RO132708A2 - Dispozitiv pentru titanizarea spaţială a pieselor cu formă sferică - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv pentru titanizarea spaţială a pieselor cu formă sferică. Dispozitivul, conform invenţiei, cuprinde un platou (1) rotitor cu sens de mişcare orar, pe care sunt dispuse patru platane (2) de mici dimensiuni, pe care se aşază piese supuse titanizării, care au mişcare de rotaţie în sens antiorar, atât platoul (1), cu diametru Dp, cât şi platanele (2), cu diametru Dpl, fiind acţionate sincronizat de către transmisia planetară a unui batiscaf (3), care are o formă cilindrică cu diametru Dc şi care este o incintă vidată în care se produce bombardarea cu ioni de titan asupra pieselor mici aşezate în camera de lucru, piesele fiind limitate dimensional la mărimea platanelor (2), iar numărul pieselor procesate simultan fiind limitat la numărul de platane (2) disponibile şi la câte piese pot să încapă în batiscaf (3); astfel, o piesă (4) sferică, o bilă cu/fără prelucrări complexe de suprafaţă, este aşezată pe un platou (5) înclinat, cu una sau mai multe alveole, alveola fiind un locaş de ghidare a bilei, prevăzut cu adâncime/umeri care să evite căderea bilei de pe planul înclinat, bila se sprijină şi rulează pe un platou (6) rotitor, cu suprafaţa rugoasă, de aceeaşi mărime, situat sub primul platou ce are o carcasă centrală în care se montează un rulment (17) radial, în interiorul căruia se introduce axul central al platoului (6) rotitor, acţionat prin angrenajul cu dantura interioară, compus dintr-o coroană (7) dinţată condusă, cu diametru Dcd şi pinionul de atac, cu diametru Dm, care este o roată (8) motoare acţionată de către platan (2) printr-un ax (9) flanşat central pe axa platanului, platoul (5) cu patru alveole dispuse pe diametru Db rotindu-se sincron cu platoul (1) central al batiscafului (3), iar poziţia înclinată la platou (5) esteasigurată printr-un reazem (10) la nivel 1 superior, respectiv printr-un reazem (11) fix la nivel 2, inferior, ambele reazeme (10, 11) descărcând sarcina direct la platou (1) prin nişte suporţi (12).

Description

Data depozit

DISPOZITIV PENTRU TITANIZARE SPAȚIALA A PIESELOR CU FORMA SFERICA

Invenția se referă la un dispozitiv pentru expunere spațiala a pieselor cu forme sferice si dimensiuni majorate maximal, supuse emisiei ionilor de titan, in batiscaful instalatieiPVD de titanizare si se aplica in domeniul construcțiilor de mașini. Orice instalație de titanizare cunoscuta, nu are un sistem eficient si flexibil care sa permită efecuarea metalizărilor dure la piese cu forma sferica, capabile sa ocupe volumul util al incintei vidate a batiscafului. Dispozitivul propus, este unitar, modulat și poate Ii aplicat la toate tipurile de instalații de titanizare cunoscute. Numai după fabricarea acestui dispozitiv, destinat procesării pieselor sferice cu dimensiuni (diametre d) majorate, poate Ii eliminata restricția procesării formelor sferice, impuse de fabricant la instalații cunoscute, la care sunt admise doar piese de mici dimensiuni la marimea platanului, exlusa fiind forma sferica la piese. Ele ocupau doar spațiul util pe un platan. In instalațiile actuale, NU pot fi titanizate piese cu forme sferice. Se extinde cu 70% gama aplicațiilor posibile la instalația de titanizare, inclusiv pentru piese sferice, cu dimensiuni majorate la limita superioara a mărimii platoului central al batiscafului. NU necesita achiziție de instalații noi (de titanizare). Scad cheltuielile de investiții cu 30%.

Descrierea soluției existente

La toate instalațiile de titanizare actuale, spațiul disponibil in batiscaf este limitat si permite operarea cu piese mici, la marimea platanului existent. Când se lucrează cu piese mai mari, avand forme sferice si dimensiuni majorate cu 70%, nu mai poate fi utilizata instalația cunoscuta, fiind necesara o noua instalație cu batiscaf mărit. Singura soluție este achiziționarea unei noi instalații cu platan la dimensiunea piesei sferice. Daca s-ar introduce

a 2016 00991

08/12/2016 in batiscaf piese sferice, ele nu pot fi expuse spațial spre tunul de ionizare si ar ramane netitanizate in zona locaselor/alveolelor de fixare. Piesa sferica se titanizeaza asimetric, numai pe jumatatea statica expusa ionizării si va fi un rebut. Nu sunt condiții de operare cu piese de forma sferica pe o instalație cunoscuta cu batiscaf normal, fara ajutorul dispozitivului nou propus.

