BRPI0608899A2

BRPI0608899A2 - molde de fundição, dispositivo e processo para a fundição de material fundido de metal

Info

Publication number: BRPI0608899A2
Application number: BRPI0608899-6A
Authority: BR
Inventors: Klaus Lellig; Michael Stolz
Original assignee: Hydro Aluminium Alucast Gmbh
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2010-02-09
Also published as: ATE405360T1; WO2006094901A1; CA2599005C; EP1855823B1; DE102005010838A1; MX2007010704A; BRPI0608899B1; CN101137452A; JP2008531296A; ES2313635T3; DE102005010838B4; US20080169080A1; AU2006222029A1; CN101137452B; JP4567784B2; DE502006001392D1; PL1855823T3; ZA200707294B; CA2599005A1; EP1855823A1

Abstract

MOLDE DE FUNDIçãO, DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A FUNDIçãO DE MATERIAL FUNDIDO DE METAL. A presente invenção refere-se a um molde de fundição para a fabricação de uma parte fundida a partir de um material fundido de metal (S) compreendendo uma cavidade de molde (5) para reproduzir uma parte fundida e compreendendo uma entrada para derramar o material fundido de metal (M) dentro da cavidade do molde (5) e também a um dispositivo e um processo para fundir materiais fundidos de metal desse tipo. O molde de fundição de acordo com a invenção provê também resultados de fundição otimizados mesmo sob condições rígidas de operação prática. Além disso, o uso ou a aplicação do dispositivo de acordo com a invenção e o processo minimiza o risco de obstrução durante a fundição. Isso é realizado em que o molde de fundição tem pelo menos uma câmara de compensação (8,9) que fica unida na cavidade do molde (5) via um canal (10,11) e compreende pelo menos uma porção (8a,9a) que é disposta acima do nível máximo de enchimento (F~ max~) do molde de fundição (1) durante a solidificação do material fundido de metal (S).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOLDE DE FUNDIÇÃO, DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A FUNDIÇÃO DE MATERIAL FUNDIDO DE METAL".

A presente invenção refere-se a um molde de fundição para fabricar uma parte fundida de um material fundido de metal que é, por exemplo, um material fundido de metal leve, especialmente um material fundido de alumínio. Além disso, a invenção refere-se a um dispositivo e a um processo para a fundição de materiais fundidos de metal desse tipo para formar uma parte fundida usando um molde de fundição desse tipo.

Uma possibilidade para produzir partes fundidas usando moldes de fundição do tipo acima mencionado é o que é conhecido como "fundição de contato". Nesse processo de fundição, os moldes de fundição, cada um dos quais é para ser cheio com material fundido, são gradualmente movidos abaixo de um recipiente de material fundido contendo o material fundido de metal. Formada na base do recipiente de material fundido está uma saída que se une com um canal de suprimento, na extremidade livre do qual a entrada em cada molde de fundição é reduzida. O fluxo de saída do material fundido para fora do recipiente do material fundido é, nesse caso, convencionalmente regulado via um entrave que pode ser movido de uma posição completamente abaixada, na qual ele veda a saída, para uma posição elevada, na qual a saída é liberada e o material fundido é capaz de fluir para dentro do molde de fundição via o canal de suprimento.

Um outro processo de fundição que desfrutou de sucesso prático é o que é conhecido como "fundição de baixa pressão". Nesse processo, o material fundido é transportado contrário à gravidade de um recipiente de material fundido parado no fundo do molde de fundição para dentro da cavidade do molde no molde de fundição via uma entrada disposta no fundo do molde de fundição. Para essa finalidade, existe uma pressão aplicada no material fundido contido no recipiente do material fundido, que força o material fundido a fluir para dentro da cavidade do molde no molde de fundição via um tubo ascendente que age nesse caso como o canal de suprimento.

A despeito da maneira na qual o molde é cheio, existe o problemaque o que é conhecido como "obstrução" ocorre depois que o molde foi completamente cheio. Essa obstrução é manifestada em uma elevação súbita na pressão estática que age nas paredes do molde de fundição. Ela é o resultado da energia cinética com a qual o material fundido flui para dentro do molde de fundição repentinamente ser convertida, depois que o molde foi completamente cheio, em energia estática e, ao mesmo tempo, a quantidade de material fundido que acumulou em cada canal de suprimento exerce uma pressão no material fundido que já está presente no molde de fundição. Esse surto de pressão não somente pressiona o material fundido para dentro dos vãos que estão inevitavelmente presentes entre as partes moldadas individuais do molde de fundição, as paredes do molde de fundição que circundam a cavidade do molde são também penetradas até uma maior extensão. Isso provou ser especialmente problemático no caso dos moldes de fundição que são feitos de um material de moldagem poroso e são destruí- dos para desmoldar a parte fundida depois que o material fundido solidificou. No caso de moldes de fundição "consumíveis" desse tipo, em particular, a obstrução faz com que as partes fundidas obtidas tenham uma superfície áspera e necessita de esforço maior para liberar as partes fundidas, depois que elas solidificaram, do material de moldagem do molde de fundição.

