ES2568657T3 - Pieza de molde de fundición a presión de un molde para fundición a presión así como el correspondiente dispositivo para fundición a presión - Google Patents
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Abstract
Pieza de molde de fundición a presión (8, 9) de un molde de fundición a presión (5) para colar metal, con como mínimo un primer componente (13, 15) que presenta una zona de presión (24, 25) sometida a la colada durante la realización del proceso de colado, como mínimo un segundo componente (14, 16) y como mínimo una cámara de intercambio de calor (27, 36) formada por los componentes (13, 14, 15, 16) que puede ser recorrida por un fluido para atemperar la zona de presión (24, 25), en donde el primer componente (13, 15) presenta una superficie de transmisión de calor (34) térmicamente asociada a la zona de presión (24, 25) y que pertenece a al menos una pared de la cámara de intercambio de calor (27, 36) y donde la cámara de intercambio de calor (27) está unida por fluido con como mínimo una conexión para fluido (32, 33) construida como conducto de fluido y el conducto para fluido está previsto como mínimo por zonas en el primer componente (13, 15) y/o en el segundo componente (14), caracterizada por que un rebaje director del fluido (26) construido con forma de cubeta en el segundo componente (14, 16) abierto hacia el primer componente (13, 15), en donde el rebaje director del fluido (26) forma la cámara de intercambio de calor (27. 36).
Description
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DESCRIPCION
Pieza de molde de fundicion a presion de un molde para fundicion a presion as^ como el correspondiente dispositivo para fundicion a presion
El invento se refiere a una parte de molde de fundicion a presion de un molde para fundicion a presion con como mmimo un primer componente que presenta una zona de presion, con como mmimo un segundo componente y como mmimo una camara de intercambio de calor formada por los componentes por la que puede circular un fluido para atemperar la zona de presion, en donde el primer componente presenta una superficie de transmision de calor asociada termicamente con la zona de presion y que pertenece a una pared de la camara de intercambio de calor. El invento se refiere ademas a un dispositivo para fundicion a presion.
Este tipo de moldes para fundicion a presion son utilizados por ejemplo para dispositivos de fundicion a presion para colar a presion. El colar bajo presion es utilizado preferiblemente para colar metal, especialmente metales no ferricos o materiales especiales. Al colar bajo presion el material colado, la colada, es comprimido a alta presion con una velocidad relativamente grande en un molde de colar, denominado tambien util de molde. Entonces se alcanzan velocidades de fluido de la colada entre 20 y 160 m/s y tiempos de efervescencia cortos entre 10 y 100 ms. El molde de colada o el molde de fundicion a presion estan hecho por ejemplo de metal, preferiblemente de un acero para trabajos en caliente. Para colar a presion se pueden diferenciar el procedimiento de camara caliente y el procedimiento de camara fna. En el primero, el dispositivo de colar a presion y el horno de mantenimiento en caliente para la colada forman una unidad. El grupo de colar, que lleva la colada al molde de colar se encuentra en la colada; en cada proceso de colada se comprime un determinado volumen de colada en el molde de colar. En el procedimiento de camara fna, por el contrario, el dispositivo de fundicion a presion y el horno de mantenimiento de calor para la colada estan colocados por separado. Solo la cantidad necesaria para cada mazarota se dosifica en una camara de colar y desde allf se introduce en el molde de colada.
El molde para fundicion a presion esta compuesto por lo menos por una pieza de molde de fundicion a presion la cual presenta el primer y el segundo componente. Para ello el primer componente dispone de un vaciado el cual representa la camara de intercambio de calor. El vaciado o la camara estan cerrado por el segundo componente que esta construido en forma de placa, para asf mantener en la camara de intercambio de calor un fluido utilizado para la refrigeracion de la parte de molde de funcion a presion. Segun esto, el fluido solo puede ser introducido en la camara de intercambio de calor a traves de una entrada o una valvula de entrada y salir de la camara de intercambio de calor a traves de una salida o una valvula de salida.
El primer componente presenta la zona a presion, la cual al realizarse el proceso de colada es sometida a presion por la colada. La zona a presion es entonces una parte de una pared de la camara de intercambio de calor. Esto significa que el calor entre la zona a presion y la superficie de transmision de calor puede ser transmitido y como consecuencia la zona a presion queda asociada a la superficie de transmision de calor transmitiendo el calor. Preferiblemente el segundo componente esta previsto situado opuesto a la zona a presion.
Una construccion similar es ya conocida por el documento DE 35 02 895 A1. En el molde para fundicion a presion descrito en el documento DE 35 02 895 Al se presenta el problema de que no se puede realizar una atemperacion de la zona a presion de manera fiable y uniforme. Por este motivo se debe dimensionar una refrigeracion de la zona a presion de tal manera que se obtenga una refrigeracion fiable y que al mismo tiempo el enfriamiento de un componente fundido a presion que hay que fabricar no se vea perjudicado por un enfriamiento demasiado rapido y/o irregular. A partir de las condiciones de borde de la refrigeracion suficiente de la pieza de molde de fundicion a presion y del enfriamiento lo mas uniforme posible del componente fundido a presion se obtienen ritmos comparativamente bajos en la fabricacion del componente fundido a presion, para de esta forma obtener una buena conservacion de la pieza de molde de fundicion a presion. Esto significa sin embargo que por unidad de tiempo solamente se puede fabricar un numero comparativamente bajo de componentes fundidos a presion.
El invento tiene la mision, por el contrario, de presentar una pieza de fundicion a presion la cual no presente las desventajas mencionadas al comienzo sino que al mismo tiempo haga posible una buena caractenstica de enfriamiento y una alta produccion (componentes de fundicion a presion por unidad de tiempo).
De acuerdo con el invento esto se obtiene con la pieza para fundicion a presion con las caractensticas de la reivindicacion 1. Aqrn esta previsto que el segundo componente presente como mmimo un resalte director del fluido que se introduce en la camara de intercambio termico y/o presente un rebaje director del fluido construido abierto hacia el primer componente, en donde el rebaje director de fluido forma como mmimo una parte de la camara de intercambio de calor y/o el resalte director de fluido y/o el rebaje director de fluido forman /forma superficie de contorno de la corriente del segundo componente, especialmente adaptada al recorrido de la superficie de transmision de calor. Primeramente el segundo componente debe presentar el resalte director de fluido o el rebaje director de fluido. Tanto el resalte director de fluido como tambien el rebaje director de fluido estan dirigidos en direccion del primer componente. Esto significa que el resalte director de fluido penetra en la camara de intercambio de calor y el rebaje director de fluido esta construido abierto en direccion del primer componente. Por ello, el rebaje director de fluido debe formar como mmimo una parte de la camara de intercambio de calor de manera que el
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rebaje director de fluido puede ser circulado por el fluido que va a ser utilizado para atemperar la zona de presion o la superficie de transmision de calor.
Debido a la introduccion en la camara de intercambio de calor del fluido regulado a una determinada temperatura la temperatura de la zona de presion puede ser ajustada por control y/o regulacion como mmimo aproximadamente. Con este fin, sobre o en la parte de molde de inyeccion a presion puede estar previsto como mmimo un sensor de temperatura con el cual se puede determinar como mmimo aproximadamente la temperatura de la zona de presion. En base a esta temperatura, a continuacion se puede seleccionar o ajustar la temperatura y/o el caudal (volumen o masa por unidad de tiempo). El fluido circula a traves de la camara de intercambio de calor y con ello circula por encima de la superficie de transmision de calor. Puesto que esta esta asociada termicamente o por transmision de calor a la zona de presion, de esta manera se produce una atemperacion de la zona de presion.
Para ello, habitualmente la temperatura del fluido es claramente menor que la temperatura de la zona de presion o de la parte de molde de fundicion a presion, de manera que el componente fundido a presion que hay que fabricar puede ser enfriado lo mas rapidamente posible y ser extrafdo del dispositivo de fundicion a presion. A diferencia de las piezas molde para fundicion a presion conocidas por el estado de la tecnica, segun esto la camara de intercambio de calor esta construida, por lo menos parcialmente, en el segundo componente, lo que hace posible someter de manera fiable la superficie de transmision de calor al fluido y como consecuencia una mejor caractenstica de enfriamiento o un enfriamiento mas rapido de la pieza de molde de fundicion a presion.
