou química de vapor, como, por exemplo, evaporação por feixe de elétrons, os vários métodos de pulverização magnetrônica, metalização iônica por arco, deposição química de vapor com e sem assistência de plasma e assim por diante. 0 material de revestimento e/ou o processo de deposição depende muito da aplicação final da ferramenta, mas também da geometria e material de substrato das ferramentas. Muitos tipos diferentes de revestimentos, como, por exemplo, revestimentos metálicos puros (por exemplo, cromo, titânio etc.), revestimentos do tipo metal-cerâmica (por exemplo, CrN, TiN, TiAIN, CrAIN etc.) e até mesmo revestimentos do tipo cerâmico (por exemplo, A12O3, Cr2O3, ZrO2 etc.), ou o grupo de revestimentos à base de carbono (por exemplo, diamante sintético, ta-C, a-C:H, ou revestimentos de carbono dopados com metal), que exibem excelentes propriedades, muitas vezes específicas. 0 versado no campo, assim, nem sempre selecionará o mesmo revestimento para operações de usinagem individuais, mas sistemas de revestimento específicos e combinações dos mesmos para alcançar o melhor desempenho na aplicação final.
[0004] Também é amplamente aceito que a limpeza da superfície da ferramenta antes da deposição dos revestimentos protetores é fundamental para a adesão do revestimento e, assim, do desempenho. A limpeza pode ser feita, por exemplo, em soluções aquosas de agentes de limpeza orgânicos e/ou inorgânicos (por exemplo, isopropanol, acetona, álcool etc.) ou em um plasma. Além disso, sabe-se, em geral, que a superfície da ferramenta
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3/25 e/ou microgeometria das ferramentas pode ser modificada antes da deposição por uma ou mais etapas de prétratamento, como, por exemplo, escovação, microjateamento, jateamento úmido ou similares. De modo semelhante, ferramentas revestidas são frequentemente pós-tradadas após a deposição, o que, por exemplo, permite a redução da aspereza da superfície, aumenta o brilho etc., e pode melhorar de maneira eficaz o desempenho da ferramenta. Além disso, para o pós-tratamento de ferramentas do tipo haste, por exemplo, escovação, microjateamento, jateamento úmido, acabamento magnético ou similares são práticas bem conhecidas para o versado no campo.
[0005] Al ém dos aspectos de desempenho mencionados acima, vários outros aspectos são fundamentais para possibilitar o tratamento de superfície industrialmente bem-sucedido de ferramentas do tipo haste. Um aspecto principal deriva da necessidade econômica de revestir o maior número possível de ferramentas em um lote.
[0006] Geralmente, ferramentas do tipo haste são armadas sobre ou em retentores de ferramenta em plataformas rotativas em sistemas de revestimento do tipo lote. No passado, várias tentativas foram feitas, em primeiro lugar, de otimizar a densidade de carga das ferramentas do tipo haste e, em segundo lugar, melhorar a homogeneidade do revestimento independentemente do posicionamento local na câmara de deposição durante o processo de revestimento.
[0007] De modo exemplificativo, o documento W02012089306 propõe um retentor oco para brocas, com pelo menos três paredes em uma disposição de sanduíche, que sustenta as brocas durante o processo de deposição de maneira que a
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4/25 ponta da ferramenta fique voltada para as fontes material de revestimento. Esse retentor pode portar uma multiplicidade de brocas e permitir uma deposição homogênea de revestimentos na região da ponta das brocas. No entanto, também em casos nos quais é necessária uma alta homogeneidade de espessura de revestimento e propriedades ao longo da superfície de invólucro da ferramenta do tipo haste, esse retentor de ferramenta exibe desvantagens consideráveis.
[0008] Para aumentar a homogeneidade da espessura do revestimento, é preferida a aplicação de uma rotação tripla às ferramentas do tipo haste que, assim, precisam ser armadas individualmente em retentores de ferramenta separados. Uma abordagem sofisticada para aumentar a densidade de carga é revelada no documento WO2009149864. No mesmo, é sugerida uma portadora de peça de trabalho para ferramentas simétricas giratórias, em que as ferramentas do tipo haste são armadas em retentores individuais, que são armados dentro de discos que exibem aberturas, em um ângulo distinto. Os discos podem, então, ser posicionados um sobre o outro para formar um retentor do tipo árvore. Assim, as ferramentas se projetam a partir dos retentores tanto quanto necessário para revestir apenas a superfície de ferramenta pretendida, enquanto a haste das ferramentas é protegida de modo eficaz contra deposição indesejada de material de revestimento. Essa abordagem compreende adicionalmente meios para acionar mecanicamente a rotação dos retentores de ferramenta individuais, o que resulta simultaneamente em uma alta densidade de carga e rotação tripla das ferramentas do tipo haste. Ainda, no entanto,
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5/25 essa portadora de peça de trabalho não alcança uma distribuição de espessura de revestimento ideal ao longo do lado de invólucro das ferramentas revestidas e requer um grande esforço para carregar e descarregar a multiplicidade de ferramentas. Além disso, é possível que durante o carregamento e descarregamento das ferramentas, ou até mesmo durante o processo de revestimento, partículas de revestimento ou poeira caiam das ferramentas ou retentores acima, o que pode resultar em defeitos de aumento de revestimento local na superfície da ferramenta onde as impurezas estão encobertas.
[0009] Outro aspecto é que o esforço de manuseio das ferramentas individuais deve ser o menor possível. Isso significa gue o tempo de manuseio total, por exemplo, para o carregamento e descarregamento manual de ferramentas, deve ser o menor possível.
