PT1680254E - Processo e automato de extracção de ácidos nucleicos a patir de uma mistura complexa - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "FERRAMENTA PARA UM DISPOSITIVO DE SOLDADURA POR ULTRA-SONS COM UM REFORÇO DESTINADO A REDUZIR A DEFORMAÇÃO DA SUPERFÍCIE DE TRABALHO DA FERRAMENTA" A invenção refere-se a uma ferramenta destinada a um dispositivo de soldadura por meio de ultra-sons sob a forma de um sonótrodo que transmite vibrações ultra-sónicas, por meio de pelo menos uma superfície de trabalho para soldar metais, com vibrações ultra-sónicas que correm na direcção do eixo longitudinal do sonótrodo, em que o sonótrodo ou uma cabeça de sonótrodo daquele apresenta uma superfície frontal, a qual corre perpendicularmente ou quase perpendicularmente à pelo menos uma superfície de trabalho (ver, por exemplo, a WO-A-02/43915).

Na junção de materiais de trabalho por meio de ultra-sons a energia necessária para a soldadura é aplicada sob a forma de vibrações mecânicas à costura metálica, para o que a ferramenta, que também é designada por sonótrodo, é encostada e movimentada na direcção das peças a unir para ela viradas. Simultaneamente as peças a unir são comprimidas umas contra as outras por uma força estática de soldadura. Por intermédio da acção conjunta das forças estáticas e dinâmicas produz-se uma soldadura das partes a unir, sem que para isso seja necessário um material de trabalho complementar.

Tanto plásticos como metais podem ser soldados por meio de ultra-sons. Para isso, na soldadura por ultra-sons de metais, as vibrações mecânicas devem ser dirigidas paralelamente à superfície da costura. Isso leva a uma 2 relação complexa entre a força estática, as forças oscilatórias tangenciais e uma subida moderada da temperatura na zona da soldadura. Para isso as peças de trabalho são colocadas entre o sonótrodo vibratório e um contra-eléctrodo estático, o qual pode ser constituído por peças múltiplas, a fim de limitar, juntamente com o sonótrodo, isto é com a superfície de trabalho da sua cabeça, um espaço de compressão. Este pode ser construído móvel em duas direcções perpendiculares entre si, nomeadamente, altura e largura, de acordo com os ensinamentos das PE-B-0 143 936 ou da DE-C-35 08 122. Desse modo produz-se uma adaptação ao corte perpendicular de, por exemplo, condutores eléctricos a serem soldados.

Para se conseguirem resultados de soldadura reprodutíveis de elevada qualidade, a oscilação do sonótrodo deverá dar- se predominantemente apenas na direcção do seu comprimento, portanto na direcção das vibrações ultra-sónicas, sem que disso resulte uma oscilação perpendicular a essa direcção numa extensão visível.

Os sonótrodos conhecidos apresentam superfícies frontais que limitam a superfície de trabalho. Devido à construção, resulta disso uma elevada deformação da superfície de trabalho na perpendicular da direcção do eixo longitudinal do sonótrodo em relação à deformação na direcção do eixo longitudinal do sonótrodo. Deriva disso a desvantagem de a superfície de trabalho poder correr obliquamente ao eixo longitudinal do sonótrodo, de maneira que se pode constituir uma fenda entre a superfície de trabalho e as peças dispostas paralelamente ao eixo longitudinal do sonótrodo. 3

Um sonótrodo de acordo com a técnica referida pode ser retirado da WO-A-02/43915. Para a troca da superfície de trabalho, estas são constituídas por secções de peças de trabalho, que se podem unir de forma amovível ao sonótrodo.

Da FR-A-1 464 551 pode retirar-se um dispositivo de soldadura por ultra-sons, com o qual são produzidas vibrações encurvadas. Para isso um elemento vibratório encurvado, em cuja extremidade se apresenta uma superfície de trabalho, corre, de preferência em ângulo recto relativamente a um elemento vibratório, ao qual são aplicadas directamente vibrações ultra-sónicas. A fim de pulverizar líquido, a US-A-4 074 152 prevê a excitação das vibrações ultra-sónicas num elemento cilíndrico oco, que se encontra intimamente ligado a um dispositivo de reforço da amplitude das vibrações. Para isso projecta-se do elemento cilíndrico oco uma saliência, a qual se encaixa numa cavidade correspondentemente adaptada do dispositivo de amplificação. A presente invenção tem como problema fundamental aperfeiçoar de tal modo um sonótrodo de acordo com a técnica referida, que a forma das vibrações da vibração ultra-sónica seja optimizada.

