PT2675971T - Acessório que consiste num acessório de fecho - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

ACESSÓRIO QUE CONSISTE NUM ACESSÓRIO DE FECHO A presente invenção refere-se a um acessório que consiste num acessório de fecho.

Pormenorizadamente, a invenção refere-se a um acessório de fecho no sentido mais lato do termo, isto é, compreendendo: mecanismos acionadores, puxadores, barras antipânico, cadeados, punhos, puxadores e maçanetas para portas e janelas, puxadores integrados, puxadores para guarda-fatos, armários e outros. É sabido que estes acessórios são produzidos atualmente usando materiais com capacidade para satisfazer os requisitos físicos e mecânicos fundamentais, como a duração e a resistência ao desgaste e para possibilitar a obtenção de peças com formas complexas e características estéticas superiores.

Portanto, os materiais usados presentemente no fabrico destes acessórios são os diferentes tipos de latão, isto é, ligas de zinco-cobre às quais, dependendo das características pretendidas, são adicionados outros elementos como manganésio, estanho, ferro, alumínio e chumbo.

Estas ligas particulares podem ser trabalhadas quer por fundição em câmara fria quer por moldagem a quente. Mais concretamente, a moldagem a quente é mais dispendiosa em comparação com a fundição porque requer um elevado número de operações de trabalho mecânico na peça, mas produz acessórios de elevada qualidade devido à maior compacidade do material.

Nos últimos anos, devido ao enorme aumento nos custos do latão e, em particular, do cobre, a produção destes acessórios tem sido cada vez mais orientada para a utilização de materiais alternativos como, por exemplo, o

'S t E I G i I

Zamak , urn material que identifica uma família de ligas a base de zinco que possuem alumínio, cobre e magnésio como os elementos principais da liga. Os pedidos de patente GB-A-427238_!_ BE-A-439656_j_ US-A5765623 e GB-A-512758 descrevem outros materiais. 0 Zamak0, ao contrário do latão, apresenta custos reduzidos, ponto de fusão baixo e elevada fluidez, sendo particularmente adequado para produzir acessórios por fundição em câmara quente, com este processo a possibilitar a obtenção de peças muito complexas com economias consideráveis nas operações do trabalho de acabamento.

Por fim, para conferir o aspeto estético pretendido, I Φ , os jatos de Zamak sao submetidos usualmente a um processo de revestimento e, em alguns casos, a processos de pintura de modo a aumentar a sua qualidade estética. A técnica conhecida mencionada anteriormente apresenta alguns inconvenientes importantes.

De facto, os acessórios feitos com Zamak0 possuem uma elevada porosidade que leva ao aumento da formação de bolhas no interior do acessório e que, depois de este ter solidificado, determina uma deterioração importante das propriedades físico-mecânicas do produto acabado. > cã) ,

Outro defeito dos acessórios feitos de Zamak reside na impossibilidade de realizar operações de soldadura e a baixa resistência a oxidaçao.

Um defeito adicional dos acessórios feitos de Zamak consiste no facto de, devido aos parâmetros reticulares da sua estrutura cristalina, serem pouco deformáveis plasticamente. Em particular, estes acessórios apenas podem ser produzidos mediante fundição, o que leva à formação de defeitos internos como porosidade, o que limita a integridade do acessório.

De uma forma geral, os acessórios não revestidos feitos de Zamak0 caracterizam-se pela deterioração superficial que dá lugar à degradação das propriedades estéticas e das propriedades mecânicas e tribológicas. Assim, torna-se necessário revestir os acessórios mencionados imediatamente após à sua produção, precisamente para neutralizar a oxidação superficial ou a deterioração geral. A deterioração descrita acima é agravada adicionalmente porque estes acessórios, devido à sua instalação no exterior e às funções mecânicas que as partes de fecho desempenham, são submetidos frequentemente a impactos, atrito e vários esforços que podem originar a rutura do próprio acessório.

Para evitar as desvantagens mencionadas têm sido criadas ligas de zinco que apresentam melhores caracteristicas mecanicas em comparaçao com o Zamak .

Nalgumas destas ligas as propriedades de trabalhabilidade e físico-químicas elevadas são obtidas através de elementos particulares como chumbo, bismuto e ainda outros elementos.

Em particular, a patente US-B3880679 divulga uma liga de zinco particular que usa bismuto para melhorar as características químicas do composto.