Para minimizar a extensão à qual o material fundido de metal

penetra em um molde de fundição feito de material de moldagem arenoso, o nível de enchimento na cavidade do molde no molde de fundição é, no caso de um dispositivo conhecido de DE 196 23 720 A1 para a fundição de contato, monitorado enquanto o material fundido está sendo derramado para fora e, ao alcançar uma altura de enchimento provida, o processo de enchimento é terminado prematuramente até a extensão que a quantidade supérflua do material fundido que ainda sobrecarrega o material fundido depois que o molde foi completamente cheio é minimizada e o risco de obstrução é dessa maneira reduzido. Para essa finalidade, os moldes de fundição usados no dispositivo conhecido têm na sua tampa uma abertura de inspeção que leva de maneira retilínea para dentro da cavidade do molde e através da qual um feixe de laser é direcionado sobre a superfície do material fundido introduzi-do rio molde de fundição. O feixe refletido pelo material fundido é interceptado por um sensor que envia o seu sinal de medição para um recurso de controle e avaliação que, com base no feixe do laser transmitido e recebido, determina o nível de enchimento respectivo do molde de fundição e, ao alcan- çar uma altura de enchimento crítica, emite um sinal de controle para vedar a saída no recipiente do material fundido. A altura de enchimento crítica é nesse caso ajustada em uma tal maneira de modo a evitar qualquer obstrução indesejável mesmo se qualquer material fundido continua a fluir no canal de suprimento.

Na prática, foi verificado que, sob as condições irregulares pro-

vidas na operação de fundição prática, a monitoração da altura do nível do enchimento e o término prematuro do fluxo do material fundido no modelo do procedimento descrito em DE 196 23 720 A1 ainda não descarta a penetração indesejável das paredes internas do molde de fundição com o grau re-

quisitado de certeza.

O objetivo da presente invenção foi, portanto, prover um molde de fundição no qual resultados de fundição otimizados adicionais são garantidos mesmo sob condições rígidas de operação prática. Além disso, serão revelados um dispositivo e um processo, o uso ou a aplicação dos quais mi-

nimiza o risco de obstrução durante a fundição.

Com respeito a um molde de fundição para a fabricação de uma parte fundida pela fundição de um material fundido de metal, cujo molde tem uma cavidade de molde para reproduzir uma parte fundida e uma entrada para derramar o material fundido de metal dentro da cavidade do molde, es-

se objetivo foi atingido, de acordo com a invenção, em que um molde de fundição desse tipo foi provido com pelo menos uma cavidade de compensação que é unida na cavidade do molde via um canal e compreende pelo menos uma porção que é disposta acima do nível de enchimento máximo do molde de fundição durante a solidificação do material fundido de metal.

Com relação a um dispositivo para fundir o material fundido de

metal para formar uma parte fundida em um molde de fundição configurado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes e é equipadocom um recipiente de material fundido, compreendendo uma saída, para o material fundido de metal, com um canal de suprimento conectado na saída, com um recurso para estacionar o molde de fundição no recipiente do material fundido em uma tal maneira que a entrada no molde de fundição é co-5 nectada no canal de suprimento quando estacionado, com um recurso de medição para detectar a quantidade do material fundido introduzido no molde de fundição, com um recurso de regulação para regular o fluxo do material fundido do recipiente de material fundido para dentro do molde de fundição e com um recurso de controle e avaliação que avalia a quantidade do material fundido detectado pelo recurso de medição e emite um sinal de controle para vedar a saída no recipiente depois que um nível de enchimento específico no molde de fundição tenha sido alcançado, o objetivo acima mencionado foi atingido, de acordo com a invenção, em que o recurso de controle e avaliação emite o sinal de controle uma vez que a quantidade de material fundido derramado no molde de fundição tenha alcançado um valor limite no qual a quantidade do material fundido de metal que ainda está presente então no canal de suprimento é suficiente para encher a cavidade do molde completamente e no máximo uma porção da cavidade de compensação.Com relação a um processo para a fundição do material fundido