Para a solução do problema a invenção prevê essencialmente que, para a redução de uma deformação da pelo menos uma superfície de trabalho na perpendicular do eixo longitudinal do sonótrodo, a superfície frontal do sonótrodo ou da cabeça do sonótrodo ou o lado posterior desta, apresente pelo menos um reforço. 4 0 reforço pode, para isso, ser construído sob a forma de nervuras. Para tal o reforço pode ser construído a partir da borda do sonótrodo ou da sua cabeça, subindo na direcção do eixo médio do sonótrodo. 0 reforço pode apresentar, por exemplo na secção do eixo longitudinal do sonótrodo, um formato geométrico triangular.

Está particularmente previsto que o reforço seja construído sob a forma de linhas ou roletes e se desenvolva perpendicularmente à superfície de trabalho. 0 reforço pode particularmente salientar-se em relação à totalidade ou à quase totalidade da superfície frontal do sonótrodo ou da sua cabeça. De preferência o reforço é construído simetricamente em relação a um plano de simetria, no qual corre o eixo longitudinal do sonótrodo. São também possíveis outras geometrias.

De preferência o sonótrodo é reforçado de tal modo que, com a excitação dos ultra-sons a deformação ã2 do sonótrodo no seu eixo longitudinal se relaciona com a deformação perpendicular ay em relação à superfície de trabalho segundo a relação 3<az/ay^20.

Segundo os ensinamentos de acordo com a invenção o sonótrodo ou a sua cabeça de sonótrodo, que apresenta a superfície de trabalho, são reforçados, com o que a forma de vibração do sonótrodo é influenciada positivamente, de tal modo que a deformação perpendicular ao eixo longitudinal do sonótrodo é reduzida e a vibração no sentido do comprimento é fortemente preponderante.

Por meio do reforço da cabeça é acentuadamente reduzida a inclinação da superfície de trabalho e a relação entre a 5 deformação na direcção do eixo longitudinal e a deformação na perpendicular da direcção do eixo longitudinal é elevada. A formação do reforço resulta, de preferência, de nervuras que se tornam mais apertadas na direcção do eixo longitudinal do sonótrodo, sendo no entanto também possíveis outras geometrias. As nervuras podem ser construídas, seja sobre toda a largura do sonótrodo, seja apenas sobre uma parte do mesmo. 0 contorno das nervuras de reforço pode ser construído por meio de rectas que se intersectam entre si ou por curvas que se modificam continuamente, as quais no seu máximo são seccionadas a partir do eixo longitudinal do sonótrodo.

Além disso, a saliência do reforço em relação à superfície frontal do sonótrodo, atinge entre 3 mm e 25 mm, de preferência entre 5 mm e 15 mm. Os valores preferidos situam-se no máximo de 10 mm. Disso resulta a vantagem de o sonótrodo assim construído poder ser utilizado em dispositivos de soldadura por ultra-sons já existentes.

Outras peculiaridades, vantagens e características da invenção podem ser retiradas, não apenas das Reivindicações, que contêm essas características, isoladas ou em combinação, como também da descrição, que se segue, dos desenhos de formas de realização preferidas.

Estes mostram:

Fig.l é uma representação de princípios (cálculo de elementos finitos) de um sonótrodo de acordo com o estado da técnica, 6

Fig.2 uma primeira forma de realização de um sonótrodo de acordo com os ensinamentos da invenção,

Fig.3 Uma vista anterior do sonótrodo de acordo com a

Fig.2,

Fig. 4 uma segunda forma de realização de um sonótrodo de acordo com os ensinamentos da invenção e

Fig.5 uma representação de princípios (cálculo de elementos finitos) de um sonótrodo de acordo com os ensinamentos da invenção.

Na Fig.l estão representados os princípios de um sonótrodo 10 destinado a um dispositivo de soldadura por meio de ultra-sons, o qual é adequado para a soldadura de metal. A representação é uma construção do cálculo de elementos finitos. O sonótrodo 10 é constituído por um corpo de base 12, com uma cabeça 14 que se salienta dele, a qual por sua vez apresenta superfícies de trabalho 16 e 18, as quais correm paralelamente ao eixo longitudinal z do sonótrodo 10 não excitado. A fim de soldar peças metálicas, o sonótrodo 10 é excitado, por meio de um conversor e eventualmente também por meio de um variador de tensão instalado entre aquele e o sonótrodo 10, com vibrações ultra-sónicas, devido ao que se dá uma deformação do sonótrodo 10 na direcção z. Para soldar a superfície de trabalho 16 é, no exemplo de forma de realização, pressionada contra as peças metálicas a soldar, as quais estão por sua vez assentes sobre um contra-eléctrodo, o qual é também designado por bigorna.

