BR112016007400B1

BR112016007400B1 - molde de fundição para fundir um pistão de um motor de combustão interna e pistão fundido em um molde de fundição

Info

Publication number: BR112016007400B1
Application number: BR112016007400-9A
Authority: BR
Inventors: Peter Tilch; Dieter Zarges
Original assignee: Mahle International Gmbh
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2020-12-08
Also published as: PL3055088T3; JP2016535829A; EP3055088A1; CN105555434A; JP6538034B2; BR112016007400A2; EP3055088B1; DE102013220256A1; CN105555434B; US10391552B2; US20160236273A1; WO2015051991A1

Abstract

MOLDE DE FUNDIÇÃO E PISTÃO PRODUZIDO COM O MOLDE DE FUNDIÇÃO. A presente invenção refere-se a um molde de fundição (1) para fundir um pistão (2) de um motor de combustão interna, sendo que na área de uma superfície interna posterior (3) de uma camisa de pistão, o molde de fundição (1) apresenta uma textura de superfície (5) formada por ranhuras (4), apresentando as ranhuras (4) as seguintes medidas: - profundidade de 0,2 mm t 0,5 mm, - largura de 0,02 mm b 0,05 mm, bem como - paredes de ranhuras (6), que são inclinadas para fora em 0° (Alfa) 10°. Desta forma, o pistão (2) fundido pode se desenformado quase independente de direção.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um molde de fundição para fundir um pistão de um motor de combustão interna. Além disso, a invenção refere-se um pistão, fundido em um molde de fundição desta espécie.

[002] Na fundição de pistões de motores de combustão interna deve-se cuidar sempre para que se verifique uma remoção de ar suficiente durante o processo da fundição, especialmente para evitar cavidades indesejadas. Na técnica mostrou ser vantajosa, neste caso, uma textura de superfície designada como padrão de Waffle (Waffelmuster), por meio da qual não somente a fluidez do material de fundição, porém também a remoção do ar, podem ser aprimorados. Constitui, todavia, desvantagem no padrão de Waffle conhecido o fato de que precisa ser introduzido na direção da tração do molde da fundição, porque o desenforme do pistão fundido, situado fora dos planos oblíquos de moldagem do padrão de Waffle, gera um rebaixo, podendo, desta forma, resultar em danos no pistão fundido. Mesmo assim, tais texturas de superfícies são perfeitamente desejadas e não apenas para a remoção do ar aperfeiçoada, porém também para a marcação de destino do pistão fundido com este molde de fundição.

[003] Portanto, a presente invenção ocupa-se com o problema de prover um molde de fundição que apresente especialmente uma flexibilidade nitidamente maior relativamente a uma direção de desenforme.

[004] Este problema será solucionado pelos objetos da invenção. Modalidades vantajosas constituem objeto das concretizações.

[005] A presente invenção baseia-se no pensamento geral de prover em um molde de fundição, basicamente conhecido, destinado à fundição de um pistão de um motor de combustão interna, na área de uma posterior superfície interna na camisa do pistão uma textura de superfície formada por ranhuras que permite um desenforme da peça bruta fundida até 90° em relação à textura de superfície, ou seja, em paralelo para com a textura de superfície. Para tanto, as ranhuras formadoras da textura de superfície, de acordo com a invenção, apresentam uma profundidade de 0,02 mm < t < 0,5 mm, uma largura de 0,02 mm < b < 0,05 mm bem como paredes de ranhura que estão inclinadas para fora em 0° < α < 10°. A seção transversal de uma ranhura deste tipo é, portanto, trapezoidal. As ranhuras, de acordo com a invenção, são menores e, além disso, mais íngremes do que ranhuras formadoras de textura de superfície convencional e fazem com que durante o processo de fundição, o molde de fundição pode ser ventilado de uma forma ótima, porém o metal da fundição não penetra nas ranhuras para ali se enganchar em forma de rebaixo. De uma maneira geral, a textura de superfície, de acordo com a invenção, pode ser livremente configurada, devendo-se ter o cuidado, todavia, que as diferentes ranhuras possam ser ventiladas. A textura de superfície poderá ser usada com ou sem gás protetor, bem com ou sem goma, ou seja, com ou sem revestimento permanente, bem como também em combinação de revestimento permanente e goma. É de especial vantagem na textura de superfície consoante à invenção, com as ranhuras acima descritas, que desta maneira é produzida uma textura de superfície com uma configuração de difícil imitação que pode servir como comprovação de origem.