[0010] Torna-se de grande importância, se as ferramentas precisarem ser manuseadas muitas vezes, por exemplo, 1) carregar as ferramentas em caixas de transferência para entrega ao revestidor de trabalho, 2) descarregar da caixa e carregar em retentores de ferramenta específicos para limpeza, 3) descarregar e carregar as ferramentas limpas em retentores de ferramenta para pré-tratamento, 4) descarregar e carregar as ferramentas pré-tratadas em retentores de ferramenta para deposição do revestimento, 5) descarregar e carregar as ferramentas revestidas em retentores de ferramenta para pós-tratamento, 6) descarregar e carregar em caixas de entrega para transferência de volta para o cliente. 0 alto número de etapas de manuseio representa a possibilidade de danos à
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6/25 ferramenta devido ao carregamento e descarregamento em retentores de ferramenta individuais.
[0011] Out ra desvantagem importante do estado da técnica mencionado acima consiste nos altos custos para retentores de ferramenta específicos, que somente podem ser usados para geometrias e tamanhos de ferramenta distintos. Além disso, os conceitos do retentor de ferramenta conhecidos somente permitem a deposição do revestimento, mas não o uso do mesmo dispositivo de retenção de ferramenta para limpeza, pré/pós-tratamento ou transferência de um local para outro.
[0012] A presente invenção, assim, se destina a superar ou pelo menos reduzir uma ou mais das desvantagens mencionadas acima.
Objetivo da invenção [0013] É o objetivo da presente invenção fornecer um dispositivo de retenção de ferramenta que compreenda pelo menos um retentor de ferramenta ou manga, que possa ser usado para transferência, limpeza, pré e/ou pós-tratamento e revestimento de ferramentas do tipo haste. 0 dispositivo de retenção de ferramenta da invenção reduz de modo eficaz o esforço de manuseio, bem como a possibilidade de danos, das ferramentas individuais, enquanto simultaneamente aumenta a homogeneidade de adesão, distribuição de espessura e propriedades dos revestimentos depositados, quase independentemente da técnica de limpeza, pré/póstratamento ou deposição usada.
Descrição da presente invenção [0014] Em sistemas de revestimento do tipo lote, um ou mais dispositivos de retenção de ferramenta da invenção
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7/25 podem ser dispostos um acima do outro em um eixo mecânico que é armado em um carrossel. 0 carrossel de um sistema de revestimento em lote é submetido a rotação durante a operação, a qual é denominada rotação única na presente discussão. Tipicamente, o um ou mais eixos mecânicos são posicionados circunferencialmente ao redor do eixo geométrico central do carrossel e giram ao redor de seu eixo geométrico de eixo mecânico, o que é denominado rotação dupla nesta discussão. Geralmente, a rotação do eixo mecânico é realizada por uma transmissão fixa entre o eixo mecânico e o carrossel. A presente invenção se refere a um dispositivo de retenção de ferramenta, que compreende um ou mais retentores de ferramenta e/ou mangas que retêm ferramentas do tipo haste em uma posição preferencialmente vertical distinta, enquanto possibilita uma rotação adicional ao redor do eixo geométrico da ferramenta, a qual é denominada rotação tripla nesta discussão.
[0015] A Figura 1 mostra um típico retentor de ferramenta 1 como conhecido no campo. 0 retentor de ferramenta geralmente compreende três regiões ao longo de seu eixo geométrico de rotação A-A. Para uma discussão mais fácil a seguir, as regiões de retentor de ferramenta são nomeadas região de topo 11, região de centro ou invólucro 13 e região de base 15. Como pode ser visto na Figura 1, o retentor de ferramenta consiste em um tubo que forma o topo 11 e região de invólucro 13. Para possibilitar uma rotação tripla do retentor de ferramenta, a região de base 15, sobre a qual ou na qual o tubo é fixado, tem um diâmetro mais largo do que a região de centro e topo e contém entalhes 151, onde uma mola ou acionador mecânico (não
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8/25 mostrados aqui) podem se agarrar durante a operação. A parte inferior da região de base 15 exibe uma protuberância arredondada 152, que garante que o retentor de ferramenta não caia da placa portadora de ferramenta em formato de disco (não mostrada aqui), onde os retentores de ferramenta são circunferencialmente armados. Esse retentor de ferramenta pode ser usado basicamente para limpeza, pré/pós-tratamento e revestimento das ferramentas do tipo haste. No entanto, agentes de pré/pós-tratamento ou limpeza líquidos e/ou sólidos, que se destinam a interagir com a superfície da ferramenta que não é protegida pelo retentor de ferramenta, serão coletados no fundo dentro do retentor de ferramenta. Essa desvantagem impede o uso do mesmo retentor de ferramenta para mais de uma etapa de processo, visto que os meios de jateamento e/ou agentes de limpeza remanescentes do pré-tratamento agiríam como contaminantes durante a deposição e deteriorariam a qualidade do revestimento.