de metal para formar uma parte fundida em um molde de fundição, onde o material fundido de metal é guiado em uma maneira regulada de um recipiente para dentro do molde de fundição via um canal de suprimento e o influxo do material fundido de metal para dentro do canal de suprimento é inter-rompido depois que uma quantidade específica do material fundido de metal foi introduzida na cavidade do molde, o objetivo acima mencionado foi finalmente atingido pela invenção em que uso é feito de um molde de fundição configurado de acordo com a invenção e o influxo do material fundido para dentro do canal de suprimento é interrompido depois que o material fundido de metal na cavidade do molde alcançou um nível de enchimento no qual a quantidade do material fundido de metal que está ainda presente no canal de suprimento é suficiente para encher a cavidade do molde completamentee no máximo uma porção da cavidade de compensação.

Para evitar tanto quanto possível a penetração de um molde de fundição como um resultado da obstrução, a invenção propõe a formação no molde de fundição de uma cavidade de compensação que é projetada para 5 absorver, como um amortecedor, a quantidade de material fundido excessivo que não é mais necessária para o enchimento completo do molde de fundição e, como um resultado desse processo, inevitavelmente permanece, mesmo depois que o recipiente do material fundido foi vedado, no canal de suprimento via o qual o material fundido flui para dentro do molde de fundi- ção. A pressão metalostática, que de outra forma prevaleceria, da quantidade do material fundido presente no canal de suprimento é assim impedida de agir no material fundido presente no molde de fundição.

Ao mesmo tempo, na eventualidade de picos de pressão no molde de fundição, a cavidade de compensação age como um abafador pelo 5 qual, por exemplo, a obstrução, que é especialmente crítica na técnica anterior com relação à qualidade de superfície e processabilidade subseqüente da parte fundida obtida, é efetivamente amortecida. O material fundido infiltrando na cavidade do molde no molde de fundição é capaz de escapar para dentro da cavidade de compensação, assim impedindo, em particular, a ele- vação repentina na pressão que ocorre em moldes de fundição convencionais, depois que o molde foi completamente cheio, como um resultado da conversão da energia cinética, inerente ao material fundido durante o enchimento, em energia estática.

Em termos do processo e dispositivo, a modalidade de acordo com a invenção de um molde de fundição permite que o influxo do material fundido para dentro do canal de suprimento seja interrompido tão logo o molde de fundição esteja cheio, a faixa de tolerância dentro da qual essa interrupção é executada sendo ampliada pelo efeito de amortecimento da cavidade de compensação. Assim é garantido, mesmo sob condições de operação prática incipientes que o fluxo do material fundido seja, em cada caso, terminado em um bom tempo em uma tal maneira de modo a descartar de maneira confiável, com a incorporação do efeito da cavidade de com-pensação, a produção dos picos de pressão no molde de fundição.

A união da cavidade de compensação via um canal em primeiro lugar serve, nesse caso, a finalidade de permitir que o composto de fundição que permanece na região da cavidade de compensação seja facilmente se- parado da parte fundida depois da solidificação. O canal é formado, portanto, preferivelmente, em uma tal maneira que as redes que permanecem na região dos canais depois da solidificação são finas e facilmente separáveis. A área de superfície da passagem do material fundido para as câmaras nesse caso é preferivelmente selecionada de modo a ser tão grande quanto possí- vel já que a união do canal é tão ampla quanto possível em uma dada altura de união baixa.

Uma vantagem particular da modalidade de acordo com a invenção de um molde de fundição é que a câmara de compensação é formada no próprio molde de fundição, então o molde de fundição como um todo permanece fechado. Isso permite que o molde de fundição seja facilmente virado de modo, por exemplo, a causar a solidificação propositadamente orientada da parte fundida.

A quantidade de material fundido que permanece não usado nas câmaras de compensação é insignificante comparada com o volume geraldo material fundido exigido para a parte fundida. Uma configuração adequadamente sofisticada de cada canal de conexão entre a cavidade do molde e a câmara de compensação permite que o material de fundição que se agrupa na câmara facilmente seja rompido da parte fundida acabada. Foi verificado ser especialmente benéfico para a aplicação prática da invenção que moldes de fundição configurados de acordo com a invenção possam ser inseridos facilmente nos dispositivos de fundição existentes e que esses dispositivos de fundição existente possam ser facilmente retroajustados em dispositivos de acordo com a invenção ou ser operados na maneira de acordo com a invenção.