Dezavantajele instalațiilor de titanizare obișnuite, fără dispozitivul de expunere spațiala a pieselor cu forma sferica, sunt:

-nu permite operare pieselor sferice cu diametre (d), mai mic sau mai mare decât marimea platanului;

-risipă de resurse umane, materiale și financiare la lucru cu instalații mai mari (si dispozitiv nou) adecvat piesei;

-risipă de energie electrica la operare cu o singura piesa, așezata pe platan- alta nu încape; -pierderi colaterale: spațiu disponibil in batiscaf neutilizat si consum de material ionizant (titan).

Sunt cunoscute preocupări și soluții tehnice care au contribuit la modernizarea acestor instalații de titanizare. Totuși, ele nu au reușit să elimine restricția privind utilizarea formei sferice si a dimensiunilor maximale admise la piesele care pot fi introduse in batiscaf.

Sunt cunoscute în lume doua tipuri de rezolvări pentru operare cu piese sferice :

- cu platan perforat sau alveole/locasuri la marimea pieselor sferice, insa incorect titanizate -dezvoltarea tipo-seriilor de instalații cu dimensiuni (L x 1 x h) si cu volume majorate in trepte la batiscaf.

Astfel, la producători consacrați, avem următoarele rezolvări:

-VTD Germania- are in fabricație volume variate si majorate in trepte, la batiscaf;

-BULATT 6 Rusia- cu aceleași volume variate la batiscaf dar limitate maximal la 100 dm³;

In Romania nu se fabrica instalații de titanizare. Ele sunt achiziționate, direct sau indirect, de la aceeași producători.

Nici un model analizat nu dispune de un sistem, sigur și eficient, pentru expunere spațiala a pieselor sferice, (SR=sferic cu raza R) majorate la volumul util al incintei si așezate pe spațiul limitat al platanului, gata sa preia emisia ionilor de titan in batiscaful unei instalații PVDde titanizare, cunoscute.

Descrierea soluției proiectate

Un sistem optim trebuie să elimine dezavantajele enumerate anterior. Toate firmele s-au concentrat pe dezvoltarea tipo-seriilor de instalații cu volume utile si/sau platane cu

a 2016 00991

08/12/2016 $

Cel mai comod, sigur și operativ mod de operare cu piese sferice, pe instalații care nu admit mărimi superioare la piesele supuse titanizarii, descris de invenție, constă în forma nouă, originală a mecanismelor noi introduse intr-un batiscaf de mărime data, cunoscuta. Dispozitivul are o structură unitară și modulată, suplă și fiabilă(fig.l) este interschimbabil și compatibil, cu adaptări rapide și costuri minime, pe orice instalație de titanizare, cunoscută. Noutatea constă în crearea si introducerea unei dispozitiv specific, in structura instalației cunoscute pentru titanizarea pieselor, caracterizată prin aceea că realizează rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței interesate a piesei sferice spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului. Este posibila titanizarea unei singure sfere(bile) la marimea (SR), cu sau fara goluri la suptafata piesei, avand dimensiuni majorate maximal la marimea maxima d/2. Se elimina astfel restricția impusa de fabricant prin care el evita titanizarea pieselor sferice. Cu adaptari specifice, soluția tehnica permite aranjarea in sir circular a pieselor de forma sferica pe platanul cu alveole, din interiorul batiscafului, când se poate realiza titanizarea simultana la piese multiple cu diametre (SR) avand valori identice sau de mărimi diferite.