Alternativamente o adicionalmente, el resalte director de fluido y/o el rebaje director de fluido forman la superficie curva de circulacion. Esta esta prevista en el segundo componente. Bajo superficie curva de circulacion hay que entender una superficie exterior no plana. Con ese contorneado del segundo componente se puede mejorar la circulacion de la superficie de transmision de calor con el fluido o someter a contacto con fluido determinadas zonas de la superficie de transmision de calor. Tambien de esta manera se puede obtener una mejor caractenstica de enfriamiento o un enfriamiento mas rapido. Preferentemente para ello, la superficie curva de circulacion debe estar adaptada al recorrido de la superficie de transmision de calor. Por ejemplo, la superficie curva de circulacion y la superficie de transmision de calor pueden discurrir paralelas una a otra, como mmimo por zonas. De esta manera el fluido es guiado de tal manera que zonas de la superficie de transmision de calor pueden ser sometidas a contacto con fluido con toda intencion.
Por ejemplo, esto esta previsto para zonas de la superficie de transmision de calor que se corresponden con zonas de la zona de presion que estan altamente sometidas termicamente. Tambien, como alternativa, solo la superficie de transmision de calor o la superficie de transmision de calor y el segundo componente pueden presentar un contorneado como este. Preferentemente la superficie de transmision de calor y/o el segundo componente pueden estar contorneadas de tal manera que se consigue un enfriamiento lo mas uniforme posible de la pieza de molde para fundicion a presion que se va a fabricar. De esta manera se evitan tensiones en el material de la pieza de molde para fundicion a presion y asf se alcanza una gran estabilidad.
En este punto hay que mencionar expresamente que la pieza de molde para fundicion a presion puede ser utilizada tanto para el procedimiento de camara caliente como para el procedimiento de camara fna y para cualesquiera composiciones de material.
Un desarrollo del invento preve que el rebaje director de fluido forme la camara de intercambio de calor, por lo menos en la mayor parte, especialmente completa. Por lo tanto puede estar previsto que junto al rebaje director de fluido exista otro rebaje por ejemplo en el primer componente, el cual junto con el rebaje director de fluido forme la camara de intercambio de calor. Por ello es necesario que el volumen del rebaje director de fluido sea mayor que el del otro rebaje. Es especialmente ventajoso si la camara de intercambio de calor esta formada exclusivamente por el rebaje director de fluido, o sea, no se necesite otro rebaje.
Un desarrollo ventajoso preve que el rebaje director de fluido este construido con forma de cubeta en el segundo componente. Segun esto, el rebaje director de fluido es un rebaje que esta incluido en el segundo componente de tal manera que solo esta prevista una abertura, de manera que el rebaje director de fluido esta situado abierto en direccion del primer componente. Especialmente, el rebaje director de fluido debe estar limitado como mmimo lateralmente por el segundo componente. En una forma constructiva como esta un tercer componente unido o que puede ser unido al segundo componente por ejemplo mediante una union atornillada, puede, por ejemplo, formar el fondo del rebaje director de fluido. Otro diseno del invento preve que el primer componente esta construido del tipo tapa o plano. Bajo tipo de tapa hay que entender entonces, un diseno del primer componente en el cual este, visto en seccion transversal, en sus zonas de borde se cierre mas en contra del segundo componente que en una zona central. Esto puede ser realizado por ejemplo, mediante un abombado del primer componente o mediante la prevision de un nervio de borde. Como alternativa, el primer componente puede estar construido tambien plano presentando, visto en seccion transversal, un recorrido plano, y o sea la separacion al segundo componente es esencialmente constante.
Segun otro desarrollo del invento esta previsto que un rebaje del primer componente forme, como mmimo por zonas, la camara de intercambio de calor. Una forma constructiva como esta ya fue mencionada anteriormente. La camara de intercambio de calor puede estar formada totalmente por el rebaje del primer componente, en donde en
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este caso, el resalte director de fluido del segundo componente se introduce en el rebaje. Como alternativa, pueden estar previstos tanto el rebaje del primer componente como el rebaje director de fluido del segundo componente y formar conjuntamente la camara de intercambio de calor. Se prefiere para ello que el volumen del rebaje director de fluido sea mayor que el del rebaje.
Un desarrollo ventajoso preve que la superficie de contorno de circulacion presente una zona concava y/o convexa formada por el resalte director de fluido y/o el rebaje director de fluido. La superficie de contorno de circulacion puede, por principio, tener cualquier forma. Se prefiere que ella presente zonas construidas de forma convexa y/o concava, en las cuales la superficie de contorno de circulacion discurra en continuo, o sea, que no presente ningun salto ni ningun escalon. Si estan previstas varias zonas convexas y/o concavas, entonces la transicion entre estas discurre preferiblemente tambien continua. Mediante la superficie de contorno de circulacion continua la camara de intercambio de calor puede estar construida mas favorable a la circulacion, o sea, oponer una menor resistencia a la marcha al fluido que esta circulando. Ademas se reduce la presencia de turbulencias y/o corrientes de retroceso con lo que se obtiene una circulacion fiable del fluido sobre la superficie de transmision de calor.
Las zonas convexas o concavas pueden estar formadas conjuntamente por el resalte director de fluido y / o el rebaje director de fluido. Por tanto esto significa que el resalte director de fluido o el rebaje director de fluido presentan una superficie exterior convexa y/o concava como mmimo por zonas. El resalte director de fluido o el rebaje director de fluido pueden ser utilizados tambien como los llamados turbuladores para de esta manera aumentar la transmision de calor desde la superficie de transmision de calor al fluido.
Otro diseno del invento preve que el contorno de la superficie de transmision de calor se asemeje o corresponda como mmimo por zonas a un contorno especialmente tridimensional de la zona de presion. Esto se pude conseguir por ejemplo, mediante un espesor de pared uniforme de la pared, el cual este asociado tanto a la zona de presion como tambien a la superficie de transmision de calor sobre cada cara opuesta. Sin embargo, como alternativa tambien se puede obtener un ratio de conduccion de calor deseado mediante una correspondiente eleccion del espesor de pared o quedar ajustado a determinadas zonas espedficas. Por ejemplo puede estar previsto que el espesor de pared de la pared decrezca en la direccion del fluido puesto que el fluido se recalienta al circular y con ello su efecto de enfriamiento sobre la superficie de transmision de calor o la zona de presion decrece. Para compensar esto puede ser necesario aumentar la conductividad termica de la pared, lo que habitualmente puede conseguirse con un menor espesor de pared.
En un diseno preferido esta previsto que la superficie de contorno de circulacion discurre respecto de la superficie de transmision de calor de tal manera que el camino de circulacion del fluido que existe en la camara de intercambio de calor como mmimo por zonas, tiene una seccion transversal a la circulacion del fluido aproximadamente uniformemente grande. Segun esto la superficie de contorno de circulacion discurre muy paralela, como mmimo por zonas, a la superficie de transmision de calor. Asf se obtiene la seccion transversal a la circulacion del fluido uniformemente grande. Un diseno como este tiene la ventaja de que se reduce la presencia de turbulencias y/o flujos de retorno, las cuales preferentemente se presentan en zonas en las cuales la seccion transversal a la circulacion del fluido cambia muy fuerte o muy rapidamente.
Un desarrollo del invento preve que la camara de intercambio de calor este unida como mmimo con una conexion para fluido construida especialmente como conducto de fluido. Para introducir fluido en la camara de intercambio de calor y/o extraer fluido de la misma esta prevista la conexion de fluido con la cual se conecta la camara de intercambio de calor al fluido. Preferiblemente a la camara de intercambio de calor estan asociadas dos conexiones de fluido, en donde el fluido puede ser introducido en la camara de intercambio de calor a traves de una de las conexiones de fluido y por la otra ser extrafdo de la camara de intercambio de calor .Las conexiones de fluido pueden estar construidas para ello como conductos de fluido, construidas por ejemplo similares a una tubena.