As partes fundidas obtidas usando a invenção têm uma superfí-cie muito mais lisa do que essas fabricadas na maneira conhecida. Especialmente no campo dos elementos moldados sofisticados da parte fundida, talcomo, por exemplo, os canais de óleo das unidades do motor, os níveis de aspereza de superfície são muito menores, como é de acordo a resistência do fluxo quando os líquidos fluem. As partes fundidas obtidas de acordo com a invenção são especialmente simples para limpar, já que pouco material de moldagem gruda nelas depois da desmoldagem. Ò esforço exigido para limpar a parte fundida acabada é, portanto, grandemente reduzido. Finalmente, a penetração reduzida da pressão das superfícies internas pelo material fundido reduz as exigências colocadas na qualidade do material de moldagem usado para fabricar o molde de fundição. Materiais de moldagem de grão

grosso mais econômicos podem, assim, ser usados sem prejudicar a qualidade da superfície.

A invenção prove, portanto, um molde de fundição, um dispositivo de fundição e um processo de fundição que provêem, mesmo sob condições de operação prática rígidas, resultados de fundição que não somente

garantem superfícies otimizadas, mas também permitem a remoção simplificada do molde de fundição depois que a parte fundida solidificou.

As opções para uso dos moldes de fundição de acordo com a invenção podem ser estendidas em que a seção transversal do canal é delimitada em uma tal maneira de modo a ser vedada, tão logo o molde tenha

sido cheio com o material fundido de metal que já solidificou. Isso pode ser realizado em que o curso transversal do canal é adaptado para o calor dissipado via o molde de fundição na região do canal em tal maneira que a solidificação do material fundido contido no canal é concluída muito rapidamente. Assim, é muito fácil impedir que o metal fundido flua para fora da câmara de

compensação para dentro da cavidade do molde e de volta uma vez que o molde tenha sido cheio. Isso foi verificado ser especialmente benéfico para processos de fundição do tipo no qual o molde de fundição, depois de cheio com o material fundido, é girado ao redor de um eixo longitudinal ou transversal para acarretar a solidificação propositadamente orientada da parte

fundida.

Em princípio, as vantagens da invenção podem ser utilizadas em todos os moldes de fundição e processos de fundição, a despeito do materialdo qual o molde de fundição é feito. Entretanto, a boa capacidade de des-moldagem torna a invenção especialmente adequada para moldes de fundição consumíveis que são geralmente feitos de uma areia de moldagem e um material de moldagem compreendendo um aglutinante.

Um efeito especialmente uniforme da configuração de acordo com a invenção de um molde de fundição pode ser atingido em que é provida uma pluralidade de câmaras de compensação que são conectadas nas regiões da cavidade do molde que são, em cada caso, críticas com relação ao efeito dos picos de pressão. Entretanto, também é concebível prover uma câmara maior que é conectada na cavidade do molde via um canal de conexão adequadamente configurado ou via uma pluralidade de canais que levam para dentro das regiões críticas.

O molde de fundição pode ser provido, em princípio, para todos os processos de fundição conhecidos. Exemplos incluem fundição de contato ou senão fundição ascendente. O molde de fundição de acordo com a invenção pode ser provido para a fabricação de partes fundidas para a indústria automotriz, especialmente de componentes de motor tal como, por exemplo, blocos de cilindro.

Uma modalidade simples do ponto de vista da construção de um molde de fundição de acordo com a invenção é obtida se a câmara de compensação é unida em uma porção da cavidade do molde que fica localizada no topo enquanto o material fundido de metal está sendo derramado no interior. No caso dos moldes de fundição compostos de uma pluralidade de partes moldadas, a câmara de compensação pode ser incorporada, para essa finalidade, por exemplo, dentro da tampa do molde de fundição que é disposta no topo durante o enchimento.

A quantidade de material fundido guiado para dentro do molde de fundição pode ser detectada, em princípio, por uma medição do peso ou outros processos conhecidos. A quantidade de material fundido pode, nesse caso, ser detectada, em uma maneira particularmente confiável adaptada às condições reais, já que o recurso de medição monitora o nível de enchimento no molde de fundição e o recurso de avaliação emite o sinal de controleuma vez que o material fundido de metal na cavidade do molde tenha alcançado uma altura de enchimento na qual o volume do material fundido de metal que ainda está presente no canal de suprimento é suficiente para encher a cavidade do molde completamente e no máximo uma porção da câmara de compensação. De modo a ser capaz de utilizar a possibilidade, para essa finalidade, conhecida de DE 196 23 720 A1, de uma medição especialmente precisa e prática do nível de instrumento de um molde de fundição, o molde de fundição é vantajosamente provido com uma abertura de inspeção levando à cavidade do molde para inspecionar o nível de enchimento do material fundido de metal na cavidade do molde. A câmara de compensação e a a-bertura de inspeção são, nesse caso, preferivelmente orientadas em uma tal maneira que a abertura de inspeção para a cavidade do molde e a cavidade de compensação interceptam um plano horizontal comum. O nível de enchimento das câmaras pode ser assim medido, em cada caso, através de uma abertura de inspeção.