[0016] 0 objetivo da presente invenção é alcançado ao fornecer um dispositivo de retenção de ferramenta para ferramentas do tipo haste, que compreende pelo menos um retentor de ferramenta e/ou manga aberto e leve, que permite uma variedade de etapas de processo possíveis, como, por exemplo, transferência, limpeza, pré e/ou póstratamento e revestimento pelo menos de partes da superfície das ferramentas do tipo haste. Cada retentor de ferramenta e/ou manga do dispositivo de retenção de ferramenta exibe uma ou mais aberturas que permitem que os agentes de tratamento sólidos e/ou fluidos e/ou gasosos reajam com pelo menos partes da superfície da ferramenta,
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9/25 bem como deixem o retentor de ferramenta antes de a próxima etapa de processo ser aplicada. 0 retentor de ferramenta e/ou manga possui meios para possibilitar a rotação tripla das ferramentas individuais em movimento aleatório ou fixo. [0017] As seguintes explicações devem esclarecer a nomenclatura usada das partes individuais do dispositivo de retenção de ferramenta da invenção no contexto da presente invenção. Uma ilustração esquemática das partes individuais é apresentada na Figura 2:
a) Um retentor de ferramenta 10 é um elemento construtivo que se destina a reter uma ferramenta do tipo haste 90 em uma posição preferencialmente vertical distinta e a possibilitar a rotação ao redor do eixo geométrico principal da ferramenta durante as etapas de processo individuais. 0 retentor de ferramenta deve ser uma parte do dispositivo de retenção de ferramenta 30.
b) Uma manga 20 é um elemento construtivo que se destina a reter uma ferramenta do tipo haste 90, semelhante a um retentor de ferramenta 10, por exemplo, a ser adotada para diferentes diâmetros de ferramenta do retentor de ferramenta 10 e da ferramenta do tipo haste 90. Uma manga 20 pode ser opcionalmente inserida em um retentor de ferramenta 10.
c) O dispositivo de retenção de ferramenta 30 é uma montagem que compreende pelo menos um retentor de ferramenta 10 e/ou manga 20, uma placa portadora 31 ou parte de topo 31, e opcionalmente uma parte de base 35 e uma parte de centro 33, que também é denominada parte de arruela de trava 33. O dispositivo de retenção de ferramenta geralmente é projetado para ser capaz de ser
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10/25 submetido à rotação dupla ao ser armado em ou ao redor de um eixo mecânico (não mostrado nesta apresentação) e se destina ao uso como um conduto vertical para os retentores de ferramenta e/ou mangas de rotação tripla nos orifícios de captação 37. O dispositivo de retenção de ferramenta 30 pode compreender adicionalmente um meio construtivo 39 para possibilitar a rotação tripla do retentor de ferramenta e/ou manga. O dispositivo de retenção de ferramenta pode compreender adicionalmente um anel protetor (não mostrado nesta apresentação) que circunda o dispositivo de retenção de ferramenta em seu diâmetro externo.
[0018] A presente invenção e modalidades preferidas serão explicadas a seguir em mais detalhes e com suporte exemplificativo das figuras. As explicações e exemplos seguintes não se destinam a limitar a presente invenção, mas apenas ajudam a entender a invenção e mostrar modos em que a invenção pode ser colocada em prática.
Legendas das Figuras:
Figura 1: Um desenho esquemático de um dispositivo retentor de ferramenta como conhecido no campo.
Figura 2: Um desenho esquemático de um dispositivo de retenção de ferramenta 30 da invenção.
Figura 3: Um desenho esquemático de um dispositivo de retenção de ferramenta 30 da invenção, composto de elementos estruturais contínuos em formato de disco (ilustração à esquerda) e elementos estruturais segmentados (ilustração à direita).
Figura 4: Uma ilustração esquemática de vários exemplos de retentores de ferramenta e/ou mangas da invenção.
Detalhes adicionais e modalidades preferidas da presente
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11/25 invenção:
[0019] A Figura 3 apresenta uma primeira ilustração esquemática do dispositivo de retenção de ferramenta da invenção 30 que é composto de elementos estruturais contínuos, por exemplo, parte de base em formato de disco 35, parte de topo 31 e parte de arruela de trava 33 opcional, ou de elementos estruturais segmentados, por exemplo, partes de base segmentadas 351, partes de topo segmentadas 311 e partes de arruela de trava segmentadas 331 opcionais. Os elementos estruturais segmentados precisam ser fabricados de uma maneira que possam ser combinados com um dispositivo de retenção de ferramenta com um círculo fechado como diâmetro externo. Um dispositivo de retenção de ferramenta pode, assim, ser montado por pelo menos dois, de preferência, menos de 12 segmentos, cada um dos quais compreende uma parte de base segmentada 351, uma parte de topo segmentada 311 e opcionalmente uma parte de arruela de trava segmentada 331. A parte de arruela de trava se destina a estabilizar o retentor de ferramenta e/ou manga durante a rotação tripla.
[0020] Também é uma modalidade preferida da presente invenção que os segmentos individuais possam exibir um tamanho e número diferente de orifícios de captação 37. Isso permite que uma combinação de ferramentas com tamanho e/ou diâmetro diferentes sejam tratadas simultaneamente se o dispositivo de retenção de ferramenta for montado de dois ou mais segmentos diferentes, em que são armados diferentes retentores de ferramenta e/ou mangas com diâmetro e/ou tamanho adequados para as ferramentas individuais. A distância entre as partes de topo, centro e fundo dos
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12/25 segmentos individuais ou também das partes em formato de disco continuas pode ser fixada, por exemplo, por espaçadores ou peças de distância (não mostrados aqui), o que também melhora a estabilidade estrutural do dispositivo de retenção de ferramenta.
[0021] Um ou mais dispositivos de retenção de ferramenta da invenção podem ser armados em um eixo mecânico (por exemplo, um acima do outro) para possibilitar uma densidade de carga suficientemente alta. A distância entre os dispositivos de retenção de ferramenta individuais pode ser alcançada, por exemplo, por espaçadores ou peças de distância no eixo mecânico (não mostrado aqui). Também é possível que o dispositivo de retenção de ferramenta possa ser fabricado de uma maneira que os retentores de ferramenta e/ou mangas sejam inclinados em um ângulo de 10 a 45° a partir do eixo geométrico principal do eixo mecânico, no qual o dispositivo de retenção de ferramenta é armado.