Soluția tehnică:

Pe un platou rotitor(l) cu sens de mișcare orar, sunt dispuse patru platane(2) de mici dimensiuni, pe care se aseaza piese supuse titanizarii. Platanele(2) au mișcare de rotatie in sens antiorar. Atat platoul, cu diametru Dp, cat si platanele, cu diametru Dpi, sunt acționate sincronizat de către transmisia planetara a batiscafului(3), care are o forma cilindrica cu diametru Dc. Batiscaful este o incinta vidata in care se produce bombardarea cu ioni de titan asupra pieselor mici așezate in camera de lucru. Uzual, piesele sunt limitate dimensional la marimea platanelor, iar numărul pieselor procesate simultan este limitat, la numărul de platane disponibile si/sau la cate piese pot sa incapa in batiscaf.

Turatia platoului central este nl. Turatia platanelor n2 are valoare mai mare, data de relația: n2= i x nl in care: i = raport de transmitere al angrenajul cilindric interior.

Același raport de transmitere se calculează cu relația:

i= z2 : z1 in care: z2=numar dinți la platan(2), condus;

zl=numar dinți la platou(l), conducător.

La instalația de titanizare tip VTD-Germania, raportul de transmitere este i=2

Așadar, turatia la platane este de 2 ori mai mare decât la platoul central.

a 2016 00991

08/12/2016

Dispozitivul propus mărește gama de utilizare a instalației, inclusiv pentru piese sferice la marimea platanului sau cu diametre maxime (d/2) mai mari, supuse titanizarii, cu respectarea condiției de expunere spațiala a piesei către tunul de titanizare.

Astfel, piesa sferica(4), o bila cu/fara prelucrări complexe de suprafața, este așezata pe un platou inclinat(5) perforat/ cu una sau mai multe alveole). Alveola este un locaș de ghidare a bilei, prevăzut cu adancime/umeri care sa evite caderea bilei de pe planul înclinat. Bila se sprijină si ruleaza pe un platou rotitor(6), cu suprafața rugoasa, de aceași mărime situat sub primul platou. Acesta imprima bilei o mișcare de rotatie continua pe durata procesului de titanizare. Componenta orizontala a greutății bilei coroborat cu rularea ei pe un plan înclinat, contribuie a realizarea rotațiilor pe traiectorii complexe ale suprafeței sferice a piesei, supuse bombardării cu ioni de titan in incinta vidata a batiscafului. Platoul perforat are o carcasa centrala in care se montează un rulment radial( 17). In inelul interior al rulmentului, se introduce axul central al platoului rotitor(6) cu suprafața rugoasa. Astfel, cele doua platouri Înclinate se pot roti controlat si independent unul de celalalt. Mișcarea de rotatie a piesei sferice, in sens orar, este asigurata de suprafața rugoasa a platoului rotitor, platou acționat prin angrenajul cu dantura interioara compus din coroana dintata condusa(7) cu diametru divizare (Dcd), si pinionul de atac cu diametru divizare(Dm). Pinionul este o roata motoare(8) actionata de către platanul rotitor(2) prin ax cardadic(9) flansat central pe axa platanului. Platoul inclinat(5), cu patru alveole dispuse pe diametru (Db), se rotește sincron cu platoul central(l) al batiscafului. Poziția înclinată la platou(5) este asigurata prin reazem fix(10) la nivel 1 (superior) si respectiv prin reazem fix(l 1) la nivel 2 (inferior). Ambele reazeme descarcă sarcina direct la platanul central(l), prin suportii(12).

Daca situația o cere, acționarea platoului rotitor(6), cu suprafața rugoasa, se poate face prin doua axe cardanice. In acest caz, apare un suport(13), suplimentar. Fiecare roata motoare(8) sprijină pe lagare cu rostogolire, cu rulmenți, prin suporti(13 si/sau 14), care descarcă sarcina la același platan central(l).

Transferul cuplului motor la piesele sferice(4), are ca efect rostogolirea bilelor de mărime SR pe suprafața rugoasa a platanului rotitor(6), pe traiectorii circulare complexe, întreg sistemul, așezat pe platoul central, este in mișcare de rotatie continua. Rotațiile combinate ale bilelor așezate pe platoul înclinat, determina expunerea lor spațiala, către tunul de emisie a ionilor de titan din incinta vidata a batiscafului. Se asigura astfel expunere la 360° a piesei sferice, la o rotatie completa a platoului. Poziționarea excentrica a tunului de ionizare(15), in plan vertical in interiorul batiscafului, la adancime(h) reglabila si cu excentricitate(e) fixa, conferă orientare spațiala a pieselor sferice, cu dimensiu

a 2016 00991

08/12/2016 limita maxima(d/2), care pot sa incapa in interiorul batiscafului de titanizare. Tunul de titanizare este staționar, fiind montat pe carcasa batiscafului, așezata si ea pe masa de lucru(16), fixa. Rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței interesate a piesei sferice spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului(max.90 minute) face posibila titanizarea unei singure bile cu diametru maxim (d/2). In cazul bilelor multiple, așezate in sir circular, cu diametru (Db), pe un platou perforat, diametru (la bile) va fi mai mic, la valoare (SR).

