BRPI0608899B1 - Molde de fundição, dispositivo e processo para a fundição de metal fundido - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOLDE DE

FUNDIÇÃO, DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A FUNDIÇÃO DE METAL FUNDIDO". A presente invenção refere-se a um molde de fundição para fa- bricar uma peça fundida de um metal fundido que é, por exemplo, um metal fundido leve, especialmente um material fundido de alumínio. Além disso, a invenção refere-se a um dispositivo e a um processo para a fundição de ma- teriais fundidos de metal desse tipo para formar uma peça 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 metal fundido. For- mada 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 ca- da molde de fundição é reduzida. O fluxo de saída do material fundido para fora do recipiente do material fundido é, nesse caso, convencionalmente re- gulado 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 cavi- dade 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 mate- rial 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 proble- ma que o que é conhecido como “obstrução” ocorre depois que o molde foi completamente cheio. Essa obstrução é manifestada em uma elevação súbi- ta 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. Es- se surto de pressão não somente pressiona o material fundido para dentro dos vãos que estão inevitavelmente presentes entre as partes moldadas in- dividuais do molde de fundição, as paredes do molde de fundição que cir- cundam a cavidade do molde são também penetradas até uma maior exten- são. 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 peça 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 metal fundido 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, mo- nitorado 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 introduzí- do no molde de fundição. O feixe refletido pelo material fundido é intercepta- do por um sensor que envia o seu sinal de medição para um recurso de con- trole e avaliação que, com base no feixe do laser transmitido e recebido, de- termina 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 obstru- ção 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 penetra- ção 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 garan- tidos 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 peça fundida pela fundição de um metal fundido, cujo molde tem uma cavi- dade de molde para reproduzir uma peça fundida e uma entrada para der- ramar o metal fundido dentro da cavidade do molde, esse objetivo foi atingi- do, 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 ca- vidade do molde via um canal e compreende pelo menos uma porção que é disposta acima do nível de enchimento máximo do molde de fundição duran- te a solidificação do metal fundido.

Com relação a um dispositivo para fundir o metal fundido para formar uma peça fundida em um molde de fundição configurado de acordo com a invenção e é equipado com um recipiente de material fundido, com- preendendo uma saída, para o metal fundido, 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 mol- de de fundição é conectada 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 objeti- vo acima mencionado foi atingido, de acordo com a invenção, em que o re- curso de controle e avaliação emite o sinal de controle uma vez que a quan- tidade de material fundido derramado no molde de fundição tenha alcançado um valor limite no qual a quantidade do metal fundido que ainda está presen- te então no canal de suprimento é suficiente para encher a cavidade do mol- de completamente e no máximo uma porção da cavidade de compensação.

Com relação a um processo para a fundição do metal fundido para formar uma peça fundida em um molde de fundição, onde o metal fun- dido é guiado em uma maneira regulada de um recipiente para dentro do molde de fundição via um canal de suprimento e o influxo do metal fundido para dentro do canal de suprimento é interrompido depois que uma quanti- dade específica do metal fundido 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 interrompi- do depois que o metal fundido na cavidade do molde alcançou um nível de enchimento no qual a quantidade do metal fundido que está ainda presente no canal de suprimento é suficiente para encher a cavidade do molde com- pletamente e 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 absorver, como um amortecedor, a quantidade de material fundido excessivo que não é mais necessária para o enchimento completo do molde de fundi- ção 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 prevalecería, da quantida- de 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 qual, por exemplo, a obstrução, que é especialmente crítica na técnica ante- rior com relação à qualidade de superfície e processabilidade subseqüente da peça fundida obtida, é efetivamente amortecida. O material fundido infil- trando 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 convencio- nais, depois que o molde foi completamente cheio, como um resultado da conversão da energia cinética, inerente ao material fundido durante o enchi- mento, 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 descar- tar 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 peça fundida depois da solidificação. O canal é formado, portanto, preferivelmente, em uma tal maneira que as redes que permanecem na re- gião 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 inven- ção 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 ori- entada da peça fundida. A quantidade de material fundido que permanece não usado nas câmaras de compensação é insignificante comparada com o volume geral do material fundido exigido para a peça fundida. Uma configuração adequa- damente sofisticada de cada canal de conexão entre a cavidade do molde e a câmara de compensação permite que o material de fundição que se agru- pa na câmara facilmente seja rompido da peça fundida acabada. Foi verifi- cado ser especialmente benéfico para a aplicação prática da invenção que moldes de fundição configurados de acordo com a invenção possam ser in- seridos facilmente nos dispositivos de fundição existentes e que esses dis- positivos de fundição existente possam ser facilmente retroajustados em dispositivos de acordo com a invenção ou ser operados na maneira de acor- do com a invenção.