[006] Segundo uma outra modalidade vantajosa da solução preconizada pela invenção, as ranhuras formam uma estrutura quadrada. Uma estrutura quadrada deste tipo pode, por exemplo, ser uma estrutura retangular ou uma estrutura rômbica, as quais especialmente também são designadas como o chamado padrão Waffle e que permitem um desenforme da peça bruta fundida do molde de fundição quase em todas as direções, isto é, até quase paralelamente para com a superfície.

[007] Segundo uma ampliação vantajosa da solução preconizada pela presente invenção, as ranhuras são engastadas por meio de um laser. A produção de ranhuras desta espécie e de forma indireta também estruturas superficiais desta natureza por meio de laser, constitui um método de construção de custo vantajoso e, simultaneamente, de elevada qualidade.

[008] Convenientemente é aplicado na textura de superfície um revestimento, especialmente uma goma. O revestimento desde tipo poderá estreitar parcialmente pelo menos a ranhura na sua entrada, dificultando, assim, a penetração do material de fundição. Ao mesmo tempo, pela alimentação não se verifica um fechamento das diferentes ranhuras, de maneira que pode ser assegurada a remoção do ar também com carga, especialmente com revestimento permanente ou goma. Para aumentar os períodos de durabilidade do material adaptam- se, por exemplo, revestimentos metálicos ou cerâmicos ou suas combinações.

[009] Outras características importantes e vantagens da invenção resultam das concretizações, dos desenhos, e da descrição de figuras correspondente, com base nos desenhos.

[0010] Compreende-se as características acima mencionadas e que, em seguida, ainda serão explanadas, podem ser usadas não somente na respectiva combinação indicada, porém também em outras combinações ou isoladamente, sem abandonar o contexto da presente invenção.

[0011] Modelos de acabamentos preferidos da invenção são mostrados nos desenhos e serão explicados mais detalhadamente na subsequente descrição, sendo que números de referência idênticos se referem a componentes iguais ou similares ou de igual função.

[0012] As Figuras mostram esquematicamente: Figura 1 - apresentação de corte por um molde de fundição de acordo com a invenção, destinado a fundir o pistão com a direção de desenforme indicada, Figura 2 - apresentação de detalhe do molde de fundição na área de uma textura de superfície, Figura 3 - vista de uma textura de superfície de acordo com a invenção em uma superfície interna de uma camisa de pistão.

[0013] De modo correspondente às Figuras 1 e 2, um molde de fundição 1, de acordo com a invenção, para fundir um pistão 2, apenas parcialmente apresentado (ver Figura 3) de um motor de combustão interna na área de uma superfície interna posterior 3 de uma camisa de pistão apresenta uma textura de superfície 5, formada por ranhuras 4. As ranhuras 4 apresentam, de acordo com a invenção, as seguintes dimensões: uma profundidade t, situada entre 0,2 mm e 0,5 mm (ver Figura 2), uma largura b, situada entre 0,02 mm e 0,05 mm, bem como paredes de ranhuras 6 inclinadas para fora, sendo que a inclinação das paredes de ranhuras 6 para fora está situada entre 0° < α < 10°. Pelas ranhuras 4, configuradas de acordo com a invenção, diferente do que ocorre com texturas de superfícies convencionais, torna-se possível desenformar um pistão 2 fundido quase em todas as direções especialmente, de modo aproximado, até em paralelo para com uma superfície da textura de superfície 5, conforme mostrado na Figura 1. O arco circular 7 desenhado na Figura 1 oferece, no caso, os possíveis ângulos de desenforme, podendo-se ver que um desenforme do pistão 2 do molde de fundição 1 é possível quase independente da direção em quase 180°. Isto não foi possível nas texturas de superfícies convencionais, porque estas puderam ser inseridas exclusivamente na direção da tração do molde de fundição. Um desenforme fora dos planos oblíquos de moldagem do padrão de Waffle, ou seja, fora dos planos oblíquos das ranhuras, gerava um rebaixo e resultou forçosamente em danos na peça fundida, isto é, no presente caso, no pistão 2.