[0022] Uma modalidade adicional da presente invenção é que o dispositivo de retenção de ferramenta da invenção compreende adicionalmente um anel protetor, que pode ser preso no diâmetro externo do dispositivo de retenção de ferramenta. Por exemplo, durante a limpeza, o anel protetor pode ser omitido para possibilitar um fluxo ideal de meios limpeza líquidos ao redor das ferramentas. No entanto, se esse anel protetor estiver preso, o mesmo evita, por exemplo, erosão excessiva dos retentores de ferramenta durante o pré-tratamento ou deposição de material de revestimento na haste das ferramentas durante a deposição. 0 anel protetor deve ter, no máximo, a mesma altura do
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13/25 dispositivo de retenção de ferramenta. No caso em que os meios para possibilitar a rotação tripla do retentor de ferramenta e/ou manga se encontram de uma maneira que o retentor de ferramenta e/ou manga é colocado em rotação a partir do exterior, o anel protetor não deve cobrir a região onde, por exemplo, o acionador se agarra no retentor de ferramenta e/ou manga.
[0023] Alternativamente, também é possível que o dispositivo de retenção de ferramenta compreenda uma combinação de mangas da invenção (isto é, que compreenda uma ou mais aberturas), que são montadas em uma parte de topo contínua ou segmentada e, opcionalmente, uma parte de arruela de trava, com uma parte de fundo contínua ou segmentada, na qual se encontram retentores de ferramenta fechados (isto é, sem aberturas na parte de invólucro). Essa montagem também permite o tratamento das ferramentas na área necessária, em que o fácil manuseio da parte de topo inteira, incluindo as ferramentas nas mangas, evita a necessidade de tocar as ferramentas individuais.
[0024] A Figura 4 mostra alguns exemplos de retentores de ferramenta e/ou mangas da invenção, em que todos têm em comum pelo menos uma abertura no invólucro 13 e/ou na região de base 15 da respectiva manga, que permitem agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos e reagem com a superfície da ferramenta e depois saem da manga antes que uma etapa de processo subsequente seja aplicada. As aberturas podem ser orifícios 211 e/ou fendas 212. Opcionalmente, os retentores de ferramenta e/ou mangas podem exibir uma ou mais reentrâncias ou ressaltos 213 na região de topo 11, o que garante que, por exemplo, uma
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14/25 manga possa ser facilmente instalada em um retentor de ferramenta ou que, por exemplo, um retentor de ferramenta possa ser facilmente instalado em orifícios de captação 37 do dispositivo de retenção de ferramenta. Além disso, o retentor de ferramenta e/ou manga pode compreender narizes protuberantes (como já conhecido a partir da Figura 1) ou entalhes rebaixados 214, furos centrais 215, bem como pinos centrais 216.
• Da forma mais fácil, o retentor de ferramenta e/ou manga pode ser produzido a partir de um elemento em formato de mola 21, que pode exibir uma reentrância 213 (por exemplo, por um enrolamento adicional da mola) para garantir, por exemplo, que a manga 21 possa ser armada em um retentor de ferramenta ou que o retentor de ferramenta 21 possa ser armado em um dispositivo de retenção de ferramenta. A área de invólucro aberta do retentor de ferramenta e/ou manga 21 pode ser considerada como uma abertura contínua no contexto da presente invenção.
• 0 exemplo da invenção 22 mostra um retentor de ferramenta ou manga com mais de uma fenda 212 na região de invólucro 13 e um orifício central 215 no fundo da região de base 15.
• 0 exemplo da invenção 23 exibe uma reentrância 213 na região de topo 15 e várias fendas 212 ao longo da região de invólucro 13, que continuam para baixo até a região de base 15 do retentor de ferramenta ou manga, onde se encontra um orifício central 215.
• 0 exemplo da invenção 24 exibe pelo menos uma fenda 212 na região de invólucro 13, que é realizada em um ângulo distinto na extremidade inferior da fenda para
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15/25 garantir que qualquer meio seco ou fluido possa sair do retentor de ferramenta. A região de base 15 compreende adicionalmente entalhes 214, que possibilitam transferência de movimento para rotação tripla, e um furo central 215 que não é furado através da região de base 15, que se destina ao uso como um conduto vertical para centralizar pinos em uma parte de base.
• 0 exemplo da invenção 25 mostra uma alternativa ao exemplo 24 com pelo menos uma fenda 212 na região de invólucro 13 e orifícios 211 adicionais no fundo da região de invólucro. 0 furo central 215 e os entalhes 214 são executados de modo semelhante ao exemplo 24.
• 0 exemplo da invenção 2 6 mostra pelo menos uma fenda 212 na região de invólucro 13, orifícios 211 adicionais no fundo da região de invólucro e um furo central 215, em que um pino central 216 pode ser inserido e fixado (por exemplo, por pressionamento) , o que permite apenas contato pontual da ferramenta em sua base.
[0025] Os exemplos mencionados acima de retentores de ferramenta e/ou mangas dados acima se destinam a mostrar alguns formatos possíveis da presente invenção, mas não limitam seu escopo. Qualquer combinação possível e significativa, por exemplo, de orifícios, fendas ou pinos, com elementos em formato de mola ou tubo, que abrangem a ideia da presente invenção devem ser cobertos. Qualquer pessoa versada na técnica pode, assim, selecionar uma combinação ideal com partes contínuas ou segmentadas de topo, de arruela de trava opcionais, bem como de fundo. A parte de fundo pode, desse modo, exibir orifícios de captação para os pinos ou retentores de ferramentas para
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16/25 garantir rotação estável durante a operação.