No entanto, o chumbo é considerado perigoso para o ambiente, em particular durante a etapa de eliminação. Adicionalmente, a forma de eliminar o bismuto ainda não é clara tal como não o são os potenciais efeitos perigosos deste último para o ambiente. A patente JP-A-06049572 divulga outro tipo de liga. Estas ligas possuem boas características físico-mecânicas, que resultam em particular do elevado teor de cobre ou de um teor de alumínio particularmente elevado. No entanto, estas ligas não podem ser trabalhadas com ferramentas que atuem com a remoção de aparas e por moldagem ou deformação a quente, mas apenas por fundição.

Nesta situação, a tarefa técnica subjacente à presente invenção corresponde à conceção de um acessório que consista num acessório de fecho que consiga superar de forma significativa as desvantagens mencionadas.

Dentro do âmbito desta tarefa técnica, a invenção tem como objetivo importante proporcionar um acessório de fecho que, apesar dos impactos ou do possível contacto com agentes corrosivos, mantenha propriedades estéticas elevadas e um acabamento superficial ótimo de forma durável.

Outro objetivo importante da invenção é obter um acessório de fecho que possua elevadas qualidades estéticas e simultaneamente um preço competitivo.

Um objetivo adicional da invenção é fabricar um acessório que consista num acessório de fecho tanto por fundição como por moldagem, que seja isento de porosidade interna ou de outros defeitos que possam originar ruturas ou outros problemas semelhantes. A tarefa técnica e os objetivos especificados são obtidos por um acessório que consiste num acessório de fecho conforme reivindicado na Reivindicação 1 anexa.

As formas de realização preferidas são destacadas nas reivindicações secundárias.

As características e as vantagens da invenção serão seguidamente esclarecidas por meio da descrição detalhada de uma forma de realização preferida da invenção, com referência aos desenhos acompanhantes, em que: a Fig. 1 mostra um acessório para elementos de acesso a divisões/espaços interiores de acordo com a invenção; e a Fig. 2 representa um processo para o fabrico de um acessório de acordo com a invenção.

Com referência às figuras mencionadas, o acessório que consiste num fecho ou semelhante de acordo com a invenção é identificado geralmente com o número de referência 1.

Conforme sabido, os fechos geralmente compreendem puxadores, mecanismos de abertura e de fecho interior, cadeados ou semelhantes.

Em particular, o acessório 1 pretende proporcionar um objeto adaptado para ser instalado perto de um elemento de acesso, como uma porta ou janela, uma gaveta ou porta de guarda-fatos ou armário, que abre ou fecha alternativamente uma abertura e, portanto, impede ou permite o acesso a um espaço/divisão, respetivamente. 0 acessório 1 pode assim ser instalado na parede exterior de uma casa ou um edifício, numa vedação de um jardim ou qualquer outra parede ou meio semelhante adaptado para, pelo menos parcialmente, definir o perímetro de um espaço como uma casa, quarto ou escritório. 0 acessório 1 é, portanto, o puxador ou mecanismo interior para abrir e fechar portas, janelas e folhas respetivas, por exemplo; ou adicionalmente consiste em barras antipânico, maçanetas, puxadores integrados, cadeados. 0 acessório 1 tem uma forma ou um corpo 2 que define o formato do dito acessório 1 e um revestimento 3 que cobre pelo menos parte da forma ou corpo 2. A forma 2 é feita de uma liga de zinco que compreende alumínio numa percentagem incluída entre 13 % e 25 %, magnésio numa percentagem inferior a 0,1 % e cobre numa percentagem incluída entre 0,2 % e 3,5 %, e uma percentagem de zinco incluída substancialmente incluída entre 70 % e 87 %. De preferência, a percentagem de zinco nesta liga está incluída entre 75 % e 85 %.

Em detalhe, duas composições preferidas possuem as seguintes quantidades percentuais. Primeira composição: alumínio 15 % ± 1 %, magnésio 0,04 % ± 0,02 %, cobre 1 % + 0,5 %, zinco para o remanescente. Segunda composição: alumínio 22 % ± 1 %, magnésio 0,04 % ± 0,02 %, cobre 2 % ± 0,5 %, zinco para o equilíbrio.