As partes fundidas obtidas usando a invenção têm uma superfí- cie muito mais lisa do que essas fabricadas na maneira conhecida. Especi- almente no campo dos elementos moldados sofisticados da peça fundida, tal como, 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. O esforço exigido para lim- par a peça fundida acabada é, portanto, grandemente reduzido. Finalmente, a penetração reduzida da pressão das superfícies internas pelo material fun- dido 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 quali- dade da superfície. A invenção provê, portanto, um molde de fundição, um dispositi- vo de fundição e um processo de fundição que provêem, mesmo sob condi- ções de operação prática rígidas, resultados de fundição que não somente garantem superfícies otimizadas, mas também permitem a remoção simplifi- cada do molde de fundição depois que a peça 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 deli- mitada em uma tal maneira de modo a ser vedada, tão logo o molde tenha sido cheio com o metal fundido 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 compen- sação para dentro da cavidade do molde e de volta uma vez que o molde tenha sido cheio. Isso foi verificado ser especialmente benéfico para proces- sos 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 peça fundida.

Em princípio, as vantagens da invenção podem ser utilizadas em todos os moldes de fundição e processos de fundição, a despeito do material do qual o molde de fundição é feito. Entretanto, a boa capacidade de des- moldagem torna a invenção especialmente adequada para moldes de fundi- ção 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 provi- da 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 cone- xão adequadamente configurado ou via uma pluralidade de canais que le- vam 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 conta- to ou senão fundição ascendente. O molde de fundição de acordo com a invenção pode ser provido para a fabricação de partes fundidas para a in- dústria 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 com- pensação é unida em uma porção da cavidade do molde que fica localizada no topo enquanto o metal fundido 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 du- rante 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 enchimen- to no molde de fundição e o recurso de avaliação emite o sinal de controle uma vez que o metal fundido na cavidade do molde tenha alcançado uma altura de enchimento na qual o volume do metal fundido que ainda está pre- sente 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 vanta- josamente provido com uma abertura de inspeção levando à cavidade do molde para inspecionar o nível de enchimento do metal fundido na cavidade do molde. A câmara de compensação e a abertura de inspeção são, nesse caso, preferivelmente orientadas em uma tal maneira que a abertura de ins- peção 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 recipi- ente 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 refe- rência 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 peça fundida de um motor de combustão interna, a figura 2 é uma seção transversal esquemática de um dispositi- vo 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 en- chimento do molde de fundição mostrada nas figuras, e cobre o topo da ca- vidade do molde 5 circundada pelas partes moldadas 2,3,4. As partes mol- dadas 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 peça fundida G formada na cavidade do molde. A peça 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 cilín- drica 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 co- bertura 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 peça 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 da cobertura 4 está um grande número de câmaras de compensação de pe- queno 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- 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 compensação 8.9 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 com- paradas 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 cavida- de do molde 5. A base 8a das câmaras de compensação 8,9 é disposta, em ca- da 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 horizontal mente 10,11 incorporado no núcleo da tampa 4. A abertura, associada com a cavidade do molde 5, dos canais 10,11 fica em 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 projeta- do em uma tal maneira que a seção transversal da abertura dos canais 10,11 é suficientemente grande para permitir que o material fundido entre nas câmaras de compensação 8, 9 desimpedido, mas ao mesmo tempo su- ficientemente pequena para o volume do material fundido contido nos canais 8.9 solidificar, como um resultado da dissipação do calor no volume da parte moldada da cobertura 4 que circunda os canais 10,11, tão logo a cavidade do molde 5 tenha sido cheia.