Un diseno ventajoso del invento preve que el conducto de fluido este previsto, como mmimo por zonas, en el primer componente y/o en el segundo componente. El conducto de fluido discurre por tanto parcialmente a traves del primer y/o del segundo componente. Por ejemplo, el conducto de fluido esta previsto como un taladro y forma por tanto un taladro para la introduccion de fluido o un taladro para la extraccion de fluido. Si varias conexiones para fluido o conductos para fluido desembocan en la camara de intercambio de calor entonces ellas estan situadas preferiblemente claramente separadas unas de otras, especialmente cuando a la camara de intercambio de calor le entra fluido mediante una conexion para fluido y mediante la otra conexion para fluido se extrae fluido. En este caso se prefiere una disposicion de las desembocaduras de las dos conexiones para fluido o conductos para fluido de la camara de intercambio de calor en lados opuestos de la misma, vistos en la direccion de circulacion.
Otro diseno del invento preve que el primer componente o el segundo componente presente un rebaje en el cual se puede introducir el segundo o el primer componente, como mmimo parcialmente, especialmente completamente. Despues de la introduccion del primer o del segundo componente en el rebaje este queda preferiblemente rodeado por el correspondiente otro componente del tal manera que como mmimo queda firmemente sujeto en direccion lateral, o sea que no sea posible ningun deslizamiento de uno de los componentes respecto del otro en esta direccion. Para apoyar uno de los componentes en direccion vertical, en el otro componente puede estar prevista una superficie de apoyo en la zona del rebaje. Esta superficie de apoyo esta construida preferiblemente como nervio de apoyo el cual en una zona exterior del rebaje discurre alrededor de otras zonas del rebaje. La superficie de apoyo
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puede actuar conjuntamente con otra superficie opuesta de uno de los componentes para generar un efecto de sellado entre uno y otro componente.
Segun un desarrollo del invento esta previsto que la zona de presion del primer componente Ifmite como mmimo una parte de un molde para fundicion para un componente fundido a presion, de una zona de mazarota y/o una admision de colada .El molde de fundicion esta previsto para construir el componente fundido a presion. Por ello durante el proceso de fundicion se introduce en el la colada y a continuacion se extrae el componente fundido a presion .El molde de fundicion a presion forma por tanto esencialmente como mmimo una zona del componente fundido a presion, como negativo .La zona de presion esta prevista ahora para limitar al molde de fundicion, como mmimo por zonas. Al realizar el proceso de fundicion la zona de presion esta por tanto directamente sometida a la colada y por tanto sometida tanto a altas temperaturas como tambien a fuertes cambios de temperatura. Como alternativa o adicionalmente puede estar tambien previsto, logicamente, que la zona de presion del primer componente limite la zona de mazarota o la admision de colada. Esta ultima es denominada a menudo tambien como sello de fundicion o contra sello.
Un desarrollo preferido preve que una zona a presion del segundo componente limite conjuntamente al molde de fundicion, la zona de mazarota y/o la zona de admision de colada. Junto a la zona de presion del primer componente esta prevista tambien la zona de presion del segundo componente limitando el molde de fundicion, de manera que la zona de presion con la zona de presion limitan conjuntamente al molde de fundicion como mmimo por zonas. Tambien puede estar previsto que tanto el primer componente como tambien el segundo componente esten sometidos a la colada durante el proceso de fundicion. Como alternativa o adicionalmente puede estar igualmente previsto que la zona de presion del segundo componente limite a la zona de mazarota o a la zona de admision de colada.
Un diseno ventajoso del invento preve que la camara de intercambio de calor este adaptada en su forma al recorrido de como mmimo un canal de circulacion del molde de fundicion, la zona de mazarota y/o la admision de colada. Con ello la forma esta adaptada especialmente al contorno periferico de la zona de presion, en la cual debe alcanzarse una refrigeracion especialmente buena o uniforme. La camara de intercambio de calor puede presentar especialmente como mmimo un abombamiento en la zona de la superficie de transmision de calor que esta asociada termicamente con el canal de circulacion, o la correspondiente zona del molde de fundicion, la zona de mazarota y/o la admision de colada. Esto es valido especialmente en una vista en planta superior, de manera que desde esta perspectiva puede existir por ejemplo un recorrido parecido a una costa con el como mmimo un abombamiento o un vaciado. De esta manera tambien en la zona del canal de circulacion se puede obtener un efecto de refrigeracion o una caractenstica de refrigeracion extraordinaria.
Un desarrollo del invento preve que el primer componente este unido con el segundo componente pudiendo soltarse, especialmente mediante una union por tornillos. Esta previsto que el primer componente sea fabricado separado del segundo componente .A continuacion los como mmimo dos componentes se unen uno con otro pudiendo soltarse para formar el molde de fundicion a presion, en donde se construye la camara de intercambio de calor .Esta union que puede ser soltada, puede ser construida, por principio, de cualquier manara. Se prefiere sin embargo una union por tornillos con como mmimo un tornillo o un pasador roscado.
Segun un desarrollo del invento esta previsto que el primer y/o el segundo componente presenten como mmimo un alojamiento de sensor para un sensor de temperatura. El sensor de temperatura sirve para determinar como mmimo aproximadamente la temperatura del primer o del segundo componente. Sobre la base de la temperatura determinada se puede llevar acabo un atemperado del fluido o el ajuste controlado y/o regulado de un caudal de fluido. Se prefiere que el alojamiento de sensor este situado de manera que el sensor de temperatura pueda captar como mmimo aproximadamente la temperatura de la zona de presion o de la zona a presion del primer o del segundo componente.
Otro diseno del invento preve entre el primer y el segundo componente una junta que sella la camara de intercambio de calor. Para impedir una salida imprevista del fluido fuera de la camara de intercambio de calor esta esta asociada con la junta. La junta puede estar disenada por ejemplo, como anillo toroidal y rodear en esencia a la camara de intercambio de calor en direccion circunferencial. Una sustitucion del fluido que se encuentra en la camara de intercambio de calor es logicamente siempre posible mediante la conexion de fluido o el conducto de fluido.
El invento se refiere ademas a un dispositivo de fundicion a presion con como mmimo un molde para fundicion a presion especialmente segun las ejecuciones precedentes, en donde la parte de molde de fundicion a presion es parte de un molde para fundicion a presion y dispone de como mmimo un primer componente que presenta una zona de presion, como mmimo un segundo componente y como mmimo una camara de intercambio de calor formada por los componentes, recorrida por un fluido para atemperar la zona de presion, en donde el primer componente presenta una superficie de transmision de calor asociada termicamente con la zona de presion y que pertenece como mmimo a una pared de una camara de intercambio de calor. Para ello esta previsto que el segundo componente presente como mmimo un resalte director de fluido que penetra en la camara de intercambio de calor y/o un rebaje director de fluido construido abierto hacia el primer componente, en donde el rebaje director de fluido forma como mmimo una parte de la camara de intercambio de calor y/o el resalte director de fluido y/o rebaje director de fluido forma / forman una superficie del segundo componente adaptada al recorrido de la superficie de
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transmision de calor. El dispositivo de fundicion a presion es por ejemplo una maquina de fundicion y segun esto esta construida para la fabricacion de componentes fundidos a presion. Ademas de esto dispone de elementos conocidos generalmente, como mmimo un molde de fundicion a presion que esta construido o desarrollado segun las ejecuciones precedentes.
Una ejecucion ventajosa del invento preve que cada como mmimo un molde para fundicion a presion forma una unidad molde de colada, una unidad mazarota y/o una unidad de admision de colada del dispositivo para fundicion a presion, en donde la unidad molde de colada presenta un molde de colada, la unidad de mazarota presenta una zona mazarota y la unidad de admision de colada presenta una admision de colada. Por ello el molde de colada, la zona de mazarota y la admision de colada estan limitadas cada una por lo menos por zonas, por las zonas de presion del primer componente de la pieza de molde de fundicion a presion del molde para fundicion a presion. En la unidad molde de colada esta previsto el molde de colada en el cual se aplica la colada y de la cual, a continuacion, se puede extraer el componente de fundicion a presion. La alimentacion de la colada se produce a traves de la unidad de mazarota y/o de la unidad de admision de colada. Habitualmente, la unidad molde de colada y la unidad de mazarota estan compuestas por como mmimo dos piezas molde de fundicion a presion mientras que la unidad de admision de colada presenta solo una pieza de molde de fundicion a presion.