Se o molde de fundição tem uma abertura de inspeção do tipo descrito aqui acima, o recurso de medição do dispositivo de acordo com a invenção pode compreender, em uma maneira conhecida de DE 196 23 720 A1, um laser, que direciona um feixe de laser através da abertura de inspe- ção sobre a superfície do material fundido introduzido no molde de fundição, e um sensor que detecta o feixe do laser refletido pela superfície do material fundido.

O risco da ocorrência de um surto de pressão pode ser também reduzido já que a velocidade de enchimento é reduzida para o fim do pro-cesso de enchimento do molde reduzindo o fluxo através da saída no recipiente do material fundido. Para essa finalidade, no caso de um dispositivo de acordo com a invenção, o recurso de regulação pode compreender, em uma maneira conhecida por si, um entrave para vedar a saída no recipiente e um recurso de ajuste para elevar o entrave para fora de e abaixá-lo para a sua posição vedada, o movimento de ajuste do entrave preferivelmente sendo regulado pelo entrave do recurso de regulação, especialmente quando se aproxima da saída.A invenção será descrita a seguir em maiores detalhes com referência aos desenhos que ilustram uma modalidade e nos quais:

a figura 1 é uma seção transversal esquemática de um molde de fundição para a fundição de uma parte fundida de um motor de combustão interna,

a figura 2 é uma seção transversal esquemática de um dispositivo para a fundição de um material fundido de Al/Si em uma primeira posição de operação e

a figura 3 mostra o dispositivo de acordo com a figura 2 em uma segunda posição de operação.

O molde de fundição 1 é composto, como um pacote de núcleo, de uma pluralidade de partes moldadas laterais 2,3, uma parte de base e uma parte moldada de tampa 4 que é disposta no topo, na posição de enchimento do molde de fundição mostrada nas figuras, e cobre o topo da cavidade do molde 5 circundada pelas partes moldadas 2,3,4. As partes moldadas 2,3,4 são feitas de um material de moldagem misturado de uma areia de moldagem e um aglutinante e são destruídas na desmoldagem da parte fundida G formada na cavidade do molde. A parte fundida G pode ser, por exemplo, um bloco de cilindros para um motor de combustão interna.

Incorporados dentro da parte moldada da cobertura 4 do molde de fundição 1 estão uma entrada 6, que corre para a cavidade do molde 5 na maneira de um funil e se associa com ela, e uma abertura de inspeção cilíndrica 7 que também leva de maneira retilínea do topo da parte moldada da cobertura 4 para dentro da cavidade do molde 5.

A parte moldada da cobertura 4 compreende uma porção de borda periférica 4a que é mais grossa para o fundo da parte moldada da cobertura 4 do que a porção interna 4b, circundada pela porção de borda 4a, da parte moldada da cobertura 4. A porção de borda 4a da parte moldada da cobertura 4 repousa nas partes laterais 2,3, enquanto que o fundo da sua porção interna 4b define o topo da parte fundida e assim a altura na qual o molde de fundição 1 está completamente cheio com o material fundido.

Incorporado dentro da porção de borda 4a da parte moldada dacobertura 4 está um grande número de câmaras de compensação de pequeno volume 8,9 que são dispostas em fileiras ao longo das partes laterais 2,3. Uma fileira de câmaras de compensação 8 está associada, nesse caso, com uma parte lateral 2, enquanto a outra fileira das câmaras de compensa-5 ção 9 fica posicionada acima da outra parte lateral 3 do molde de fundição 1. Dentro das suas fileiras, as câmaras de compensação 8 ou 9 são separadas uma da outra em uma tal maneira que cada câmara de compensação 8,9 fica associada com uma região que é especialmente crítica com relação ao efeito dos picos de pressão. Alternativamente, as câmaras de compensação8,9 podem também ser dispostas nas suas fileiras em intervalos uniformes de modo a garantir uma distribuição do seu efeito que é tão uniforme quanto possível sobre o comprimento do molde de fundição.

As câmaras de compensação 8,9 absorvem pouco espaço comparadas com a cavidade do molde 5. O volume total de todas as câmaras de compensação 8,9 é assim aproximadamente 2% a 3% do volume da cavidade do molde 5.