Para a fundição da peça fundida G, o molde de fundição 1 é po- sicionado 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 su- primento 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 atra- vés 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 con- tido no recipiente do material fundido 16 flua para dentro do canal de supri- mento 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 regula- da em que o recurso de ajuste 19 é capaz de parar o entrave 18 em qual- quer 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 avalia- ção 21 com o qual estão associados, por sua vez, o laser 14 e um sensor 22 que 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 fun- dido 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 recurso de 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 fun- dido S é reduzido, entretanto. A altura de enchimento Fkriti é suficientemente distante do nível máximo de enchimento Fmax do molde de fundição 1 que o enchimento do molde de fundição é reduzido para o fim do processo de en- chimento. 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 adi- cional 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 mate- rial fundido Sz ainda presente no canal de suprimento 13 é suficiente para encher 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. De- pendendo 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 completa- mente fechado. Se os tempos exigidos para o enchimento do molde são substancialmente constantes, o entrave pode ser parcialmente abaixado an- tecipadamente em uma maneira com tempo controlado, assim também re- duzindo a velocidade do enchimento do molde de fundição para o fim do processo de enchimento.

Por conta do seu pequeno volume, a quantidade de material fundido que passa para dentro dos canais 10,11 quando o molde de fundi- ção 1 é cheio com o material fundido S solidifica quase imediatamente de- pois 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- ção 1. O molde de fundição 1 pode então ser enviado facilmente para pro- cessamento subseqüente sendo girado, por exemplo, através de 180° ao redor do seu eixo longitudinal de modo a permitir que a peça fundida G pro- positadamente solidifique com a solidificação orientada contrária à direção da introdução.

Claims (16)

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

2. Molde de fundição de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado 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 metal fundido (S) que já solidi- ficou.

3. Molde de fundição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca- racterizado pelo fato de que ele é feito de uma areia de moldagem e um ma- terial de moldagem compreendendo um aglutinante.

4. Molde de fundição de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, 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 en- quanto o metal fundido (S) está sendo derramado no interior.

5. Molde de fundição de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que ele tem uma abertura de inspeção (7) na cavidade do molde (5) para inspecionar o nível de enchimento (F) do metal fundido (S) na cavidade do molde (5).

6. Molde de fundição de acordo com a reivindicação 5, caracteri- zado 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 uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ele é composto de uma pluralidade de par- tes moldadas (2,3,4).

8. Molde de fundição de acordo com a reivindicação 7, caracteri- zado 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 uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que mais do que uma cavidade de compensa- ção (8,9) é provida.

10. Dispositivo para a fundição de metal fundido (S) para formar uma peça fundida (G) em um molde de fundição (1), o molde sendo de areia, como definido em uma das reivindicações 1 a 9, - compreendendo um recipiente de material fundido (16), com- preendendo uma saída (17) para o metal fundido (S), - compreendendo um canal de suprimento (13) conectado na saída (17), - compreendendo um recurso (12) para parar o molde de fundi- ção (1) no recipiente do material fundido (16) em 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 emite um sinal de controle para vedar a saída (17) no recipiente do material fundi- do (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) é con- figurado para emitir um sinal de controle depois que a quantidade de materi- al fundido derramado no molde de fundição (1) alcançou um valor limite (F- krit2) no qual a quantidade de metal fundido (Sz) que está então ainda presen- te 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 con- trole depois que o metal fundido na cavidade do molde (5) alcançou uma altura de enchimento (Fkrit2) na qual o volume do metal fundido (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 como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 9 e o recurso de medição (21) compre- ende 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) re- fletido pela superfície do material fundido (S).

13. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o recurso de regulação (20) compreende 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 metal fundido (S) para formar uma peça fundida (G) em um molde de fundição (1), o molde sendo de areia, onde o metal fundido 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 metal fundido (S) para dentro do canal de suprimento (13) é interrompido depois que uma quantidade específica de metal fundido foi introduzida na cavidade do molde (1), caracterizado pelo fato de que o molde de fundição (1) usado é um molde de fundição (1) confi- gurado 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 interrom- pido depois que o metal fundido (S) na cavidade do molde (5) alcançou um nível de enchimento (Fkrit2) no qual a quantidade do metal fundido (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 moni- torado e o influxo do metal fundido (S) para dentro do canal de suprimento (13) é interrompido depois que o nível de enchimento (F) alcançou uma altu- ra (Fkrit2) na qual o volume do metal fundido (Sz) que está então ainda pre- sente no canal de suprimento (13) é suficiente para encher a cavidade do molde (5) completamente e no máximo uma porção da cavidade de com- pensação (8,9).