[0014] O molde de fundição, de acordo com a invenção, não mais apresenta esta desvantagem, porque nesta unidade a textura de superfície 5 é de tal modo configurada que o material de fundição não pode penetrar na textura de superfície 5, isto é, especialmente não pode penetrar nas ranhuras 4 e, desta maneira, permite grande liberdade relativamente à direção do desenforme, por não serem produzidos rebaixos. Mesmo assim, também as ranhuras 4 de acordo com a invenção, ou seja, a textura de superfície 5 com elas produzida, possibilitam um aprimoramento da capacidade de fluidez bem como da remoção do ar durante o processo de fundição do pistão 2.

[0015] Ao olhar a Figura 3 pode-se reconhecer que as ranhuras 4 formam uma estrutura quadrada, por exemplo, um padrão de Waffle quadrado ou também uma estrutura rômbica.

[0016] De acordo com a Figura 2, entre duas ranhuras 4 adjacentes está prevista uma distância a, situada entre 0,2 mm e 2,0 mm. Um engaste das ranhuras 4 e, portanto, da textura de superfície 5 no molde de fundição 1, pode ser feito, por exemplo, por meio de um laser, com o que as ranhuras 4 podem ser engastadas não somente com extrema precisão, porém também a custo comparadamente vantajoso. Por meio de uma configuração especial da textura de superfície 5 poderá, além disso, ser criada uma característica de origem, com o que, o pistão 2 fundido com o molde de fundição 1, de acordo com a invenção, poderá ser alocado sem dúvidas e de modo fácil a um determinado fabricante.

[0017] Observando-se novamente a Figura 2 pode-se reconhecer que o molde de fundição 1 pode também apresentar na área da textura de superfície 5 um revestimento 8, especialmente uma goma. Com a expressão goma compreende-se, geralmente, materiais de revestimento que são, por exemplo, aplicados em moldes de fundição 1 a fim de alisar especialmente uma superfície da seção de moldagem porosa. Para tanto, emprega-se, por exemplo, materiais finamente moídos, refratários a fogo até altamente refratário a fogo, como material básico. Um revestimento 8 deste tipo, ou seja, goma, isola adicionalmente a base e a protege contra a carga térmica pela fusão de metal durante o processo da fundição do pistão 2. A textura de superfície 5, ou seja, as ranhuras 4 que a constituem, podem, por exemplo, ser engastadas com ou sem gás protetor. De uma maneira geral, as ranhuras 4 de acordo com a invenção são menores e mais íngremes do que as ranhuras das texturas de superfícies convencionais, com o que uma penetração da fusão durante o processo da fundição, portanto a formação de rebaixos indesejados, pode pelo menos ser reduzida, e preferencialmente até mesmo pode ser evitada, podendo, todavia, ser garantida, de modo confiável, a ventilação necessária para uma fundição ótima.

[0018] Com o molde de fundição 1 de acordo com a invenção podem ser, portanto, logradas consideráveis vantagens, quais sejam. - uma direção de desenforme quase aleatória, - uma designação de origem por uma configuração determinada da textura de superfície 5, - uma ventilação confiável durante o processo da fundição do pistão 2.

Claims

1. Molde de fundição (1) para fundir um pistão (2) de um motor de combustão interna, caracterizado pelo fato de que o molde de fundição (1), na área de uma superfície interna (3) posterior de uma camisa de pistão, apresenta uma textura de superfície (5) formada por ranhuras (4), e sendo que as ranhuras (4) compreendem as seguintes medidas, - uma profundidade de 0,2 mm < t < 0,5 mm, - uma largura de 0,02 mm < b < 0,05 mm, bem como - paredes de ranhuras (6), que são inclinadas para fora em 0° <α <10°.

2. Molde de fundição (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ranhuras (4) formam uma estrutura quadrilátera.

3. Molde de fundição (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que entre duas ranhuras (4) existe uma distância de cerca de 0,2 mm < a < 2,0 mm.

4. Molde de fundição (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as ranhuras (4) são introduzidas por meio de um laser.

5. Molde de fundição (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que na textura de superfície (5) é introduzido um revestimento (8), especialmente uma goma.

6. Molde de fundição (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a textura de superfície (5) é formada como um padrão de Waffle quadrilátero.

7. Pistão (2) fundido em um molde de fundição (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende uma textura de superfície (5) formada por ranhuras (4) na área de uma superfície interna (3) da camisa do pistão, sendo que as ranhuras (4) apresentam as seguintes medidas, - uma profundidade de 0,2 mm < t < 0,5 mm, - uma largura de 0,02 mm < b < 0,05 mm, bem como - paredes de ranhuras (6), que são inclinadas para fora em 0° <α < 10°.