Eventualmente a superfície de trabalho 16 pode ser limitada 7 por um espaço de vedação, cujas respectivas superfícies limitadoras são constituídas por um contra-eléctrodo feito de peças múltiplas. Neste caso, são referidos dispositivos de soldadura por ultra-sons bastante conhecidos, dos quais por exemplo se pode citar um retirado do documento DE-C-35 08 122, a cuja descrição se faz referência.

As superfícies de trabalho 16, 18 são limitadas por uma superfície frontal 20 da cabeça do sonótrodo 14, a qual, com o sonótrodo 10 não excitado, corre perpendicularmente às superfícies de trabalho 16, 18. No exemplo de forma de realização as superfícies de trabalho 16, 18, desenvolvem-se perpendicularmente ou essencialmente na perpendicular segundo o eixo y, ao longo do qual o sonótrodo ou uma bigorna, instaladas frente ao sonótrodo, se deslocam na soldadura.

Verificou-se, na soldadura, que o sonótrodo 10 é deformado, não só na direcção z do eixo longitudinal do sonótrodo, como também na direcção y, do que resulta uma inclinação das superfícies de trabalho 16, 18 (ângulo a). Isso influencia a perfeição da soldadura. Também a capacidade de reprodução dos resultados da soldadura pode ser influenciada pela deformação da cabeça do sonótrodo 14 na direcção y.

De acordo com a invenção está ainda previsto que um sonótrodo 22, que está representado em termos de princípios na Fig.5, com um corpo de base cilíndrico 24. A cabeça do sonótrodo 26 e as superfícies de trabalho 28, 30 que saem da sua superfície frontal 32 apresentam um reforço 34, por meio do qual é reduzida a deformação do sonótrodo 22 na direcção y. Por meio do reforço 34 é diminuída ou limitada, δ a deformação da cabeça do sonótrodo 26 na direcção y, de modo que a própria forma vibratória do sonótrodo 22 é melhorada. A cabeça do sonótrodo 26 assenta de uma forma, que é em si conhecida, como um corpo de formato em tronco trapezoidal ou piramidal ou em forma de trompete, que se projecta da secção interna do corpo de base 24 e uma secção exterior de forma quadrangular ou saliência, a qual apresenta as superfícies de trabalho 28, 30. As correspondentes geometrias podem retirar-se de uma comparação entre as Figs. 2 e 3. Além disso, as superfícies de trabalho 28, 30, correm ao longo do eixo y de modo correspondente ao descrito para a Fig.l.

Por intermédio dos ensinamentos de acordo com a invenção reduzem-se os resultados da inclinação das superfícies de trabalho 28, 30 em relação ao eixo longitudinal do sonótrodo (40) , portanto no eixo y e os resultados da deformação do sonótrodo 22 na direcção z em relação à deformação na perpendicular do eixo z, portanto na direcção do eixo y, são melhorados.

Como se pode ver particularmente nas Figs. 2 a 4, nas quais são usados fundamentalmente os mesmos números de referência da Fig.5, os princípios retirados da Fig.5 para o reforço 34 podem ser realizados de tal modo, que a superfície frontal 32 da cabeça do sonótrodo 26 se saliente uma nervura, que se projecta da cabeça do sonótrodo 26 sobre a superfície frontal 32, a qual apresenta uma secção com uma geometria triangular (Fig.2, 3) ou uma geometria abaulada (Fig.4). Os reforços correspondentes são indicados com os números de referência 36 e 38. Aqui pode ver-se, 9 especialmente a partir das vistas laterais de acordo com as Fig.2 e 4, que cada um dos reforços 36, 38 se salienta das superfícies de trabalho 28, 30 projectando-se progressivamente mais através da superfície frontal 32, em que a extensão máxima se situa no ponto de intersecção com o eixo médio 40 do sonótrodo 22, isto é do seu corpo básico 24. A sobreposição máxima d do reforço 34, 36 acima da superfície frontal 32 da cabeça do sonótrodo 26 deverá atingir 15 mm, muito embora também possam usar-se outras dimensões de acordo com a construção do sonótrodo. Uma sobreposição máxima de 15 mm tem, no entanto, a vantagem de os sonótrodos correspondentes poderem ser inseridos em dispositivos já existentes de soldadura por meio de ultra-sons .