[0026] Os presentes inventores verificaram que ferramentas do tipo haste que são uma vez inseridas em um dispositivo de retenção de ferramenta da invenção podem, em primeiro lugar, ser facilmente manipuladas durante e entre as etapas de processo individuais e, em segundo lugar, a qualidade de superfície das partes produzidas pode ser melhorada. Uma adesão de revestimento aprimorada, menos defeitos de superfície e propriedade de revestimento e homogeneidade de espessura aprimoradas podem ser alcançadas com o uso do dispositivo de retenção de ferramenta da invenção.
[0027] Verificou-se que é benéfico se as ferramentas do tipo haste forem fixadas dentro do retentor de ferramenta e/ou manga apenas ao serem inseridas e devido a seu próprio peso. 0 retentor de ferramenta e/ou manga devem, na melhor prática, apenas exibir contato pontual com uma ou mais partes da ferramenta. Isso melhora a remoção, por exemplo, dos agentes de limpeza ou pré/pós-tratamento. No entanto, deve-se garantir que uma área de contato suficiente entre a ferramenta e o retentor de ferramenta e/ou manga esteja presente, de modo que a rotação tripla do retentor de ferramenta e/ou manga também prenda a ferramenta.
[0028] Como explicado acima, a rotação tripla do retentor de ferramenta e/ou manga pode, por exemplo, ser acionada por molas ou outro meio construtivo que, no caso mais fácil, se agarre nos entalhes de um retentor de ferramenta. É uma modalidade da presente invenção que o meio construtivo para transferência de movimento, que possibilita a rotação tripla do retentor de ferramenta e/ou
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17/25 manga, possa ser colocado fora do dispositivo de retenção de ferramenta ou no lado interno do dispositivo de retenção de ferramenta. Pode-se conseguir, por exemplo, que o dedo acionador (ou mola) seja armado em um disco, que esteja girando em rotação dupla como o eixo mecânico e, assim, com o dispositivo de retenção de ferramenta. Desse modo, o acionador pode ser, por exemplo, armado fora do dispositivo de retenção de ferramenta ou, em alguns casos, também dentro do dispositivo de retenção de ferramenta.
[0029] Assim, é uma modalidade preferida da presente invenção que o meio construtivo para acionar a rotação tripla do retentor de ferramenta e/ou manga se encontre dentro do dispositivo de retenção de ferramenta. É especialmente benéfico se um anel protetor for preso fora do dispositivo de retenção de ferramenta, visto que o mesmo não colidirá com o acionador. Deve-se mencionar que os entalhes 214 também podem ser posicionados ao longo do invólucro 13 ou região de topo 11 de um retentor de ferramenta e/ou manga.
[0030] Além disso, a utilização de um ou mais pinos para prevenir a ferramenta de uma área de contato demasiadamente grande no fundo do retentor de ferramenta e/ou manga é uma modalidade preferida da presente invenção. Tal disposição permite adicionalmente que o retentor de ferramenta seja armado na placa de base do dispositivo de retenção de ferramenta, como mencionado de modo exemplificativo para os exemplos 24 e 25.
[0031] Pode-se considerar que o dispositivo de retenção de ferramenta seja feito de qualquer material eletricamente condutor, resistente a corrosão e resistente a temperatura
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18/25 na região de -50 a +700 °C. Isso é necessário para resistir à exposição, por exemplo, ao jateamento com dióxido de carbono em temperaturas de ~-35 °C, bem como material de revestimento em altas temperaturas de deposição de até ~650 °C. No entanto, é uma modalidade preferida da presente invenção que o dispositivo de retenção de ferramenta seja construído a partir de aços, no presente documento, especialmente aços resistentes a corrosão e temperatura, como, por exemplo, DIN 1.4301, 1.4307 1.4541, 1.4404 ou
1.4571, que têm um baixo coeficiente de expansão térmica, e condutividade elétrica suficiente para garantir que as ferramentas tenham contato elétrico durante, por exemplo, o processo de deposição em que um potencial de polarização é aplicado.
[0032] Os inventores constataram que a presente invenção pode ser usada para ferramentas do tipo haste de quase qualquer comprimento e diâmetro arbitrários. Isso é possível porque o dispositivo de retenção de ferramenta exibe uma alta versatilidade para combinação de mangas para ferramentas com diâmetro pequeno e retentores de ferramenta com um diâmetro interno que pode absorver a manga. Em um exemplo, uma broca de 6 mm de diâmetro pode ser posicionada em uma manga, que é adicionalmente armada em um retentor de ferramenta, que seria geralmente usada para brocas de 10 mm.