Na dita liga, além do zinco, alumínio, cobre e magnésio, também podem estar presentes impurezas, isto é, outras substâncias diferentes das listadas acima e presentes em percentagens inferiores a 0,05 %. Mais detalhadamente, entre as impurezas, é possível encontrar: ferro com uma concentração máxima de 0,02 %, porque torna a liga mais quebradiça; cádmio presente numa percentagem que não supere 0,0015 % porque deteriora as propriedades mecânicas e induz a corrosão intercristalina,· e estanho, presente na liga numa concentração máxima de 0,002 %, porque deteriora as propriedades mecânicas e induz a corrosão intercristalina; chumbo, bismuto e níquel, cada com um teor inferior a 0,004 % e de preferência de 0,001 %. 0 revestimento 3 é realizado preferivelmente, pelo menos, na porção visível, se existir, do acessório, isto é, a superfície do acessório 1 adaptada para não se encostar ao objeto com o qual esteja acoplado como uma porta ou uma parede. Em alternativa, é realizado em elementos mecânicos particularmente submetidos a esforço.

Este revestimento 3 compreende uma camada de base 3a obtida através de galvanoplastia e uma película 3b depositada na mesma preferivelmente através de um processo de alto vácuo. Mais detalhadamente, a película 3b define a superfície exterior do acessório 1, enquanto a camada 3a está encerrada entre a película 3b e a forma ou corpo 2, conforme mostrado na Fig. 2.

Em detalhe, a camada de base 3a depositada pela conhecida técnica de galvanoplastia compreende cobre e/ou níquel e/ou crómio, enquanto a película 3b é do tipo metálico e compreende preferivelmente, de acordo com um exemplo não exaustivo: Ti, TiN, TiCN, Cr, CrN, CrCN, TiO, SiOx, DLC, etc. A espessura da camada 3a está substancialmente incluída entre 5 pm e 4 0 pm, enquanto a espessura da película 3b está substancialmente incluída entre 0,2 pm e 2 pm. Em alternativa, o revestimento 3 compreende uma camada simples aplicada através de pintura eletroforética, de forma a obter um impacto ambiental reduzido. A invenção compreende um novo processo 10 de fabrico de um acessório 1 para elementos de acesso a ambientes e espaços interiores. 0 processo 10, mostrado de forma diagramãtica na Fig. 2, compreende uma etapa de formação 11 em que, pelo menos, é feita uma forma ou corpo 2 do acessório 1 e uma etapa de acabamento superficial 12 adaptada para criar um revestimento 3 que cobre, pelo menos, parte da dita forma ou corpo 2. A etapa de formação 11 é obtida por deformação plástica e preferivelmente por deformação plástica a quente, conforme ocorre na moldagem a quente, por exemplo.

Na moldagem a quente, a liga, de modo a melhorar a sua maleabilidade, é aquecida até uma temperatura usualmente superior a dois terços da temperatura de fusão, neste caso entre 200 °C e 400 °C, sendo subsequentemente introduzida entre dois meios-moldes onde é comprimida até ganhar o feitio do molde, ou seja, o feitio da forma ou corpo 2 do acessório 1 pretendido pelo fabricante.

Como uma alternativa à deformação plástica a quente, a etapa de formação 11 contempla o fabrico da forma 2 por fundição. A fundição, também referida como "fundir num molde de ferro sob pressão", é um processo particular numa forma permanente em que a liga de zinco, depois de ter sido derretida, é injetada sob alta pressão ou meramente sob gravidade num molde metálico.

Este trabalho particular pode decorrer tanto numa câmara quente como numa câmara fria. Em particular, na fundição em câmara quente, o forno de fusão faz parte da máquina e o dispositivo de injeção está posicionado sobre o cadinho ou recipiente de fusão, encontrando-se assim à mesma temperatura que a liga derretida. Em detalhe, o recipiente de fusão aquecido por um forno contém a liga fundida que, através de um orifício, entra para a câmara de injeção e é depois comprimida para o molde por meio de um injetor adequado, a uma pressão normalmente incluída entre 2 MPa e 15 MPa. Na fundição em câmara fria, ao contrário da fundição em câmara quente, a liga de zinco é fundida num cadinho que está separado do molde. Mais detalhadamente, neste caso, a liga derretida, após ser removida do cadinho, é introduzida numa câmara de injeção através de um orifício adequado e depois posicionada no interior da cavidade do molde a uma pressão substancialmente incluída entre 15 MPa e 150 MPa.

Em conclusão, a etapa de formação 11 é realizada preferivelmente através de fundição em câmara quente ou, em alternativa, moldagem a quente, conforme descrito previamente ou ainda por meio de ferramentas que funcionem por remoção de aparas como máquinas de CNC (Controlo Numérico Computorizado).

Mais preferivelmente, na etapa de formação, a liga de zinco usada na fundição em câmara quente possui uma percentagem de alumínio entre 13 % e 25 %.