Os reforços 34, 36, 38 deverão especialmente ser colocados de tal modo, que a deformação az do sonótrodo 22 na direcção z se mantenha em relação à deformação ay do sonótrodo 22 na direcção y segundo a relação 3iaz/ay^20. O reforço 34, 36, 38 estende-se, nos exemplos de formas de realização, ao longo de toda a altura da cabeça do sonótrodo 26, mas no entanto há também a possibilidade de que o reforço corra, por exemplo na zona intermédia da superfície frontal 32, começando portanto afastado das superfícies de trabalho 28, 30. Outras geometrias são também possíveis. O lado posterior da secção da cabeça do sonótrodo 26 que apresenta as superfícies de trabalho exteriores 28, 30 pode também ter também um ou mais reforços, que eventualmente 10 podem suprimir o reforço que corre na superfície frontal. Se o reforço se desenvolver no lado posterior, a extensão plana da secção interna da cabeça do sonótrodo é menor do que a extensão plana da secção exterior, que apresenta pelo menos uma superfície de trabalho.

Os ensinamentos da invenção são evidentemente também válidos para sonótrodos com cabeças de sonótrodo, que não apresentem quaisquer geometrias quadrangulares ou em forma de saliência, mas antes uma geometria poligonal, como seja uma geometria hexagonal, cujos ângulos se repartam por exemplo uniformemente ao longo de um circulo, portanto segundo um princípio geométrico que se pode ver, por exemplo, nas DE-A-33 35 254 ou na PE-A-0 083 707.

Lisboa, 28 de Março de 2007

Claims (12)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Ferramenta para um dispositivo de soldadura por meio de ultra-sons sob a forma de um sonótrodo (22) que transmite vibrações ultra-sónicas com pelo menos uma superfície de trabalho (28, 30), para soldar metais, com vibrações ultra-sónicas que correm no sentido do eixo longitudinal do sonótrodo (40), em que o sonótrodo ou uma cabeça de sonótrodo (26) a ele pertencente apresenta uma superfície frontal (32), a qual se desenvolve perpendicularmente ou essencialmente na perpendicular em relação à pelo menos uma superfície de trabalho, caracterizada pelo facto de, para reduzir a deformação da pelo menos uma superfície de trabalho (28, 30) na perpendicular do eixo longitudinal do sonótrodo (40), a superfície frontal (32) do sonótrodo (22) ou da cabeça do sonótrodo (26) ou o seu lado posterior, apresentar pelo menos um reforço (34, 36, 38) .

2. Ferramenta de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada pelo facto de o reforço (34, 36, 38) ser uma nervura.

3. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de o reforço (36) apresentar uma geometria triangular no sentido do comprimento do eixo longitudinal do sonótrodo.

4. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de o reforço (36, 38) se salientar de forma gradual a partir da borda periférica da superfície frontal (32) ou da superfície de trabalho (28, 30) do sonótrodo (22), na direcção do eixo 2 longitudinal do sonótrodo (40), ao longo da superfície frontal (32) .

5. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de o reforço (36, 38) se desenvolver particularmente na perpendicular da superfície de trabalho (28, 30) .

6. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto o reforço (36, 38) ser construído com o formato de linhas.

7. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de o reforço (36, 38) se salientar de toda ou praticamente toda a superfície frontal (32) .

8. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de o reforço (36, 38) ser construído simetricamente em relação a um plano de simetria, no qual corre o eixo longitudinal do sonótrodo (40) .

9. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores 1 a 5 e 7-8, caracterizada pelo facto o reforço (38) ser construído à maneira de um rolete ou com um formato linear.

10. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de o sonótrodo (22) ser reforçado de tal modo que, ao ser excitado por ultra-sons, mantém uma relação da deformação az do sonótrodo na direcção do eixo longitudinal (40) relativamente à 3 deformação ay perpendicular à superfície de trabalho (28, 30), de 31az/ay^20.

11. Fe rramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de a extensão máxima d do reforço (36, 38) acima da superfície frontal (32) de 3 mm < d ^ 25 mm, de preferência 5 mm < d < 15 mm.

12. Ferramenta de acordo com uma das Reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de a extensão d do reforço (36, 38) atingir, no máximo, 10 mm ao longo da superfície (32). Lisboa, 28 de Março de 2007