Otro desarrollo del invento preve que el molde de colada, la zona de mazarota y/o la admision de colada estan unidos unas con otras mediante el fluido para que circule un material de colada. El material de colada liquido o fundido es denominado tambien como colada. Como ya se ha expuesto anteriormente la alimentacion de colada al molde de colada se produce a traves de la zona de mazarota o de la admision de colada. Por tanto, debe estar prevista la union por fluido entre el molde de colada, la zona de mazarota o la admision de colada. El molde de colada, la zona de mazarota y la admision de colada representan por consiguiente zonas de colada a traves de las cuales va a circular la colada o el material de colada.
Segun un desarrollo del invento esta previsto que la camara de intercambio de calor de la unidad molde de colada, la unidad de mazarota y/o la unidad de admision de colada tengan entre si una union por fluido especialmente a traves de como mmimo un paso o como mmimo un conducto, para ser recorridas por el fluido. Tanto la unidad molde de fundicion, la unidad de mazarota como tambien la unidad de admision de colada pueden componerse cada una de un molde para fundicion a presion el cual como mmimo presenta dos moldes para fundicion a presion. La unidad molde de colada, la unidad de mazarota y/o la unidad de admision de colada presentan cada una, segun esto, una camara de intercambio de calor. Estas camaras de intercambio de calor deben estar unidas unas con otras de tal manera que el fluido pueda recorrerlas a todas conjuntamente.
De esta manera puede estar previsto, por ejemplo, que la camara de intercambio de calor de la unidad molde de colada presenta una conexion de alimentacion de fluido para alimentar el fluido, y la unidad de admision de colada presenta una conexion de extraccion de fluido para extraer el fluido. El fluido alimentado a traves de la conexion para alimentar un fluido recorre, segun esto, en primer lugar la unidad molde de fundicion, a continuacion la unidad de mazarota y despues la unidad de admision de colada y sale del dispositivo para fundicion a presion a traves de la conexion para extraccion de fluido. Como alternativa puede estar logicamente previsto que las camaras de intercambio de calor de la unidad molde de colada, la unidad de mazarota y la unidad de admision de colada presenten cada una conexiones para fluido separadas.
Finalmente esta previsto que la camara de intercambio de calor de la unidad molde de colada, la unidad de mazarota y/o la unidad de admision de colada esten unidas con como mmimo una conexion comun para fluido. De esta manera, como ya se ha mencionado anteriormente, es posible alimentar el fluido simultaneamente a la unidad molde de colada, la unidad de mazarota y la unidad de admision de colada sin tener que prever conexiones para fluido separadas. De esta manera se puede reducir la inversion de construccion para el dispositivo para fundicion a presion o para cada una de las partes molde de fundicion a presion.
Igualmente la unidad molde de colada, la unidad de mazarota y la unidad de admision de colada pueden ser reguladas o controladas individualmente.
El invento sera descrito a continuacion con mas detalle sobre sobre la base del ejemplo constructivo descrito en el dibujo, sin que esto represente una limitacion. Muestran:
Fig. 1 una representacion en despiece ordenado de un dispositivo para fundicion a presion con una unidad molde de colada, una unidad de mazarota y una unidad de admision de colada, en donde cada una de ellas presenta un molde para fundicion a presion compuesto por dos partes molde para fundicion a presion,
Fig. 2 una representacion lateral seccionada del dispositivo para fundicion a presion,
Fig. 3 una de las partes del molde para fundicion a presion de la unidad molde de colada, en donde la pieza de molde de fundicion a presion presenta un primer componente y un segundo componente, en una vista que muestra un corte vertical del molde para fundicion a presion,
Fig. 4 el primer componente de la pieza de molde de fundicion a presion conocido por la figura 3,
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Fig. 5 el segundo componente de la pieza de molde de fundicion a presion conocido por la figura 3,
Fig. 6 una de las partes molde para fundicion a presion de la unidad de mazarota con un primer y un segundo
componente, en una vista que muestra un corte vertical de la pieza de molde de fundicion a presion.
Fig. 7 el primer componente de la pieza de molde de fundicion a presion conocida por la figura 6,
Fig. 8 el segundo componente de la pieza de molde de fundicion a presion conocida por la figura 6,
Fig. 9 en segundo componente de la pieza de molde de fundicion a presion en una vista que muestra un corte horizontal en un plano en el cual discurren conductos para fluido del segundo componente,
Fig. 10 una pieza de molde de fundicion a presion de la unidad de admision de colada con un primer y un segundo
componente,
Fig. 11 la pieza de molde de fundicion a presion en una vista seccionada que muestra un corte horizontal,
Fig. 12 una vista desde abajo del primer componente de la pieza de molde de fundicion a presion conocido por las figuras 10 y 11, en donde se puede apreciar una camara de intercambio de calor construida en el primer componente,
Fig. 13 la pieza de molde de fundicion a presion de la unidad de admision de colada, vista desde abajo, en donde la camara de intercambio de calor del primer componente esta cerrada por medio del segundo componente,
Fig. 14 una vista de la pieza de molde de fundicion a presion de la unidad molde de colada, la unidad de mazarota y la unidad de admision de colada, en donde para la unidad molde de colada y la unidad de mazarota solamente esta representado el segundo componente de la pieza de molde de fundicion a presion, y
Fig. 15 el dispositivo para fundicion a presion conocido por la figura 14 en donde el primer componente de la unidad molde de colada y la unidad de mazarota esta asentado en el correspondiente componente asociado y/o a la inversa.
La figura 1 muestra un dispositivo para fundicion a presion 1, por ejemplo una maquina de fundicion a presion o una parte de ella. El dispositivo para fundicion a presion 1 sirve para la fabricacion de uno o varios componentes fundidos a presion (no representados). Dispone de una unidad molde de colada 2, una unidad de mazarota 3 y una unidad de admision de colada 4. La unidad molde de colada 2 se compone de un primer molde para fundicion a presion 5, la unidad de mazarota 3 de un segundo molde para fundicion a presion 6 y la unidad de admision de colada 4 de un tercer molde para fundicion a presion 7. El primer molde para fundicion a presion 5 se compone de dos piezas molde de fundicion a presion 8 y 9 y el segundo molde para fundicion a presion de las piezas molde para fundicion a presion 10 y 11. El tercer molde para fundicion a presion 7 se compone de una pieza de molde de fundicion a presion 12. La pieza de molde de fundicion a presion 8 presenta un primer componente 13 y un segundo componente 14. Analogamente, a las piezas molde para fundicion a presion 9 a 12 estan asociados los primeros componentes 15, 17, 19 y 21 y los segundos componentes 16, 18, 20 y 22.
Primeramente, a continuacion, entraremos con mas detalle en las piezas molde para fundicion a presion 8 y 9 de la unidad molde de colada 2. La unidad molde de colada 2 presenta un molde de colada 23 el cual como mmimo por zonas se encuentra entre las zonas de presion 24 y 25 de los primeros componentes 13 y 15. El molde de colada 23 presenta esencialmente una forma que reproduce en negativo la imagen de un componente de fundicion a presion que hay que fabricar. Con un proceso de colada realizado mediante el dispositivo para fundicion a presion 1 se introduce en el molde de colada 23, entre las zonas de presion 24 y 25, material de colada o colada y despues del enfriamiento y endurecimiento de la colada el componente fundido a presion es extrafdo del molde de colada 23. Con este fin, la pieza de molde de fundicion a presion 8 y/o la pieza de molde de fundicion a presion 9 pueden ser desplazadas en direccion vertical de la correspondiente otra pieza de molde de fundicion a presion 9 u 8. Con este fin esta previsto un correspondiente dispositivo de desplazamiento.