[0033] Os inventores constataram adicionalmente que a redução dos custos de manuseio totais, com o uso do dispositivo de retenção de ferramenta da invenção, pode ser considerável. No futuro, pretende-se que o dispositivo de retenção de ferramenta da invenção seja fornecido ao
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19/25 fabricante da ferramenta original e/ou reciclador, que carrega as ferramentas do tipo haste apenas uma vez nos retentores de ferramenta e/ou mangas, antes de iniciar a cadeia de processo. 0 dispositivo de retenção de ferramenta da invenção é usado ao longo de toda a cadeia de processo, que envolve a entrega ou transporte das ferramentas à instalação de tratamento de superfície, que pode ser, por exemplo, um revestidor de trabalho ou especialista em tratamento de superfície. Após a montagem do um ou mais dispositivos de retenção de ferramenta da invenção em um eixo mecânico, as ferramentas são geralmente limpas em banhos ultrassônicos de limpeza com líquido, antes de serem secas e transferidas para uma instalação de pré-tratamento opcional. Como mencionado acima, um anel protetor adicional pode ser preso ao redor do dispositivo de retenção de ferramenta, dependendo do meio de pré-tratamento usado. Após cada etapa de pré-tratamento, que pode ser mais de uma, a poeira e/ou meio de tratamento remanescente é soprado, por exemplo, com ar seco ou um gás inerte. A próxima etapa geralmente é realizada em uma usina de deposição, em que ocorre o aquecimento, ataque químico por plasma, opcionalmente nitretação, carborização ou similares das ferramentas e finalmente a deposição do material de revestimento. Após a etapa de revestimento, as ferramentas podem opcionalmente ser pós-tradadas e limpas antes de o dispositivo de retenção de ferramenta ser desmontado do eixo mecânico e ser enviado de volta para o cliente. Embora outras etapas de processo também sejam possíveis entre a cadeia de processo mencionada acima, pode ser visto claramente que os dispositivos de retenção de ferramenta da
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20/25 invenção permitem redução eficiente do esforço de manuseio e risco de danos.
[0034] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o retentor de ferramenta da invenção pode ser colocado em uma disposição que compreende:
um carrossel rotativo para conduzir uma primeira rotação (rotação única), quando o carrossel gira ao redor do próprio eixo geométrico de rotação, uma árvore de retenção que compreende pelo menos um dispositivo de retenção circunferencialmente armado no carrossel, sendo que o dispositivo de retenção compreende uma placa portadora rotativa disposta de modo móvel em relação ao carrossel para conduzir uma segunda rotação (rotação dupla), quando a placa portadora gira ao redor do próprio eixo geométrico de rotação um retentor de ferramenta rotativo, ou mais, circunferencialmente armado na placa portadora, sendo que o retentor de ferramenta é disposto de modo móvel em relação à placa portadora para conduzir uma terceira rotação (rotação tripla), quando o retentor de ferramenta gira ao redor do próprio eixo geométrico de rotação.
[0035] A presente invenção também revela um dispositivo de retenção de ferramenta (30) para reter uma ou mais ferramentas do tipo haste (90), que compreende um ou mais retentores de ferramenta (10) dispostos em uma primeira placa (31), em uma posição equidistante em relação a um eixo geométrico de rotação vertical central da primeira placa, sendo que o dito retentor de ferramenta (10) compreende uma abertura receptora para receber uma ferramenta com uma área de ponta a ser retida, em que a
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21/25 abertura receptora é projetada para permitir que a área de ponta da ferramenta seja descoberta, o retentor de ferramenta (10) é disposto para ser móvel em relação à primeira placa (31), de maneira tal que o retentor de ferramenta (10) possa girar em relação ao seu próprio eixo geométrico vertical central, em que o retentor de ferramenta (10) compreende pelo menos uma abertura adicional para permitir que substâncias líquidas e/ou sólidas passem através e deixem o retentor de ferramenta (10), de maneira tal que, quando uma ferramenta for retida pelo retentor de ferramenta (10), pelo menos uma porção da superfície da ferramenta colocada dentro do retentor de ferramenta (10) possa ser posta em contato com as substâncias e também possa, em seguida, ser liberada das substâncias, se as substâncias não estiverem fortemente aderidas à dita porção da superfície da ferramenta, e - o dispositivo de retenção (30) compreende uma ou mais partes de cobertura que cobrem superfícies laterais da ferramenta
que são colocadas dentro do retentor de ferramenta (10).
[0036] 0 dispositivo de retenção de ferramenta ( 30)
mencionado acima pode ter uma ou mais das partes de
cobertura sendo removíveis.
[0037] 0 retentor de ferramenta de um dispositivo de
retenção de ferramenta (30) de acordo com a presente
invenção pode compreender uma manga (20) ou é uma manga
(20) . [0038] Geralmente, pode-se dizer que se pretende
reivindicar - até mesmo independentemente de reivindicações já elaboradas - proteção para um dispositivo de retenção de ferramenta projetado desse modo que exibe as
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22/25 características de um ou mais de dos parágrafos a seguir, por si sós ou em combinação com outras características reveladas pelas reivindicações, pelos desenhos e pelo relatório descritivo da revelação desta invenção.
[0039] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) para ferramentas do tipo haste (90) que compreende pelo menos um retentor de ferramenta (10), uma parte de base (35) e uma parte de topo (31), em que pelo menos a parte de topo (31) compreende orifícios de captação (37) para o pelo menos um retentor de ferramenta (10) caracterizado pelo fato de que
- o dispositivo de retenção de ferramenta (30) pode ser usado para mais de uma etapa de processo dentre transferência, limpeza, pré-tratamento, revestimento, póstratamento,
- cada um dentre o pelo menos um retentor de ferramenta (10) pode opcionalmente ajustar uma manga (20) que retém a ferramenta do tipo haste (90) em uma posição preferencialmente vertical distinta,
- o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) compreende uma ou mais aberturas, que permite que agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos saiam do retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20),
- o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) possibilita a rotação tripla da ferramenta do tipo haste (90).
[0040] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) que exibe a parte de arruela de trava (33) é colocado entre a parte de topo (31) e a parte de base (35).
[0041] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) que
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23/25 compreende uma ou mais peças de distância, que mantêm uma distância distinta entre a parte de topo (31), a parte de base (35) e a parte de arruela de trava (33) opcional.