Scopul invenției este atingerea unor obiective :

-găsirea soluției tehnice optime de așezare a pieselor sferice pe doua platane înclinate, din care unul este cu alveole iar altul cu suprafața rugoasa, in interiorul batiscafului;

-găsirea soluției tehnice optime de rotire a piesei sferice sau a pieselor multiple de aceeași forma, prin cele doua platouri care se rotesc independent intre ele dar avand legătură comuna (prin lagar de rostogolire cu rulment);

-găsirea formei adecvate la lagare si angrenaje, cu transfer de cuplu fara motorizări suplimentare;

-adaptarea unui sistem de sprijin a pieselor sferice cu unghi reglabil de înclinare, cu lungimi variabile intre reazeme, pentru a înlătura dezavantajul ne-admiterii piesele sferice in batiscafurile actuale, cunoscute, supuse titanizarii;

-să asigure 100% acționarea ferma si rotirea piesei(lor) sferice pe suprafața rugoasa de rulare comparativ cu procentajul de 0% întâlnit la instalațiile clasice, care nu dispun de acest dispozitiv;

-să elimine(0%) riscul de patinare pe fluxul de putere al mecanismelor noi introduse; -obiectivul cu impact maior constă în extensia aplicațiilor la piese sferice, supuse titanizarii pe o instalație cunoscuta cu limitări dimensionale si spațiale impuse (de fabricant). Astfel pot fi procesate, piese sferice majorate maximal, la marimea (d/2) raportat la volumul batiscafului disponibil.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a realiza un dispozitiv complex în formă constructivă nouă, originală, pentru rotirea piesei sferice, cu așezare pe doua platane înclinate, din care unul este cu alveole de ghidare iar altul este un platan rotitor cu suprafața rugoasa dar fara motorizare suplimentara (culege mișcarea existenta la platan si o transfera prin ax cardanic). Fără acest dispozitiv, in batiscaful instalației de titanizare pot fi procesate piese de dimensiuni mici, la marimea platanului dat, nu insa si piese sferice (bile) mari, la marimea disponibila a incintei batiscafului considerat.

Altă problemă constă în adoptarea unei structuri unitare și modulate, suple și fiabile, care să

a 2016 00991

08/12/2016 compatibil (cu adaptări rapide și costuri minime) pe orice tip de instalație de titanizare cunoscuta. Noutatea constă în introducerea mecanismelor, transmisiilor, lagărelor si suportilor reglabili, specifici si adaptați la marimea batiscafului dat.

Avantaje ale instalațiilor de titanizare cu dispozitivul de expunere spațiala a pieselor sferice, în raport cu stadiul actual al tehnicii:

- extensia aplicațiilor la piese sferice supuse titanizarii, in batiscaf cu volum dat la care nu erau admise pana acum decât piese mici la marimea platanului;

-pot fi procesate piese mai mari cu 60%, fata de situația clasica, obișnuita ;

-nu necesita motorizări suplimentare pentru rotirea pieselor sferice in incinta batiscafului, fata de situația actuala când piesa este fixa, așezata pe un platan in mișcare de rotatie, la randu-i rotit de către platoul central.

-dispozitivul propus nu modifica, funcțional sau tehnologic, sistemul actual, clasic, cu dubla mișcare de rotatie imprimata piesei procesate in batiscaf;

-condiția esențiala la dispozitivul creat, cu expunere spațiala a pieselor sferice la emisia ionilor de titan, este îndeplinita;

-folosește eficient spațiul disponibil in batiscaf si reduce cu 60% consumul de material ionizant(titan).

-dispozitivul este un produs util și căutat care poate completa dotarea tehnica la orice instalație de titanizare clasica, cunoscuta .