Fundamentalmente, las piezas molde para fundicion a presion 8 y 9 estan construidas similares, por lo que en principio solo entraremos en la pieza de molde de fundicion a presion 8 y solamente se hara mencion de las diferencias respecto de la pieza de molde de fundicion a presion 9. El segundo componente 14 de la pieza de molde de fundicion a presion 8 presenta un rebaje para fluido 26 el cual forma completamente una camara de intercambio de calor 27 de la pieza de molde de fundicion a presion 8. Por este motivo, el primer componente 13 esta construido plano o en forma de placa y sera colocado sobre el segundo componente 14 de tal manera que cierra la camara de intercambio de calor 27 o el rebaje de fluido 26. Para ello, el rebaje director de fluido 26 esta construido en forma de cubeta en el segundo componente 14. Esto significa que el segundo componente 14 cierra el rebaje director de fluido 26 con excepcion de la abertura 28 orientada hacia el primer componente 13.
Para alojar al primer componente 13, el segundo componente 14 presenta un alojamiento 29 el cual esta construido de tal manera que el segundo componente 14 puede alojar completamente al primer componente 13. Por ello, la zona de presion 24 del primer componente 13 esta esencialmente sobre un plano con superficies de sellado 30, las
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cuales actuan conjuntamente con superficies de sellado (no representadas) correspondientes de la pieza de molde de fundicion a presion 9, para durante el proceso de colada sellar el molde de colada 23 respecto de un ambiente del dispositivo para fundicion a presion 1. En el alojamiento 29 esta prevista una superficie de asiento 31 la cual esta construida como un nervio de apoyo circunferencial y sirve como un apoyo del primer componente 13 en el alojamiento 29.
En la camara de intercambio de calor 27 desembocan dos conexiones para entrada de fluido 32 y dos conexiones para salida de fluido 33, en donde de estas ultimas solamente es visible una de ellas. Las conexiones de entrada de fluido 32 y las conexiones de salida de fluido 33 atraviesan, como conexiones de entrada de fluido o como conexiones de salida de fluido, las paredes que limitan a la camara de intercambio de calor 27 para hacer posible un suministro con un fluido a la camara de intercambio de calor 27. Para ello, el fluido puede ser alimentado en la camara de intercambio de calor 27 a traves de las conexiones para entrada de fluido 32 y ser extrafdo mediante las conexiones de salida de fluido 33. La disposicion aqrn representada debe ser entendida totalmente a modo de ejemplo. Asf, las conexiones de entrada de fluido 32 y las conexiones de salida de fluido 33 pueden ser intercambiadas, por lo que la camara de intercambio de calor 27 puede ser recorrida por el fluido en diferentes direcciones. Enfrente de la zona de presion 24 hay situada una superficie de transmision de calor 34, que es recorrida con el fluido existente en la camara de intercambio de calor 27. A la superficie de transmision de calor 34 pertenece entonces una de las paredes de la camara de intercambio de calor 27, preferiblemente la misma pared que la zona de presion 24.
La pieza de molde de fundicion a presion 9 directamente opuesta a la pieza de molde de fundicion a presion 8 se diferencia de la primera esencialmente en que aqrn, el primer componente 15 presenta un rebaje 35 que forma, como mmimo por zonas, una camara de intercambio de calor 36 de la pieza de molde de fundicion a presion 9. Ademas el segundo componente 16 de la pieza de molde de fundicion a presion 9 presenta solamente una conexion 37 para entrada del fluido.
Las expresiones anteriormente expuestas para las partes de molde de fundicion a presion 8 y 9 pueden ser transmitidas directamente a las partes de molde de fundicion a presion 10 y 11. Sin embargo, a continuacion se entrara brevemente en ellas. Las partes de molde de fundicion a presion 10 y 11 son partes componentes de la unidad de mazarota 3, en la cual existe una zona de mazarota 38 o esta limitada por los componentes 17 y 19. La zona de mazarota 38 se apoya entonces en los canales de circulacion 39 mecanizados en los primeros componentes 17 y 19 (aqrn expuestos solamente para el primer componente 17). En los canales de circulacion 39 existe tambien una zona de presion 40 de la unidad de mazarota 3.
Opuesta a la zona de presion 40, en el primer componente 17 esta prevista una superficie de transmision de calor 41. Si el primer componente 17 esta situado en el alojamiento 42 para el previsto del segundo componente 18, entonces la superficie de transmision de calor 41 junto con el segundo componente 18 limita una camara de intercambio de calor 43 de la pieza de molde de fundicion a presion 10. En el alojamiento 42 esta prevista una superficie de apoyo 44 la cual esta construida como nervio circunferencial de apoyo. El alojamiento 42 esta construido por ello de tal manera que el segundo componente 18 puede alojar completamente al primer componente 17 de manera que superficies de sello 45 del primer componente 17 se alinean con superficies de sello 46 del segundo componente 18 y actuan conjuntamente con superficies de sellado aqrn no representadas del primer componente 19 y del segundo componente 20 para sellar la zona de mazarota 38 respecto de un ambiente del dispositivo para fundicion a presion 1.
En el segundo componente 18 hay prevista como mmimo una conexion para entrada de fluido 47 y una conexion para salida de fluido 48, las cuales desembocan en la camara de intercambio de calor 43. La camara de intercambio de calor 43 esta construida aqrn como un rebaje director de fluido 49.
La pieza de molde de fundicion a presion 11 prevista directamente opuesta a la pieza de molde de fundicion a presion 10 esta construida analogamente. Especialmente, las manifestaciones expuestas para la pieza de molde de fundicion a presion 10 pueden ser aplicadas sin mas a la pieza de molde de fundicion a presion 11 y a la inversa. La figura 1 muestra que el primer componente 19 de la pieza de molde de fundicion a presion 11 presenta un rebaje 50. Si el primer componente 19 se coloca en el segundo componente 20 entonces este rebaje 50 sirve para formar una camara de intercambio de calor 51. Analogamente al primer componente 18 de la pieza de molde de fundicion a presion 10, el segundo componente 20 presenta una conexion 52 para la entrada de fluido y una conexion 53 para la salida de fluido.
La figura 1 muestra tambien la unidad de admision de colada 4 con el tercer molde de fundicion a presion 7. A la unidad de admision de colada 4 hay asociado un anillo de refrigeracion 54 el cual presenta una camara de intercambio de calor 55 que puede ser cerrada con la placa de cierre 56. El anillo de refrigeracion 54 presenta por ello una abertura central 57 en la cual encaja una prolongacion de material fundido 58 del primer componente 21 de la pieza de molde de fundicion a presion 12. Sobre la prolongacion de material fundido 58 hay construido un canal de circulacion como entrada de colada 59 el cual a traves de otras zonas del primer componente 21 se extiende hasta la unidad de mazarota 3. A lo largo de esta entrada de colada 59 puede circular material colado (colada) para llegar hasta la unidad molde de colada 2 a traves de la unidad de mazarota 3. En el canal de circulacion 59 existe tambien una zona de presion 60. Respecto de una pared del primer componente 21, esta se encuentra enfrente de
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una superficie de transmision de calor 61 (aqu no representada). Esta superficie de transmision de calor 61 se encuentra en una camara de intercambio de calor 62 que esta formada por un rebaje 63 del primer componente 21.
La camara de intercambio de calor 62 esta abierta en direccion del segundo componente 22. Este segundo componente 22 sirve entonces para cerrar la camara de intercambio de calor 62 o el rebaje 63. El segundo componente 22 presenta un resalte director de fluido 64 que penetra en la camara de intercambio de calor 62. El resalte director de fluido 64 forma una superficie de contorno de circulacion 65 del segundo componente 22. La superficie de contorno de circulacion 65 es un contorno superficial no plano y presenta una zona concava 66. La zona concava 66 esta formada por el resalte director de fluido 64. En la camara de intercambio de calor 62 de la pieza de molde de fundicion a presion 12 hay conectadas tanto una conexion para entrada de fluido 67 como una conexion para salida de fluido 68. Sin embargo esto no puede ser reconocido en la figura 1.