[0042] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30), em que o dispositivo de retenção de ferramenta (30) é composto de elementos estruturais contínuos, que compreende pelo menos uma parte de base em formato de disco (35), uma parte de topo (31) e opcionalmente a parte de arruela de trava (33) .
[0043] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) que é composto de elementos estruturais segmentados, sendo cada um construído a partir do grupo de uma parte de base segmentada (351), uma parte de topo segmentada (311) e opcionalmente uma parte de arruela de trava segmentada (331) .
[0044] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) que é projetado de modo que dois ou mais dos elementos estruturais segmentados possam ser combinados com um dispositivo de retenção de ferramenta (30) com um diâmetro externo contínuo.
[0045] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) com elementos estruturais segmentados, em que os elementos estruturais segmentados podem exibir um tamanho e número diferente de orifícios de captação 37, que podem, assim, portar retentores de ferramenta e/ou mangas de tamanho e número diferente.
[0046] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) com meios construtivos (39) para possibilitar a rotação tripla que se encontram fora do dispositivo de retenção de ferramenta (30).
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24/25 [0047] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) com meios construtivos (39) para possibilitar a rotação tripla que se encontram dentro do dispositivo de retenção de ferramenta (30).
[0048] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) que é especial no sentido de que um anel protetor, que cobre pelo menos uma porção da altura total do dispositivo de retenção de ferramenta, pode ser preso para pelo menos uma etapa de processo ao redor do diâmetro externo do dispositivo de retenção de ferramenta (30).
[0049] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30) que é especial no sentido de que as aberturas do retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) são um ou mais orifícios (211), fendas (212), orifícios de centro (215) ou uma combinação dos mesmos.
[0050] Um dispositivo de retenção de ferramenta (30), de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, que é particular no sentido de que um pino central (216) é instalado no centro de um retentor de ferramenta (10).
1. Um método para usar um dispositivo de retenção de ferramenta (30) para ferramentas do tipo haste (90) que compreende pelo menos um retentor de ferramenta (10), uma parte de base (35) e uma parte de topo (31), em que pelo menos a parte de topo (31) compreende orifícios de captação (37) para o pelo menos um retentor de ferramenta 10 e/ou manga (20) caracterizado pelo fato de que
- o dispositivo de retenção de ferramenta (30) pode ser usado para mais de uma etapa de processo dentre transferência, limpeza, pré-tratamento, revestimento, póstratamento,
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- o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) retém a ferramenta do tipo haste (90) em uma posição preferencialmente vertical distinta,
- o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) compreende uma ou mais aberturas, que permite que agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos saiam do retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20),
- o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) possibilita a rotação tripla da ferramenta do tipo haste (90).

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Dispositivo de retenção de ferramenta (30) para ferramentas do tipo haste (90) que compreende pelo menos um retentor de ferramenta (10) para reter uma ferramenta do tipo haste (90) em uma posição vertical distinta e de uma maneira rotativa, sendo que o retentor de ferramenta é equipado com uma abertura de inserção de adaptador ou ferramenta de lado superior, uma parte de base (35) e uma parte de topo (31), em que pelo menos a parte de topo (31) compreende orifícios de captação (37) para o pelo menos um retentor de ferramenta (10), e em que a parte de base forma um suporte e/ou conduto vertical e/ou guia para o pelo menos um retentor de ferramenta, e em que a parte de base (35) e a parte de topo (31) são interconectadas por meio de pelo menos um espaçador, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um retentor de ferramenta (10) compreende uma e preferencialmente mais aberturas de escape, que são posicionadas em direção vertical abaixo da abertura de inserção de adaptador ou ferramenta, e que permite que agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos saiam do retentor de ferramenta (10), de modo que o dispositivo de retenção de ferramenta (30) possa ser usado para mais de uma etapa de processo dentre transferência, limpeza, prétratamento, revestimento, pós-tratamento.
  2. 2. Dispositivo de retenção de ferramenta, de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dispositivo de retenção de ferramenta é caracterizado por compreender um adaptador com uma abertura de inserção de ferramenta de lado superior, em que o adaptador é projetado para ser preso
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    2/6 através da dita abertura de inserção de adaptador ou ferramenta do pelo menos um retentor de ferramenta no pelo menos um retentor de ferramenta, e para ser retido pelo retentor de ferramenta em uma posição definida, em que o pelo menos um adaptador, de preferência, compreende uma ou mais aberturas de escape, que são posicionadas em direção vertical abaixo de sua abertura de inserção de ferramenta e que permite que agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos saiam do adaptador (20)
  3. 3. Dispositivo de retenção de ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de retenção de ferramenta, de acordo com a reivindicação 1, é caracterizado pelo fato de que a uma ou mais aberturas de escape do retentor de ferramenta ou o retentor de ferramenta e o adaptador são aberturas laterais relacionadas ao eixo geométrico longitudinal do retentor de ferramenta ou do adaptador, sendo que o eixo geométrico longitudinal se estende através da abertura de inserção de lado superior e do lado inferior do retentor de ferramenta ou adaptador.
  4. 4. Dispositivo de retenção de ferramenta, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o retentor de ferramenta e/ou o adaptador compreende, de preferência, um meio de ativação operável para ajuste de forma projetado para contribuir fazendo o retentor de ferramenta e/ou o adaptador girar ao redor de seu dito eixo geométrico longitudinal.
  5. 5. Dispositivo de retenção de ferramenta caracterizado pelo fato de que, entre a parte de base (35) e a parte de topo (31), é fornecida uma parte de arruela de trava (33).
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  6. 6. Dispositivo de retenção de ferramenta caracterizado pelo fato de que a parte de base, a parte de topo e a parte de arruela de trava, caso haja, têm o formato de um. arco de um circulo confinado por dois raios e dois arcos.