Outras técnicas aplicáveis são a usinagem por remoção de aparas ou semelhantes, como os processos de corte ou torneamento.

Por fim, depois de a formação da forma 2 ter sido completada, por fundição ou por moldagem, a etapa de formação pode contemplar uma operação de limpeza final na qual as rebarbas ou outras imperfeições resultantes da adoção das técnicas de trabalho mencionadas acima são eliminadas.

Quando a etapa de formação 11 e as subsequentes operações de acabamento mecânico tiverem sido completadas, devem ser realizadas outras operações de acabamento, que compreendem o alisamento da superfície e o subsequente polimento realizado mecanicamente por meio de escovas, usando processos manuais ou robotizados, ou por meio de tratamentos em massa em vibradores usando aparas abrasivas; depois tem início a etapa de acabamento superficial 12 na qual a camada 3 é feita.

Em detalhe, a etapa de acabamento superficial 12 compreende preferivelmente uma subetapa de cobertura 12a adequada para depositar a camada de base 3a ou, em alternativa, uma subetapa de revestimento 12a adaptada para formar a película 3b. Mais preferivelmente, a etapa de acabamento superficial 12 contempla a subetapa de cobertura 12a e a subetapa de revestimento 12b que vantajosamente ocorre depois da dita subetapa de cobertura 12a. A subetapa de cobertura 12a é obtida preferivelmente pela técnica de galvanoplastia que, através da deposição eletrolítica, permite que a forma 2 seja coberta por uma camada 3a que consiste em cobre e/ou níquel mais crómio. A subsequente subetapa de revestimento 12b forma a película 3b por deposição de alto vácuo e preferivelmente através de um processo de PVD ou PECVD. A expressão "deposição de alto vácuo" é utilizada para identificar os processos de revestimento realizados em câmaras de vácuo, isto é, em ambientes com muito baixa pressão interna e, mais especificamente, em câmaras de alto vácuo com uma pressão interna substancialmente incluída entre IO"1 Pa e lCTa Pa. Entre os mais importantes processos de alto vácuo encontram-se aqueles referidos como PVD ou PECVD.

Os processos PVD ou PECVD (são os acrónimos ingleses de "Deposição Física de Vapor" e "Deposição Química de Vapor Assistida Por Plasma", respetivamente) são processos de deposição atómica nos quais o material a depositar é evaporado de uma fase sólida e transferido, na fase de vapor, para as peças a cobrir onde se deposita para formar uma película fina.

Alternativamente, na etapa de cobertura 12a é depositado um revestimento que vai constituir diretamente uma camada exterior do acessório 1. A invenção obtém importantes vantagens.

De facto, o acessório 1 caracteriza-se pelo facto de as matérias-primas de produção terem um custo inferior ao dos acessórios conhecidos.

Esta vantagem é potenciada também por virtude da elevada trabalhabilidade da referida liga que, devido aos teores ótimos de alumínio e cobre, pode ser transformada de uma forma simples e fácil.

Em particular, o teor de alumínio é, em qualquer caso, limitado a não mais de 25 % e preferivelmente a 23 %, de forma a assegurar uma boa deformabilidade a quente e uma temperatura de fusão não demasiado elevada.

Adicionalmente, o teor de cobre não supera 5 %, de forma a obter aparas ideais nos processos de transformação por remoção de aparas.

Além das razões mencionadas acima, a redução dos custos é obtida dada a possibilidade de a liga de zinco ser trabalhada tanto por moldagem a quente como por fundição ou mesmo por extrusão. Mais detalhadamente, a utilização desta técnica origina uma redução dos custos, porque a fundição em câmara quente assegura um controlo quase ótimo da temperatura de trabalho e elevadas taxas de produção, enquanto a moldagem a quente, impossível para acessórios feitos de Zamak®, pode ser automatizada em grande medida e, portanto, permite uma elevada produtividade.

Outras vantagens associadas à possibilidade de trabalhar a liga de zinco por deformação plástica a quente são as temperaturas de trabalho inferiores às do latão e a consequente economia de energia e, acima de tudo, as propriedades físico-mecânicas superiores que proporcionam uma maior duração do acessório 1 em comparação com os acessórios conhecidos. De facto, a liga e as condições de trabalho adotadas permitem fazer os acessórios 1 desprovidos de defeitos internos e, portanto, de muito elevada qualidade.

Uma vantagem adicional do acessório 1 reside na superior conveniência e facilidade de utilização, asseguradas pelo seu peso reduzido que, em comparação com os acessórios feitos de latão e de Zamak® é cerca de 20 % e 15 % inferior, respetivamente.