El dispositivo para fundicion a presion 1 representado en la figura 1 sirve al fabricante de componentes fundidos a presion a partir de material colado, que existe en forma de colada. Para la fabricacion de componentes de material fundido las partes molde para fundicion a presion 8 y 10 y las partes molde para fundicion a presion 9 y 11 se mueven una hacia la otra de manera que el molde de colada 23 o la zona de mazarota 38 quedan sellados. A continuacion y a traves de la abertura 57 de la unidad de admision de colada 4 se alimenta la colada que esta bajo presion la cual se mueve a lo largo de la admision de colada 59 en direccion de la unidad de mazarota 3 y circula en su zona de mazarota 38 o en sus canales de circulacion 39. Los canales de circulacion 39 se ocupan de un reparto de la corriente de colada de manera que, visto en direccion lateral, puede ser dirigida a diferentes posiciones del molde de colada 23. A la unidad de admision de colada 4 se envfa colada durante tanto tiempo hasta que el molde de colada 23 este lleno.
A continuacion se enfna la colada para lo que se introduce un fluido en las camaras de intercambio de calor 27, 36, 43, 51, 55 y 62. La temperatura del fluido o su caudal masico es elegido de tal manera que exista una caractenstica de enfriamiento del componente fundido a presion, la mejor posible. Para ello es especialmente necesario que este sea enfriado lo mas uniformemente posible para garantizar una estabilidad suficientemente alta del componente fundido a presion. Otra finalidad es el enfriamiento lo mas rapido posible, para conseguir una productividad alta en partes fundidas a presion y con ello costes de produccion muy bajos.
Despues del endurecimiento o del enfriamiento de la colada las piezas molde de fundicion a presion 8 y 10 y las piezas molde de fundicion a presion 9 y 11 son desplazadas separandose una de otra de manera que el molde de colada 23 y la zona de mazarota 38 quedan libres. Igualmente el anillo de refrigeracion 54 se aleja de la unidad de admision de colada 4. A continuacion el componente fundido a presion junto con la mazarota que permanece en la zona de mazarota 38 y el material colado que permanece en la zona de la unidad de admision de colada 4 pueden ser extrafdos del dispositivo para fundicion a presion 1. En el marco de un mecanizado posterior se retira la mazarota del componente fundido a presion y preferiblemente es fundida de nuevo.
La figura 2 muestra una vista en seccion del dispositivo para fundicion a presion 1 en donde se muestra una disposicion de las piezas molde de fundicion a presion 8 a 12, la cual existe durante el proceso de colado. Las piezas molde de fundicion a presion 8 y 9 y las piezas molde de fundicion a presion 10 y 11 se encuentran totalmente juntas unas con otras. Resulta claro que el molde de colada 23 no esta limitado solamente por la zona de presion 24 de la pieza de molde de fundicion a presion 8 y una zona de presion no dibujada de la pieza de molde de fundicion a presion 9, sino que los segundos componentes 14, 16 presentan cada uno una zona de presion 69 o 70 que tambien definen al molde de colada 23. Con esto, la zona de presion 69 esencialmente plana queda cerrada con la zona de presion 24 y la zona de presion 70 con la zona de presion 25 del primer componente 15 de la pieza de molde de fundicion a presion 9. Nuevamente se puede reconocer que los primeros componente 13 y 15 estan totalmente alojados en cada uno de los segundos componentes 14 y 16 para lo que en el caso de la pieza de molde de fundicion a presion 8 esta previsto el alojamiento 29.
Ademas se puede reconocer que los componentes 13 y 14 asf como 15 y 16, como tambien 17 y 18 asf como 19 y 20 estan sujetos unos con otros mediante una union atornillada 71. Para ello cada union atornillada 71 presenta un tornillo 72 como mmimo. Tambien se puede reconocer que en los segundos componentes 14 y 16 esta previsto un alojamiento para sensor 73 en el cual se puede situar un sensor de temperatura, aqrn no representado. Mediante este sensor de temperatura se puede determinar la temperatura de los segundos componentes 14 y 16, o como mmimo aproximadamente la temperatura de las zonas de presion 24 y 25. Sobre la base de estas temperaturas determinadas se puede ajustar a continuacion por control y/o regulacion, la temperatura del fluido o su caudal masico. De esta manera, la colada existente en el dispositivo para fundicion a presion 1 puede ser refrigerada rapida y precisamente a una temperatura determinada. Entre los cada uno de los componentes 13 y 14, 15 y 16, 17 y 18, 19 y 20 asf como entre 21 y 22 esta prevista una junta 74 que rodea cada una de las camara de intercambio de calor 27, 36, 43, 51 o 62. Con esto se puede ajustar en las camaras de intercambio de calor 27, 36, 43, 51 y 62 una presion de fluido mas alta sin que el fluido pueda escaparse de ellas de manera indeseada.
La figura 2 deja claro otra vez que la camara de intercambio de calor 27 de la pieza de molde de fundicion a presion 8 solo puede estar formada por el rebaje director de fluido 26 del segundo componente 14. Por el contrario cada una de las camaras de intercambio de calor 36, 43 puede estar formada por los rebajes 35 y 50 de los primeros componentes 15 y 19 asf como un rebaje 75 del primer componente 17. Ademas tambien queda claro que las piezas
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molde de fundicion a presion 8, 9 ,10 y 11 estan construidos fundamentalmente similares mientras que la pieza de molde de fundicion a presion 12 muestra una construccion estructural diferente. En esta, como ya se ha descrito anteriormente, el resalte director de fluido 24 penetra en la camara de intercambio de calor 62 la cual esta formada por el rebaje 63 en el primer componente 21. Entonces esta previsto ademas que el contorno de la superficie de transmision de calor 61 esta adaptado, por lo menos por zonas, al contorno de la zona de presion 60. Parcialmente, la superficie de contorno de circulacion discurre de tal manera respecto de la superficie de transmision de calor 61 que como mmimo por zonas se forma una seccion transversal para la circulacion aproximadamente de tamano uniforma.
La figura 3 muestra a la pieza de molde de fundicion a presion 8 en una representacion en seccion. Aqrn, a diferencia de la pieza de molde de fundicion a presion 8 mostrada en la figura 2, la camara de intercambio de calor 27 esta formada conjuntamente tanto por rebaje director de fluido 26 del segundo componente 14 como tambien por un rebaje 76 del primer componente 13. El rebaje 76 y el rebaje director de fluido 26 estan por tanto unidos uno con otro por la circulacion para formar la camara de intercambio de calor 27. Para esto, ellos presentan en direccion lateral iguales dimensiones, de manera que las paredes laterales del rebaje director de fluido 26 y el rebaje 76 estan alineados uno con otro. Se puede reconocer ademas un alojamiento 77 para el molde de colada el cual esta limitado por la zona de presion 24 y la zona de presion 69. En este alojamiento 77 para molde de colada la conduccion del proceso de colada sera asumida por la pieza de molde de fundicion a presion 9, por lo menos parcialmente, para formar el molde de colada 23.
Para hacer posible un llenado del molde de colada 23, en el segundo componente 14 hay construida una acometida 78. Mediante esta acometida 78 se puede crear una union por circulacion en los canales de circulacion 39 o en la zona de mazarota 38 de la unidad de mazarota 3. La acometida 78 existe tambien cuando la superficie de junta 30 actua conjuntamente con una correspondiente superficie de junta de la pieza de molde de fundicion a presion 9, de tal manera que el molde de colada 23 esta sellado respecto de un ambiente del dispositivo para fundicion a presion 1.
La figura 4 muestra el primer componente 13. En ella esta claro que el rebaje 76 existe en el con forma de cubeta.
La figura 5 muestra el segundo componente 14. Se puede reconocer que el rebaje director de fluido 26 tiene en direccion lateral, menores dimensiones que el alojamiento 29, para formar la superficie de alojamiento 31. En las figuras 4 y 5 se pueden reconocer taladros 79 que estan previstos para el alojamiento de los tornillos 72. Queda claro segun esto que para la fijacion del primer componente 13 en el segundo componente 14 hay previstos seis tornillos 72.