A base 8a das câmaras de compensação 8,9 é disposta, em cada caso, abaixo do nível de enchimento máximo Fmax do molde de fundição 1 definido pelo fundo da porção interna 4b da parte moldada da cobertura 4, enquanto que o teto 8b das câmaras de compensação 8,9 fica posicionado, na direção do topo da parte moldada da cobertura 4, em cada caso bem a-cima do fundo da porção interna 4b. A porção superior 8c,9c das câmaras de compensação 8,9 fica, assim, localizada em cada caso acima do nível de enchimento máximo Fmax do molde de fundição 1. A porção 8d, disposta abaixo do nível de enchimento máximo

Fmax do molde de fundição 1, das câmaras de compensação 8,9 é conectada na cavidade do molde 5 no molde de fundição 1 em cada caso via um canal que se estende horizontalmente 10,11 incorporado no núcleo da tampa 4. A abertura, associada com a cavidade do molde 5, dos canais 10,11 fica em

30 cada caso disposta no interior, virada para a cavidade do molde 5, da porção de borda. Os canais 10,11 têm uma pequena altura e largura que é projetado em uma tal maneira que a seção transversal da abertura dos canais10,11 é suficientemente grande para permitir que o material fundido entre nas câmaras de compensação 8, 9 desimpedido, mas ao mesmo tempo suficientemente pequena para o volume do material fundido contido nos canais 8,9 solidificar, como um resultado da dissipação do calor no volume da parte 5 moldada da cobertura 4 que circunda os canais 10,11, tão logo a cavidade do molde tenha sido cheia.

Para a fundição da parte fundida G, o molde de fundição 1 é posicionado por um dispositivo de transporte e levantamento 12 abaixo da a-bertura de um canal de suprimento 13 em uma tal maneira que a entrada 6 no molde de fundição 1 fica parada firmemente na abertura do canal de suprimento 13. Nessa posição, a abertura de inspeção 7 no molde de fundição 1 é disposta abaixo de um laser 14 que direciona o seu feixe de laser através da abertura de inspeção 7 para dentro da cavidade do molde 5 no molde de fundição 1.

O canal de suprimento 13 é configurado em um conector 15 que

é configurado no fundo de um recipiente do material fundido 16 e conectado na saída 17 no recipiente do material fundido 16, cuja saída pode ser vedada e aberta usando um entrave 18. Para essa finalidade, o entrave 18 pode ser elevado por um recurso de ajuste 19 de uma posição fechada, na qual sua

extremidade engrossada veda a saída 17, em uma posição aberta, na qual ele libera a saída 17, assim permitindo que o material fundido de Al/Si S contido no recipiente do material fundido 16 flua para dentro do canal de suprimento 13. Da mesma maneira, o entrave 18 pode ser abaixado pelo recurso de ajuste 19 para vedar a saída 17. Ambos o processo de elevação e o pro-

cesso de abaixamento são executados nesse caso em uma maneira regulada em que o recurso de ajuste 19 é capaz de parar o entrave 18 em qualquer posição de modo a regular o volume de fluxo do material fundido S que passa através da saída 17.

O recurso de ajuste 19 recebe os sinais de controle para elevar

e abaixar o entrave 18 de um recurso de regulação e controle 20. O recurso de regulação e controle 20 é acoplado em um recurso de medição e avaliação 21 com o qual estão associados, por sua vez, o laser 14 e um sensor 22que detecta o feixe do laser L refletido na superfície do material fundido S que passa para dentro da cavidade do molde 5.

Durante o enchimento do molde de fundição 1 com material fundido S (entrave 18 elevado para o grau máximo), o recurso de medição e avaliação 21 continuamente calcula, a partir do feixe de laser L emitido pelo laser 14 e detectado pelo sensor 22, o nível de enchimento F na cavidade do molde 5 e entrega os resultados medidos correspondentes para o recurso de regulação e controle 20. Se o nível de enchimento F alcança uma altura de enchimento Fkriti, o recurso de regulação e controle 20 emite para o recursode ajuste 19 um primeiro sinal de controle em resposta ao qual o recurso de ajuste abaixa o entrave 18 para uma posição na qual, embora a saída 17 no recipiente do material fundido 12 ainda esteja aberta, o fluxo do material fundido S é reduzido, entretanto. A altura de enchimento Fkriti é suficientemente distante do nível máximo de enchimento Fmax do molde de fundição 1 que oenchimento do molde de fundição é reduzido para o fim do processo de enchimento.