Beneficiarii interesați de dispozitivul pentru expunere spațiala a pieselor sferice la emisia ionilor de titan sunt:

-persoane fizice sau juridice care au în dotare instalații de titanizare, de orice mărime sau tip. Va folosi același batiscaf, fata de interdicția impusa de fabricant la instalațiile actuale, clasice, cunoscute, de a nu se folosi la titanizat piese de forma sferica.

Scopul este să permită extensia aplicațiilor la piese sferice supuse titanizarii, in batiscaf cu volum dat, la care nu erau admise, pana acum, decât piese mici la marimea platanului. Nu necesita motorizări suplimentare pentru generarea dublei mișcări de rotatie imprimata piesei sferice in batiscaf. Execuția și adaptarea dispozitivului nu necesită investiții majore. Ele sunt cu mult sub valoarea unei instalații noi. Din analiza comparată a costurilor, dispozitivul de expunere spațiala a pieselor sferice reprezenta sub 1,5% din prețul de fabricație al unei instalații de titanizare, noi, de orice tip sau clasă de mărime.

Dezavantaj-m\ ar fi tentația beneficiarilor să folosească instalația de titanizare clasica din dotare, fara dispozitiv de extensie a aplicațiilor la piese sferice, pentru care ei prefera sa comande procesarea acestora la alte firme care eventual dispun de instalații adecvate. Se

a 2016 00991

08/12/2016 recomandă o analiză cost-beneficiu, obiectivă și atentă. Așa poate fi atenuat dezavantajul descris. La instalațiile de titanizare cunoscute, se face o analiză de poziționare optimă a noului dispozitiv, care trebuie să fie adaptat spatiilor disponibile având forma diferită, originală. Este soluția optimă de aplicat la toate tipurile de instalații de titanizare, clasice.

Invenția, constă în aceea că dispozitivul, pentru expunere spațiala a pieselor sferice la emisia ionilor de titan, poate fi integrat in orice instalație de titanizare cunoscuta si realizează extensia aplicațiilor la piese tip bile, in același batiscaf, la care pana acum nu erau admise (de fabricant) procesarea pieselor cu forma sferica. Dispozitivul propus necesita investiții reduse, are funcționare sigura cu procesare(titanizare) operativa si maximă eficiență.

Considerații finale :

Dispozitivul, pentru expunere spațiala a pieselor sferice la emisia ionilor de titan, in batiscaful instalațiilor de titanizare, se aplică în domeniul construcțiilor de mașini. Dispozitivul este aplicabil la toate tipurile de instalații de titanizare cunoscute.

Principala utilizare a invenției constă in extensia aplicațiilor la piese sferice supuse titanizarii, in batiscaf cu volum dat, la care nu erau admise, pana acum, decât piese mici la marimea platanului unei instalații de titanizare cunoscute.

Dispozitivul are o structură unitară și modulată, suplă și fiabilă, este interschimbabil și compatibil(cu adaptări rapide și costuri minime) pe orice tip de instalație de titanizare. Noutatea constă în introducerea mecanismelor, transmisiilor, lagărelor si suportilor reglabili specifici si adaptați la marimea batiscafului dat.

Claims (3)

1. REVENDICĂRI

   1. Se revendică forma nouă, originală, a dispozitivului (fig.l), cu lagare si angrenaje, cu transfer de cuplu fara motorizări suplimentare, introduse intr-un batiscaf de mărime data, cunoscuta, caracterizată prin aceea că realizează rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței piesei(lor) de forma sferica spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului de titanizare.
2. 2. Se revendica structura unitară și modulată, suplă și fiabilă, caracterizată prin aceea că este interschimbabila și compatibila, cu adaptări rapide și costuri minime, pe orice instalație de titanizare, cunoscută si poate procesa(titaniza) simultan, una(fig.l) sau mai multe piese cu forme sferice (fig.2) avand dimensiuni majorate maximal (diametru d), la limita maxima a spațiului disponibil in incinta vidata a batiscafului.
3. 3. Se revendica extensia aplicațiilor la piese sferice supuse titanizarii, in batiscaf cu volum dat, caracterizat prin aceea ca acum sunt operaționale si piese cu dimensiuni majorate, maximal, fata de situația anterioara, când nu erau admise decât piese mici la marimea platanului, fiind exclusa forma sferica. Se elimina dezavantajul ne-procesarii formelor sferice, impuse de fabricant, in instalații actuale, cunoscute.