Além das vantagens precedentes, o acessório 1, ao contrário daqueles usados até agora, caracteriza-se por uma elevada qualidade estética.

Adicionalmente, o acessório 1 possui elevadas propriedades de resistência à oxidação mesmo quando não estiver revestido. Portanto, é possível armazenar grandes quantidades de acessórios não revestidos 1 e realizar o revestimento 3 não imediatamente após o fabrico da forma 2, mas apenas no momento da venda ou utilização, de modo a otimizar a logística associada ao armazenamento.

Pelo contrário, esta gestão não é possível com ® acessórios feitos de Zamak que, como acessórios não revestidos, iriam sofrer corrosão ou deterioração durante o armazenamento.

Outra vantagem importante associada à utilização da liga de zinco inovadora é representada pela possibilidade de realizar a soldadura ou outras operações de trabalho semelhantes que não são possíveis nas ligas usadas presentemente, como o Zamak®, por exemplo.

Uma vantagem adicional reside no facto de a liga de zinco ser caracterizada por teores de chumbo, bismuto e cádmio muito inferiores aos do Zamak® ou outras ligas de zinco. Mais detalhadamente, esta vantagem resulta numa eliminação mais simples e, consequentemente, num menor impacto ambiental do acessório 1 feito com a utilização da liga inovadora, em comparação como os acessórios feitos de

® B I

Zamak ou outras ligas de zinco. Adicionalmente, enquanto ® , , , no Zamak ou noutras ligas de zinco, o chumbo ou bismuto são necessários para as operações de transformação, na presente liga o chumbo e o bismuto podem ser completamente eliminados, de acordo com os limites tecnológicos do estado da técnica.

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo requerente serve apenas para a conveniência do leitor. Não faz parte o documento de patente europeia. Embora tenha sido aplicado um cuidado extremo ao compilar as referências, nâo foi possível excluir erros ou omissões e o IEP exime qualquer responsabilidade a este respeito.

Documentos de patente citados na descrição • GB 427238 A [0006] • BE 439656 A [0006] • US 5765623 A [0006] • GB 512758 A [0006] • US 880679 B3 [0017] • JP 06049572 A [0019]

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Um acessório que consiste num acessório de fecho (1) submetido a contacto manual que compreende um corpo ou forma (2) que define o formato do acessório (1) mencionado e em que a forma (2) mencionada é feita de uma liga de zinco que compreende alumínio numa percentagem incluída entre 13 % e 25 %, magnésio numa percentagem inferior a 0,1 %, cobre numa percentagem entre 0,2 % e 3,5 % e que não compreende bismuto, níquel ou chumbo ou que mantém cada um estes elementos numa percentagem inferior a 0,004 % e que, além do zinco, alumínio, cobre e magnésio, podem estar presentes impurezas em percentagens inferiores a 0,05 %.
2. 2. Um acessório (1) de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, em que a percentagem de zinco na liga mencionada está substancialmente incluída entre 70 % e 87 %.
3. 3. Um acessório (1) de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, em que a liga mencionada não compreende bismuto ou chumbo ou que mantém cada um destes elementos numa percentagem inferior a 0,001 %,
4. 4. Um processo (10) para fabricar um acessório que consiste num acessório de fecho (1) que está submetido a contacto manual; o processo mencionado compreendendo uma etapa de formação (11) na qual é feito, pelo menos, um corpo ou forma (2) do acessório (1) mencionado; em que a forma (2) mencionada é feita de uma liga de zinco que compreende alumínio numa percentagem incluída entre 13 % e 25 %, magnésio numa percentagem inferior a 0,1 %, cobre numa percentagem entre 0,2 % e 3,5 % e que não compreende bismuto, níquel ou chumbo ou que mantém cada um destes elementos numa percentagem inferior a 0,004 % e em que, além de zinco, alumínio, cobre e magnésio, podem estar presentes impurezas em percentagens inferiores a 0,05 %.
5. 5. Um processo (10) de acordo com a reivindicação anterior, em que a etapa de formação (11) mencionada é realizada mediante deformação plástica sob aquecimento.
6. 6. Um processo (10) de acordo com uma ou mais das reivindicações 4-5, em que a etapa de formação (11) mencionada compreende a fundição em câmara quente.
7. 7. Um processo (10) de acordo com uma ou mais das reivindicações 4-6, em que a etapa de formação (11) mencionada contempla a usinagem por remoção de aparas.