Tão logo o nível de enchimento F tenha assim alcançado uma segunda altura crítica de enchimento Fkrit2, o recurso de regulação e controle 20 emite para o recurso de ajuste 19 um segundo sinal de controle em res-posta ao qual o recurso de ajuste pressiona o entrave 18 totalmente para dentro da saída 17, assim impedindo que qualquer material fundido S adicional entre no canal de suprimento 13. A posição da altura de enchimento Fkrit2 é nesse caso projetada em uma tal maneira que a quantidade de material fundido Sz ainda presente no canal de suprimento 13 é suficiente paraencher com material fundido S a cavidade do molde 5 completamente e as cavidades de compensação 8,9 no máximo na sua região inferior 8b,9b. Dependendo da configuração do molde de fundição 1, a altura de enchimento Fkrit2 pode corresponder com o nível de enchimento máximo Fmax.

Alternativamente, o recurso de regulação e controle pode emitir meramente um sinal de controle para o recurso de ajuste 19, isto é, quando a altura de enchimento crítica é alcançada, então o entrave 18 é completamente fechado. Se os tempos exigidos para o enchimento do molde sãosubstancialmente constantes, o entrave pode ser parcialmente abaixado antecipadamente em uma maneira com tempo controlado, assim também reduzindo a velocidade do enchimento do molde de fundição para o fim do processo de enchimento. 5 Por conta do seu pequeno volume, a quantidade de material

fundido que passa para dentro dos canais 10,11 quando o molde de fundição 1 é cheio com o material fundido S solidifica quase imediatamente depois do fim do processo de enchimento, assim vedando a conexão entre as câmaras de compensação 8,9 e a cavidade do molde 5 no molde de fundi-10 ção 1. O molde de fundição 1 pode então ser enviado facilmente para processamento subseqüente sendo girado, por exemplo, através de 180° ao redor do seu eixo longitudinal de modo a permitir que a parte fundida G propositadamente solidifique com a solidificação orientada contrária à direção da introdução.Numerais de referência

1 molde de fundição

2,3 partes moldadas laterais

4 parte moldada da cobertura5 cavidade do molde

G parte fundida

6 entrada

7 abertura de inspeção

4a porção de borda da parte moldada da cobertura 4 4b porção interna do núcleo da cobertura 4

8,9 câmaras de compensação

8a base das câmaras de compensação 8,9

8b teto das câmaras de compensação 8,9

8c,9c porções superiores das câmaras de compensação 8,9 8d porção inferior das câmaras de compensação 8,9

10,11 canais

12 dispositivo de transporte e levantamento

13 canal de suprimento

14 laser 15 conector

16 recipiente do material fundido

17 saída no recipiente do material fundido 16

18 entrave

19 recurso de ajuste 20 recurso de regulação e controle

21 recurso de medição e avaliação

22 sensor

Fmax nível de enchimento máximo do molde de fundição 1

F nível de enchimento no molde de fundição 1 Fkriti primeira altura crítica de enchimento

Fkrit2 segunda altura crítica de enchimento

L feixe de laserS material fundido de Al/Si

Sz quantidade de material fundido ainda presente no canal de suprimento 13 depois que a saída 17 foi fechada

Claims

1. Molde de fundição para a fabricação de uma parte fundida de um material fundido de metal (S) compreendendo uma cavidade de molde (5) para reproduzir uma parte fundida e compreendendo uma entrada para derramar o material fundido de metal (M) dentro da cavidade do molde (5), caracterizado pelo fato de que ele tem pelo menos uma câmara de compensação (8,9) que é unida na cavidade do molde (5) via um canal (10,11) e compreende pelo menos uma porção (8a,9a) que é disposta acima do nível de enchimento máximo (Fmax) do molde de fundição (1) durante a solidifica-10 ção do material fundido de metal (S).

2. Molde de fundição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção transversal do canal (10,11) é delimitada em uma tal maneira de modo a ser vedada imediatamente depois da conclusão do processo de enchimento do molde, com o material fundido de metal (S)que já solidificou.

3. Molde de fundição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele é feito de uma areia de moldagem e um material de moldagem compreendendo um aglutinante.

4. Molde de fundição de acordo com qualquer uma das reivindi-20 cações precedentes, caracterizado pelo fato de que a cavidade de compensação (8,9) é unida em uma porção da cavidade do molde (5) que está localizada no topo enquanto o material fundido de metal (S) está sendo derramado no interior.

5. Molde de fundição de acordo com qualquer uma das reivindi-25 cações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele tem uma abertura deinspeção (7) na cavidade do molde (5) para inspecionar o nível de enchimento (F) do material fundido de metal (S) na cavidade do molde (5).