La figura 6 muestra una vista en seccion de la pieza de molde de fundicion a presion 10 con su primer componente 17 y su segundo componente 18. La pieza de molde de fundicion a presion 10 esta construida del tipo conocido. Por lo demas se hace referencia a las ejecuciones precedentes.
La figura 7 muestra el primer componente 17 de la pieza de molde de fundicion a presion 10 en una vista desde abajo. Queda claro que el primer componente 17 dispone de un rebaje 75. Este rebaje 75 presenta lenguetas 80 que en esencia discurren por debajo de los canales de circulacion 39 para refrigerar suficientemente la zona de presion 40 que se encuentra en ellos, por lo que la superficie de transmision de calor 41 tambien esta en esta zona y puede ser recorrida por el fluido. Cada una de las lenguetas 80 se corresponde por tanto con uno de los canales de circulacion 39.
La figura 8 muestra el segundo componente 18 de la pieza de molde de fundicion a presion 10. El primer componente 17 anteriormente descrito esta construido por ello como una parte a introducir para el alojamiento 42. Queda claro, que el segundo componente 18 en el caso de la pieza de molde de fundicion a presion 10 de la unidad de mazarota 3 presenta una zona de los canales de circulacion 39, por tanto los forma junto con el primer componente 17. La forma constructiva aqrn mostrada se corresponde con la ya conocidas, por lo que nuevamente hacemos referencia a las ejecuciones precedentes.
La figura 9 muestra una vista en seccion del segundo componente 18. Completando lo anteriormente descrito, queda claro que la conexion 47 para entrada de fluido y la conexion 48 para salida de fluido estan construidas como conducto de entrada de fluido o conducto de salida de fluido. Tambien aqrn hay que hacer referencia a las ejecuciones precedentes.
La figura 10 muestra la unidad de admision de colada 4 compuesta por el primer componente 21 y el segundo componente 22. El primer componente 21 presenta el resalte director del material de colada 58 en el cual se encuentran precisamente la admision de colada 59 y la zona de presion 60. Sin embargo, ambas se prolongan en una zona de fondo del primer componente 21 en direccion de la unidad de mazarota 3.
La figura 11 muestra una vista en seccion de la unidad de admision de colada 4, compuesta por el primer componente 21 y el segundo componente 22. Para aclarar la construccion de la unidad de admision de colada 4 se ha representado una corriente 81 de colada. Esta esta en la zona de la zona de presion 60. Referido a la pared asociada con la zona de presion 60, esta esta enfrente de la superficie de transmision de calor 61. Esta limita a la camara de intercambio de calor 62 la cual se corresponde con la conexion para entrada de fluido 67 y la conexion
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para salida de fluido 68. El fluido que entra por la conexion de entrada de fluido 67 recorre asf la camara de intercambio de calor 62 hasta la conexion para salida de fluido 68. Con ello, la superficie de transmision de calor 61 y la zona de presion 60 son refrigeradas por el fluido.
Aqrn se senala que entre el primer componente 21 y el segundo componente 22 esta prevista tambien una de las juntas 74. La conexion para entrada de fluido 67 esta construida de manera que el fluido que entra en la camara de intercambio de calor 62 se encuentra primeramente con una zona de desvfo 82 que esta formada por la pared del primer componente 21 en el punto mas alto de la camara de intercambio de calor 62. La zona de desvfo 82 origina un desvfo del fluido de manera que este circula en direccion de la conexion de salida de fluido 68.
La figura 11 deja claro que la superficie de contorno de corriente 65 del segundo componente discurre de tal manera respecto de la superficie de transmision de calor 61 que para el fluido se da una seccion transversal a la circulacion esencialmente uniforme. Para ello, la superficie de contorno de circulacion 65 discurre, por lo menos por zonas, paralela a la superficie de transmision de calor 61. El segundo componente 22 esta situado en el primer componente 21 de manera que cierra la camara de intercambio de calor 62. Por ello, la camara de intercambio de calor 62 esta provista por el lado opuesto a la zona de presion 60 del primer componente 21, con una abertura y el segundo componente 22 esta situado en esa abertura para cerrarla.
La figura 12 muestra una vista del primer componente 21 desde abajo. Como el segundo componente 22 no esta mostrado es posible una vista a traves de la abertura dentro de la camara de intercambio de calor 62. Se aprecia claramente que aqrn el primer componente 21 presenta una superficie de apoyo 83 para el segundo componente 22. En la superficie de apoyo 83 se encuentra tambien la junta 74, la cual esta situada entre el primer componente 21 y el segundo componente 22 para sellar la camara de intercambio de calor 62.
Junto a los taladros 79, que estan colocados para hacer la union atornillada 71 entre los componentes 21 y 22, la figura 12 muestra tambien un alojamiento de sensor 73. En este se puede colocar un sensor de temperatura para determinar, por lo menos aproximadamente, la temperatura del primer componente 21 o de la unidad de admision de colada 4.
En la figura 12 puede reconocerse tambien que la superficie de transmision de calor 61 presenta un contorno tridimensional. Para ello, el trayecto concavo de la superficie de transmision de calor 61 mostrado en la figura 11 solo esta en una superficie vertical seccionada (partiendo de la lmea 84). En direccion lateral, la cual discurre perpendicularmente al plano de corte, puede existir un trayecto de la superficie de transmision de calor 61 diferente de ese trayecto concavo. Entonces, la superficie de transmision de calor 61 esta por ello preferentemente contorneada de tal manera que tenga lugar una refrigeracion de la colada lo mas uniforme posible por medio del fluido que se encuentra en camara de intercambio de calor 62. Sin embargo, por principio, la superficie de transmision de calor 61 puede estar equipada a voluntad y por ejemplo, tambien estar construida de manera que garantice que la fabricacion del primer componente 21 puede ser lo mas sencilla posible.
La figura 13 muestra una vista del primer componente 21 desde abajo, en donde la abertura de la camara de intercambio de calor 62 (aqrn no mostrada) esta cerrada con el segundo componente 22. Un alojamiento 85, que el primer componente 21 presenta para el segundo componente 22, no tiene que estar llenado totalmente por el segundo componente 22. En el ejemplo mostrado, el segundo componente 22 muestra unos vaciados en la zona de una parte de los taladros 79, de manera que el alojamiento 85 no esta totalmente relleno por el segundo componente 22. Sin embargo, es ventajoso si, por principio, el alojamiento 85 esta construido de manera que el segundo componente 22 como mmimo en direccion vertical, se aloja completamente en el alojamiento 85. Esto significa que una profundidad del alojamiento 85 corresponde esencialmente con un espesor de pared del segundo componente 22 en la zona de la superficie de apoyo 83, de manera que los componentes 21 y 22 con sus superficies de fondo forman una superficie esencialmente plana.
La figura 14 muestra una vista del dispositivo para fundicion a presion 1, en donde solamente estan representados el segundo componente 14 y el segundo componente 18 junto con la unidad de admision de colada 4. Aqrn queda claro nuevamente que la admision de colada 59 de la unidad de admision de colada 4 esta unida por la corriente con una zona de los canales de circulacion 39 formada por el segundo componente 18. Lo mismo es valido para los canales de circulacion 39 y la admision 78 al segundo componente 14, opuestos en la direccion de circulacion. Los segundos componentes 14 y 18 asf como la unidad de admision de colada 4 corresponden en esencia a las ejecuciones conocidas, por lo que por demas nos referimos a las ejecuciones precedentes.
La figura 15 muestra la disposicion conocida por la figura 14, en donde en el segundo componente 14 ahora solo esta introducido el primer componente 13 y en el segundo componente 18 solo esta introducido el primer componente 17. Con esto, las piezas molde de fundicion a presion 8 y 10 estan esencialmente completas. Para esto existe una union por circulacion entre la unidad de admision de colada 4 o la admision de colada 59 y el molde de colada 23, porque los componentes 17 y 18 forman conjuntamente los canales de circulacion 39 y asf crean una union entre la admision de colada 59 y la admision 78 y como consecuencia con el molde de colada 23. Para una descripcion detallada de los distintos elementos tambien aqrn hacemos referencia a las ejecuciones precedentes.
