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1 (11) Número de Publicação: PT (51) Classificação Internacional: B29C 65/00 (2006) D06H 5/00 (2006) (12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: (73) Titular(es): HELIOTEXTIL - ETIQUETAS E PASSAMANARIAS, S.A. ZONA INDUSTRIAL Nº 1, APARTADO S. JOÃO DA MADEIRA null-null null (72) Inventor(es): MIGUEL PACHECO (74) Mandatário: PT PT ÁLVARO ALBANO DUARTE CATANA AVENIDA MARQUÊS DE TOMAR, Nº 44, 6º LISBOA PT (54) Epígrafe: DISPOSITIVO MECÂNICO PARA SOLDAR FITAS POR ULTRASONS (57) Resumo: A PRESENTE INVENÇÃO DESCREVE O PROCESSO DE MONTAGEM DE FITAS SINTÉTICAS (TÊXTIL OU OUTROS MATERIAIS) COM ANEXAÇÃO DE DIVERSOS ACESSÓRIOS E DE FORMA SEMI- CONTÍNUA. A UNIÃO DAS EXTREMIDADES DA FITA É FEITA POR SOLDADURA ATRAVÉS DE UM SISTEMA DE ULTRA-SONS. O DISPOSITIVO É CONSTITUÍDO POR UM CARRIL (1) POR ONDE CIRCULA A CARRUAGEM ONDE É REALIZADO O PROCESSO DE SOLDADURA; UM CARREGADOR (2) ONDE SÃO COLOCADAS AS FITAS A SOLDAR; UM SISTEMA DE ELEVAÇÃO (3) PARA LIBERTAÇÃO DO CARREGADOR; E UM BOTÃO DE REGULAÇÃO DE PRESSÃO (4).

2 Patente Nacional Nº RESUMO Dispositivo mecânico para soldar fitas por ultrasons A presente invenção descreve o processo de montagem de fitas sintéticas (têxtil ou outros materiais) com anexação de diversos acessórios e de forma semi-contínua. A união das extremidades da fita é feita por soldadura através de um sistema de ultra-sons. O dispositivo é constituído por um carril (1) por onde circula a carruagem onde é realizado o processo de soldadura; um carregador (2) onde são colocadas as fitas a soldar; um sistema de elevação (3) para libertação do carregador; e um botão de regulação de pressão (4).

3 DESCRIÇÃO Dispositivo mecânico para soldar fitas por ultrasons Estado Da Técnica O uso de vibrações ultra sónicas para soldagem tem crescido nos últimos anos. De um modo geral, o princípio envolve frequências acima de 15 khz (khz = mil vibrações por segundo); as mais utilizadas são de 20 e 40 khz. É utilizado um conjunto acústico que converte uma excitação eléctrica em vibração, que aplicada ao material gera o aquecimento e a fusão controlada das interfaces. Nas soldaduras por ultra-som, ondas ultra-sónicas são geradas por conjuntos acústicos, sendo este conjunto acústico constituído por um transdutor, um transformador acústico e uma ferramenta de solda com formato adequado às partes a serem soldadas. O transdutor ultra-sónico do conjunto acústico converte energia eléctrica em energia mecânica e vice-versa. A quantidade de energia aplicada ao termoplástico depende basicamente da velocidade de contacto entre a peça e o sonotrodo, variando alternadamente de forma senoidal. A velocidade na face do sonotrodo é proporcional ao produto da amplitude de deslocamento pela frequência. A quantidade de energia mecânica (vibração), aplicada à peça é o produto da velocidade do sonotrodo pela força em reacção ao movimento do sonotrodo produzida pela peça. Dentro de certos limites essa força de reacção é relacionada com a pressão exercida pela prensa pneumática sobre a peça e também função da área e do material a ser soldado. 1