  7. 7. Unidade de placa de retenção de ferramenta para ferramentas do tipo haste caracterizada por compreender pelo menos um, de preferência, mais, dispositivos de retenção de ferramenta, conforme definido em uma das reivindicações anteriores, e uma placa que ajusta o pelo menos um dispositivo de retenção de ferramenta em uma posição definida, em que a placa possui um cubo central para fixar a unidade de placa de retenção de ferramenta a um tronco de uma árvore de retenção de ferramenta e de preferência uma camisa circunferencial.
  8. 8. Unidade de placa de retenção de ferramenta, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o cubo compreende um alojamento de meio de ajuste de forma com meio de ajuste de forma complementar de um dispositivo de retenção de ferramenta, de modo que o dispositivo de retenção de ferramenta seja travado em uma posição predeterminada na retenção de ferramenta, de preferência, no interespaço entre o cubo e a camisa circunferencial, em que a trava é projetada de modo que evite que o dispositivo de retenção de ferramenta gire em relação à unidade de placa de retenção de ferramenta.
  9. 9. Unidade de placa de retenção de ferramenta, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a dita trava pode ser estabelecida e liberada sem a necessidade de usar uma ferramenta, de preferência, por elevação vertical do dispositivo de retenção de ferramenta.
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  10. 10. Unidade de placa de retenção de ferramenta, de acordo com uma das reivindicações, caracterizada pelo fato de que seu pelo menos um dispositivo de retenção de ferramenta é equipado com pelo menos uma protuberância acopladora que se estende, de preferência, em uma direção radial para fora e que é, de preferência, formado como uma parte integrante do espaçador supracitado, em que a protuberância acopladora é formada de modo que possa ser acoplada a uma ferramenta de elevação, de preferência, no formato de uma pinça de elevação.
  11. 11. Unidade de placa de retenção de ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a placa e/ou o cubo porta um meio de ativação projetado para interagir com o dito meio de ativação do retentor de ferramenta ou adaptador para fazer o retentor de ferramenta e/ou o adaptador girar ao redor de seu dito eixo geométrico longitudinal em relação à unidade de retenção de placa de ferramenta.
  12. 12. Carrossel de retenção de ferramenta caracterizado por ser para deposição de camada dentro de uma câmara de deposição que gira sob operação ao redor de um eixo geométrico primário de rotação em relação à câmara de deposição e que compreende pelo menos uma árvore que compreende, a própria, várias unidades de placa de retenção de ferramenta, conforme definido em uma das reivindicações mencionadas acima 7 a 10, em que as unidades de placa de retenção de ferramenta são portadas uma acima da outra por um eixo geométrico secundário de rotação que gira, o próprio, em relação ao carrossel, em que os retentores de ferramenta, que são parte dos dispositivos de retenção de
    Petição 870190079181, de 15/08/2019, pág. 97/101
    5/6 ferramenta portados pelas unidades de placa de retenção de ferramenta, estão girando sob operação ao redor de seus eixos geométricos longitudinais dentro dos dispositivos de retenção de ferramenta e em relação às unidades de placa de retenção de ferramenta, sendo que seus eixos geométricos longitudinais formam um eixo geométrico de rotação terciário.
  13. 13. Uso para múltiplos propósitos de um dispositivo de retenção de ferramenta, conforme definido em uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por ser para deposição de camada e pelo menos uma das seguintes etapas de processo de transferência e/ou limpeza e/ou pré-tratamento e/ou póstratamento
  14. 14. Uso para múltiplos propósitos de um sistema que compreende dispositivos de retenção de ferramenta, conforme definido em uma das reivindicações 1 a 6, e diferentes unidades de placa de retenção de ferramenta, caracterizado por ser para deposição de camada, os dispositivos de retenção de ferramenta são ajustados por pelo menos uma primeira unidade de placa de retenção de ferramenta do tipo para deposição, enquanto para transferência e/ou limpeza e/ou pré-tratamento e/ou pós-tratamento, os mesmos dispositivos de retenção de ferramenta são ajustados por uma unidade de placa de retenção de ferramenta do tipo para outro propósito diferente.
  15. 15. Método para usar um dispositivo de retenção de ferramenta (30) para ferramentas do tipo haste (90) que compreende pelo menos um retentor de ferramenta (10), uma parte de base (35) e uma parte de topo (31), em que pelo menos a parte de topo (31) compreende orifícios de captação
    Petição 870190079181, de 15/08/2019, pág. 98/101
    6/6 (37) para o pelo menos um retentor de ferramenta 10 e/ou manga (20), caracterizado pelo fato de que
    - o dispositivo de retenção de ferramenta (30) pode ser usado para mais de uma etapa de processo dentre transferência, limpeza, pré-tratamento, revestimento, póstratamento,
    - o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) retém a ferramenta do tipo haste (90) em uma posição preferencialmente vertical distinta,
    - o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) compreende uma ou mais aberturas, que permite que agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos saiam do retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20),
    - o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) possibilita a rotação tripla da ferramenta do tipo haste (90).
  16. 16. dentre transferência, limpeza, pré-tratamento, revestimento, pós-tratamento,
    - o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) retém a ferramenta do tipo haste (90) em uma posição preferencialmente vertical distinta,
    - o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) compreende uma ou mais aberturas, que permite que agentes de tratamento fluidos e/ou sólidos saiam do retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20),
    - o pelo menos um retentor de ferramenta (10) e/ou manga (20) possibilita a rotação tripla da ferramenta do tipo haste (90).
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