Hay que hacer nuevamente referencia a que como mmimo las piezas molde de fundicion a presion 8, 9, 10 y 11 estan todas construidas muy similares, de manera que a estos elementos se les pueden transmitir propiedades anteriores confirmadas ampliamente sobre cada otro de esos elementos.
Con el dispositivo para fundicion a presion 1 y las piezas molde de fundicion a presion 8 a 12 aqu representadas, se 5 puede conseguir una buena circulacion de las camaras de intercambio de calor 27, 36, 43, 51 y 62 y con ello un alto intercambio de calor o una buena refrigeracion del molde de colada 23, de la zona de mazarota 38 y de la admision de colada 59. De esta forma se reduce el tiempo de endurecimiento de la parte de molde a presion que hay que fabricar y al mismo tiempo se produce un enfriamiento homogeneo del mismo. En las zonas de que hay que enfriar, existe por tanto en cada momento, una imagen de temperatura esencialmente homogenea. Especialmente, para el 10 diseno de las piezas molde de fundicion a presion 8 y 9, se utiliza un proceso de Estudio por Elementos Finitos (EEF) en la zona del molde de colada 23.
El fluido utilizado para la refrigeracion puede ser o gaseoso o lfquido. Mediante un diseno dirigido de las camaras de intercambio de calor 27, 36, 51, 55, y 62 se puede aumentar la efectividad del atemperado o de la refrigeracion. Por ejemplo, para ello tambien en las piezas molde de fundicion a presion 8, 9, 10 y 11 estan previstos resaltes 15 directores de fluido en el sentido de la pieza de molde de fundicion a presion 12, las cuales se extiende y penetran en la correspondiente camara de intercambio de calor 27, 36, 43, 51 o 55. Este tipo de resalte director de fluido sirve por ejemplo, como turbulador para generar turbulencias y con ello aumentar el paso de calor.
Claims (17)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Pieza de molde de fundicion a presion (8, 9) de un molde de fundicion a presion (5) para colar metal, con como mmimo un primer componente (13, 15) que presenta una zona de presion (24, 25) sometida a la colada durante la realizacion del proceso de colado, como mmimo un segundo componente (14, 16) y como mmimo una camara de intercambio de calor (27, 36) formada por los componentes (13, 14, 15, 16) que puede ser recorrida por un fluido para atemperar la zona de presion (24, 25), en donde el primer componente (13, 15) presenta una superficie de transmision de calor (34) termicamente asociada a la zona de presion (24, 25) y que pertenece a al menos una pared de la camara de intercambio de calor (27, 36) y donde la camara de intercambio de calor (27) esta unida por fluido con como mmimo una conexion para fluido (32, 33) construida como conducto de fluido y el conducto para fluido esta previsto como mmimo por zonas en el primer componente (13, 15) y/o en el segundo componente (14), caracterizada por que un rebaje director del fluido (26) construido con forma de cubeta en el segundo componente (14, 16) abierto hacia el primer componente (13, 15), en donde el rebaje director del fluido (26) forma la camara de intercambio de calor (27. 36).
- 2. Pieza de molde de fundicion a presion (8, 9) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el rebaje director de fluido (26) forma la camara de intercambio de calor (27, 36).
- 3. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que un rebaje (35) del primer componente ((13, 15) forma, como mmimo por zonas, la camara de intercambio de calor (27, 36).
- 4. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el rebaje director de fluido (26) presenta una zona convexa y/o concava en el construida.
- 5. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el contorno de la superficie de transmision de calor (34) es similar o se corresponde, como mmimo por zonas, con un contorno especialmente tridimensional de la zona de presion (24, 25).
- 6. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la superficie de contorno de circulacion discurre respecto de la superficie de transmision de calor (34, 35) de tal manera que mediante el camino de circulacion del fluido que existe en la camara de intercambio de calor (27, 36) se produce, como mmimo por zonas, una seccion transversal a la circulacion del fluido de tamano uniforme.
- 7. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el primer componente (13, 15) o el segundo componente (14, 16) presenta un alojamiento (29, 42, 85) en el cual se puede introducir el segundo componente (14, 16) o el primer componente (13, 15) como mmimo por zonas, en especial completamente.
- 8. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la zona de presion (24, 25) del primer componente (13, 15) limita como mmimo una parte del molde de colada (23) para hacer un componente de fundicion a presion.
- 9. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que una zona a presion (69, 70) del segundo componente (14, 16) limita el molde de colada (23).
- 10. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la camara de intercambio de calor (27, 36) esta adaptada en su forma al trayecto de como mmimo un canal de circulacion (39) asociado a un molde de colada (23).
- 11. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el primer componente (13, 15) esta unido con el segundo componente (14, 16) especialmente mediante una union por tornillo (71, 72) liberable.
- 12. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el primer y/o el segundo componente (13, 14, 15, 16) presentan por lo menos un alojamiento de sensor (73) para un sensor de temperatura.
- 13. Pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que entre el primer componente (13, 15) y el segundo componente (14, 16) esta prevista una junta (74) que sella la camara de intercambio de calor (27, 36).
- 14. Dispositivo para fundicion a presion (1) con como mmimo una pieza de molde de fundicion a presion (8,9) segun una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la pieza de molde de fundicion a presion (8,9) es parte de un molde para fundicion a presion (5,6,7) y mediante por lo menos un primer componente (13, 15, 17, 19, 21) que presenta una zona de presion (24, 25, 40, 60) que durante la realizacion del proceso de colada es sometida a la colada, dispone de, como mmimo, un segundo componente (14, 16, 18, 20, 22) y como mmimo dispone de una camara de intercambio de calor (27, 36, 43, 51, 62) formada por los componentes (13, 14,15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22), por la que puede circular un fluido para atemperar la zona de presion (24, 25, 40, 60), en donde el primer componente (13, 15, 17, 19, 21) presenta una superficie de transmision de calor (34, 41, 61) asociada termicamente con la zona de presion (24, 25, 40, 60) y perteneciente como mmimo a una pared de la camara de intercambio de calor (27, 36, 43, 51, 62), en donde el segundo componente (14, 16) presenta un rebaje 5 director de fluido (26, 49) construido abierto hacia el primer componente (13, 15), en donde el rebaje director de fluido (26, 49) forma como mmimo una parte de la camara de intercambio de calor (27, 36, 43, 51, 62).
- 15. Dispositivo para fundicion a presion (1) segun la reivindicacion 14, caracterizado por que cada como mmimo un molde para fundicion a presion (8, 9, 10, 11, 12) , una unidad de admision de colada (2), una unidad de mazarota (3 y/o una unidad de admision de colada (4) forman el dispositivo para fundicion a presion (1), en donde la10 unidad molde de colada (2) presenta un molde de colada (23), la unidad de mazarota (3) presenta una zona de mazarota (38) y /o la unidad de admision de colada (4) presenta una admision de colada (59).
- 16. Dispositivo para fundicion a presion (1) segun una de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizada por que el molde de colada (23), la zona de mazarota (38) y/o la admision de colada (59) estan unidos por fluido para ser recorridos por un material colada.15 17. Dispositivo para fundicion a presion (1) segun una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado por que lascamaras de intercambio de calor (27, 36, 43, 51, 55, 62) de la unidad de molde de colada (2), de la unidad de mazarota (3) y/o de la unidad de admision de colada (4) estan unidas entre sf por fluido por como mmimo un taladro pasante o como mmimo un conducto para que circule el fluido a traves de ellas.
- 18. Dispositivo para fundicion a presion (1) segun una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado por que las 20 camaras de intercambio de calor (27, 36, 43, 51, 55, 62) de la unidad de molde de colada (2), de la unidad de mazarota (3) y/o de la unidad de admision de colada (4) estan unidas por fluido con una conexion para fluido comun.
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