4 O produto (força velocidade), determina o fluxo de energia mecânica sobre a peça, porém para se obter um resultado ideal deve ser considerado que cada aplicação requer uma relação específica de força e velocidade, ou seja, a selecção da pressão e amplitude apropriada, para cada aplicação. Um sonotrodo a vibrar livremente no ar requer muito pouca energia, porém quando é aplicada uma carga mecânica ao sonotrodo, uma carga eléctrica proporcional é aplicada na fonte geradora. Utilizando frequências ultra-sónicas, pode dosear-se grandes quantidades de energia numa determinada carga sem necessitar de grandes deslocamentos ou forças. O uso do ultra-som possibilita a dosagem de grandes quantidades de energia a uma peça termoplástica sem produzir deformações, rachaduras ou tensões no material. Dos sistemas relacionados reconhecidos salienta-se o processo descrito na patente EP através do qual se obtém junta fundida mediante aplicação de um filme entre as duas partes do tecido a unir, sendo depois colocados numa prensa e submetidos a temperatura e pressão de forma a que o filme se funde deixando as duas partes de tecido unidas. No entanto, existe a possibilidade de ocorrer o descolamento das juntas fundidas. A patente US descreve um mecanismo que arrasta uma fita tecida e a coloca em forma de loop cortando-a na medida desejada. As duas extremidades da fita são sobrepostas e unidas por meio de ultra-sons. Depois de concluída a operação, a fita unida é ejectada da máquina através de um sistema de ar-comprimido. Esta invenção destina-se exclusivamente à utilização em peças de 2

5 vestuário utilizando bobinas de fita de tecido a operar em contínuo. Já o documento US refere-se à montagem de um conjunto de rodas de alimentação presentes num eixo central e de pelo menos três tipos de rodas amovíveis que permitem unir as extremidades de tecido através de um processo por ultra-sons sem deixar buracos na costura. Método e aparelho para soldagem de tecidos sintéticos usando ultra-sons, descrito pela patente EP , compreende dois dispositivos de ultra-som, opostos um ao outro que vibram sob camadas de tecidos a serem soldadas. O documento US utiliza a metodologia de unir por ultra-sons para execução de bandas de tecido. O método consiste em pressionar as peças têxteis uma com a outra, entre um sonotrodo e uma bigorna, um destes munido de um movimento elevatório conectando as peças têxteis através da oscilação ultra-sónica de forma a que o sonotrodo solde as peças. No entanto, na sua maioria os métodos existentes destinamse à aplicação a vestuário e confecções de tecidos, sendo processados individualmente. A presente invenção permite processar várias peças num único ciclo de soldadura. Sumário da invenção A presente invenção diz respeito a um dispositivo que permite soldar um conjunto de fitas ou etiquetas têxteis por Ultra-Sons, eliminando assim a utilização de um componente (matéria prima) com a qual era feita a união das extremidades das fitas por meio da cozedura das mesmas. 3

6 A soldadura de um conjunto de fitas é feita de forma sequencial e automática sem a intervenção do operador, permitindo que o operário possa preparar o próximo conjunto de fitas a ser soldado. Breve descrição dos desenhos Na Figura 1 é apresentado o dispositivo que é constituído por um carril (1) onde circula a carruagem que efectua o processo de soldadura; o carregador (2) onde são colocadas as fitas e o sistema de elevação (3) que permite libertar o carregador; e um botão de regulação de pressão (4). Na Figura 2 estão representados os elementos que compõem o carril (1): duas guias (5) que permitem o deslocamento da carruagem (6) sendo o movimento desta realizado por um veio roscado (7) que é accionado por um servomotor (8); o conjunto conversor (9) sonotrodo (10) que promove a soldadura desloca-se devido à fixação do conversor (9) a uma placa de alumínio (11) onde se encontram fixos quatro patins (12); uma mesa pneumática (13) que faz a descida e subida do conjunto de soldadura; um batente mecânico (14) e um detector final de soldadura (15) indicadores de que o processo de soldadura está terminado. Na Figura 3 estão representados os elementos que constituem o carregador (2), molas de fixação (16); dois indexadores (19) onde é preso o carregador (2); e um cilindro pneumático (21). Na Figura 3A está representada uma vista de pormenor de uma mola de fixação (16) onde se faz a pré-montagem dos acessórios (17) a acoplar às fitas (18). 4