6. Molde de fundição de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a abertura de inspeção (7) na cavidade do molde (5) e a cavidade de compensação (8,9) interceptam um plano horizontal comum.

7. Molde de fundição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele é composto de umapluralidade de partes moldadas (2,3,4).

8. Molde de fundição de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a cavidade de compensação (8,9) é incorporada em uma parte moldada da tampa (4).

9. Molde de fundição de acordo com qualquer uma das reivindi-cações precedentes, caracterizado pelo fato de que mais do que uma cavidade de compensação (8,9) é provida.

10. Dispositivo para a fundição de material fundido de metal (S) para formar uma parte fundida (G) em um molde de fundição (1) configurado como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes,- compreendendo um recipiente de material fundido (16), compreendendo uma saída (17) para o material fundido de metal (S),- compreendendo um canal de suprimento (13) conectado nasaída (17), - compreendendo um recurso (12) para parar o molde de fundi-ção (1) no recipiente do material fundido (16) em uma tal maneira que a entrada (6) no molde de fundição (1) fica conectada no canal de suprimento (13) quando parada,- compreendendo um recurso de medição (21) para detectar a quantidade do material fundido introduzido no molde de fundição (1),- compreendendo um recurso de regulação (20) para regular o fluxo do material fundido do recipiente de material fundido (16) para dentro do molde de fundição (1) e- compreendendo um recurso de controle (20) que avalia a quan- tidade de material fundido detectado pelo recurso de medição (21) e emiteum sinal de controle para vedar a saída (17) no recipiente do material fundido (16) depois que um nível de enchimento específico no molde de fundição (1) foi atingido, caracterizado pelo fato de que o recurso de controle (20) emite o sinal de controle depois que a quantidade de material fundido der- ramado no molde de fundição (1) alcançou um valor limite (Fkrit2) no qual a quantidade de material fundido de metal (Sz) que está então ainda presente no canal de suprimento (13) é suficiente para encher a cavidade do molde(1) completamente e no máximo uma porção da cavidade de compensação (8,9).

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o recurso de medição (21) monitora o nível de enchimento no molde de fundição (1) e o recurso de controle (20) emite o sinal de controle depois que o material fundido de metal na cavidade do molde (5) alcançou uma altura de enchimento (F^) na qual o volume do material fundido de metal (Sz) que está então ainda presente no canal de suprimento (13) é suficiente para encher a cavidade do molde (5) completamente e no máximo uma porção da cavidade de compensação (8,9).

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o molde de fundição (1) é configurado de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9 e o recurso de medição (21) compreende um laser (14), que direciona um feixe de laser (L) através da abertura de inspeção (7) sobre a superfície do material fundido (S) introduzido no molde de fundição (1), e um sensor (22) que detecta o feixe do laser (L) refletido pela superfície do material fundido (S).

13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o recurso de regulação (20) compre- ende um entrave (18) para vedar a saída (17) no recipiente do material fundido (16) e um recurso de ajuste (19) para elevar o entrave (19) para fora de e abaixá-lo para a sua posição vedada.

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o recurso de regulação (20) regula o movimento de ajuste do entrave (18).

15. Processo para a fundição de material fundido de metal (S) para formar uma parte fundida (G) em um molde de fundição (1), onde o material fundido de metal é guiado em uma maneira regulada de um recipiente de material fundido (16) para dentro do molde de fundição (1) via um canal de suprimento (13) e o influxo do material fundido de metal (S) para dentro do canal de suprimento (13) é interrompido depois que uma quantidade específica de material fundido de metal foi introduzida na cavidade do molde(1), caracterizado pelo fato de que o molde de fundição (1) usado é um molde de fundição (1) configurado como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9 e o influxo do material fundido (S) para dentro do canal de suprimento (13) é interrompido depois que o material fundido de metal (S) na 5 cavidade do molde (5) alcançou um nível de enchimento (F^) no qual a quantidade do material fundido de metal (Sz) que está ainda presente no canal de suprimento (13) é suficiente para encher a cavidade do molde (5) completamente e no máximo uma porção da cavidade de compensação (8,9).

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o nível de enchimento (F) no molde de fundição (1) é monitorado e o influxo do material fundido de metal (S) para dentro do canal de suprimento (13) é interrompido depois que o nível de enchimento (F) alcançou uma altura (Fkrit2) na qual o volume do material fundido de metal (Sz) que está então ainda presente no canal de suprimento (13) é suficiente para en- cher a cavidade do molde (5) completamente e no máximo uma porção da cavidade de compensação (8,9).