7 Na Figura 3B está representado um pormenor de um dos indexadores (19) e do posicionamento da lâmina fixa (20). Na Figura 4 estão representados os elementos necessários à pré-montagem do carregador (2), uma mesa de pré-montagem (22) à qual está acoplado um suporte (23) para carregador (2). Descrição Detalhada Uma aplicação preferencial da presente invenção diz respeito a um sistema mecânico da máquina apresentada na Figura 1 sendo composto por um carregador (2), no qual se faz a pré-montagem dos acessórios (17) nas fitas (18), fixando-as na posição desejada por meio de uma mola de fixação (16). A pré-montagem do carregador é normalmente efectuada numa mesa (22) onde se encontra fixo um suporte para carregador (23) onde este é fixo e carregado. O carregador (2) é colocado na máquina sendo fixado por intermédio de dois indexadores (19). Ao longo do carregador existe uma abertura na qual se insere uma lâmina (20) fixa à estrutura da máquina. A lâmina tem diferentes espessuras e texturas em função do tipo de fita, espessura e acabamento pretendido na soldadura da fita. O deslocamento, ao longo do carril (1), do conjunto conversor (9) sonotrodo (10) que faz a soldadura de cada fita com os respectivos acessórios, faz-se através da fixação do conversor (9) a uma placa de alumínio (11), na qual se encontram também fixos 4 patins (12). Esta carruagem (6) desloca-se ao longo de duas guias (5) e o movimento para o posicionamento da mesma é feito por um 5

8 veio roscado (7) e accionado por um servomotor (8). Estando o veio fixo nas suas extremidades, é através da rotação do mesmo que uma fêmea que se encontra fixa à carruagem (6) que contem o conjunto conversor (9)-sonotrodo (10), permite o deslocamento do conjunto da soldadura. A carruagem (6) é composta também por uma mesa pneumática (13) vertical que faz a descida e subida do conjunto de soldadura. A pressão que o conjunto de soldadura exerce sobre a fita a soldar, é controlado por meio de um regulador de pressão (4). Este regulador de pressão permite ajustar a pressão aplicada no sonotrodo (10) durante o ciclo de soldadura, uma vez que a pressão escolhida para ser exercida influencia directamente a transmissão de potência no processo de soldadura. O limite da soldadura é feito por intermédio de um batente mecânico (14) regulável na altura e um detector (15) que dá indicação ao controlador do final da soldadura. Após finalizada a soldadura das fitas, para se soltar o carregador (2), basta libertar manualmente o carregador dos indexadores (19). Um sistema mecânico de elevação (3) que é actuado por um cilindro pneumático (21) com comando por electroválvula pneumática, eleva ligeiramente o carregador do seu alojamento de maneira a facilitar a sua remoção. Lisboa, 5 de Agosto de

9 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para várias peças de forma sequencial, semi-contínua e automática com sistema de ultra-sons caracterizado por ser constituído por: - um carril (1) por onde circula a carruagem onde é realizado o processo de soldadura; - um carregador (2) onde são colocadas as fitas a soldar; - um sistema de elevação (3) para libertação do carregador; 2. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o conjunto conversor (9) sonotrodo (10) se localizar no elemento carruagem que, por sua vez, circula no carril (1) por acção do servomotor. 3. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com a reivindicação 2 caracterizado por o conjunto conversor (9) sonotrodo (10) ser regulado por um botão de regulação da pressão (4). 4. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com a reivindicação 3 caracterizado por a pressão a que o sonotrodo (10) é sujeito, durante o ciclo de soldadura, ser variável em função do material a soldar. 1

10 5. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com as reivindicações 3 e 4 caracterizado por a pressão imposta sobre o conjunto de soldadura (conversor sonotrodo) variar de acordo com as espessuras e texturas das diferentes fitas a soldar (18) resultando em diferentes acabamentos. 6. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com a reivindicação 1 caracterizado por ao longo do carregador existir uma abertura na qual se insere uma lâmina (20) fixa à estrutura da máquina. 7. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com a reivindicação 6 caracterizado por a lâmina apresentar diferentes espessuras e texturas em função do tipo de fita, espessura e acabamento pretendido no processo de soldadura. 8. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por a pré-montagem dos acessórios (17) nas fitas a soldar (18) ser efectuada sobre um carregador (2), fixando as fitas na posição desejada através de molas de fixação (16). 9. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com a reivindicação 8 caracterizado por a prémontagem do carregador ser efectuada numa mesa de montagem (22) onde se encontra fixo um suporte (23) para o carregador (2). 2

11 10. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com as reivindicações 8 e 9 caracterizado por o carregador (2) ser colocado no dispositivo mecânico e fixo por intermédio de dois indexadores (19). 11. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por existir um detector (15) de final de soldadura acoplado a um batente mecânico (14) com regulação em altura presentes no elemento carruagem (6). 12. Dispositivo mecânico com capacidade de soldadura para acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por apresentar um sistema mecânico de elevação (3) constituído por um cilindro pneumático (21) e comandado por uma electroválvula para libertação e recolha do carregador (2). Lisboa, 5 de Agosto de

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