BRPI0900913A2 - instalação para fabricação de produtos cerámicos - Google Patents

Abstract

INSTALAçãO PARA FABRICAçãO DE PRODUTOS CERáMICOS. Trata-se de uma instalação (100) para fabricação de produtos cerâmicos, compreendendo um molde (1) dividido em pelo menos duas partes (2, 3) formando uma cavidade interna (C) na qual o produto cerâmico é formado, e móvel em direção e para longe uma da outra, sob a ação de respectivos meios de acionamento (4) atuando em ambas as direções ao longo de uma linha de fechamento predeterminada (S), de tal maneira a unir ou separar as partes (2, 3) uma da outra; cada parte (2, 3) do molde (1) compreende ao menos uma superficie externa traseira (2p, 13p) e uma superficie lateral externa (2s, 3s); pelo menos uma das partes (2, 3) sendo equipada com meios (6) para conter e controlar um fluido, e envolvendo pelo menos as superficies externas traseira (2p, 13p) e lateral (2s, 3s) da parte (2, 3) do molde (1); os meios de contenção (6) sendo associados à parte (2, 3) do molde (1) de tal maneira que, durante o ciclo de fundição de produto, as forças (SF) agindo sobre a parte (2, 3) do molde (1) sejam compensadas constantemente pelas forças correlacionadas (FR). [Figura 2]

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invençãopara "INSTALAÇÃO PARA FABRICAÇÃO DEPRODUTOS CERÂMICOS".

A presente invenção refere-se a uma instalaçãopara a fabricação de produtos cerâmicos, em especial para afabricação de louças sanitárias cerâmicas. Como é deconhecimento geral, as louças sanitárias de cerâmica (comolavatórios, vasos, bidês, bases de chuveiro, entre outras) sãoproduzidas pela fundição de uma mistura fluida (chamada de"barbotina" no jargão da indústria, consistindo de um corpocerâmico em suspensão aquosa) em moldes convencionais comuma estrutura porosa, feitos principalmente de resinas.

Esses moldes porosos são compostos de aomenos duas partes (geralmente chamadas de "macho" e "fêmea"no jargão da indústria), que são unidas para formar uma cavidadeinterna onde o produto cerâmico é formado.

As superfícies porosas que formam os lados decada cavidade serão daqui em diante chamada de superfíciesinternas do molde.

Cada parte do molde também compreende umasuperfície externa traseira ou parte posterior, sobre a qual sãoexercidas as forças necessárias para manter as duas partes unidasdurante o ciclo de fundição, e uma superfície lateral externa. Pelomenos uma das duas superfícies externas está associada aelementos auxiliares projetados para suportar e manter o molde nolugar correto dentro da instalação.Há também superfícies de contato quegeralmente agem como transições entre as superfícies lateraisexternas e as superfícies de fechamento.

Internamente, esses moldes porosos sãoprovidos de um sistema de drenagem projetado para permitir queos fluidos que passam através das superfícies internas sejamcanalizados para o exterior, ou para bombear fluidos sob pressãona direção oposta a fim de separar o produto moldado das paredesdo molde ou recondicionar a parte do molde.

As duas ou mais partes do molde são montadasem instalações adequadas (que diferem de acordo com o tipo deproduto a ser fundido) e compreendem pelo menos o seguinte:

- uma estrutura fixa que, através de meios deconexão passivos, age como um suporte para ao menos uma partedo molde;

- meios de acionamento para mover e posicionarpelo menos uma parte do molde pelo menos para mover as partesdo molde em direção uma à outra (de modo a fechar o moldequando a fundição está em andamento) e para longe uma da outrapara permitir que a peça fundida seja extraída;

- meios de fechamento para manter as partes domolde na posição corretamente fechada, superando as forçasgeradas dentro da cavidade durante o ciclo de fundição;

- meios de serviço da cavidade, tais como meiospara alimentar a barbotina para o molde quando as partes domolde são fechadas totalmente ou para consolidar a barbotina edrenar a barbotina em excesso durante o ciclo de fundição;

- meios de serviço para o sistema de drenagemmencionado acima.

Além disso, uma das características bemconhecidas dos moldes porosos em resina é sua resistênciamecânica satisfatória, graças à qual eles podem ser usados nafundição sob alta pressão, ou seja, para bombear a barbotina paradentro do molde e em seguida formar a espessura da paredefundida sob alta pressão (geralmente entre 3 e 15 bar).

Essas pressões dentro do molde, no entanto,produzem forças em direções perpendiculares às superfíciesexternas das partes do molde, com o risco de deformar o molde:as direções adotadas pelos componentes de força não são apenas adireção na qual as partes do molde são unidas e fechadastotalmente, mas também as direções perpendiculares (e, portanto,transversais) à direção de fechamento das partes do molde.Portanto, essas forças precisam ser contrapostas por dispositivosadequados de modo a "conter" as forças durante a operação. Comrespeito às forças geradas na direção de fechamento do molde, asinstalações de fundição mencionadas acima podem (em umasolução da técnica anterior) compreender uma parede de suportefixa operando na parte posterior de uma das partes do molde, eum cilindro de acionamento que opera em uma parede móvel que,por sua vez, opera na parte posterior da outra parte do molde.Como é também conhecido na indústria, ocilindro pode aplicar, sobre a parte móvel do molde, uma forçaque é constante ou variável de instante em instante em função dapressão da barbotina (conhecido no jargão da indústria como"fechamento proporcional"). A isto se deve somar o fato de queos movimentos relativos das partes do molde em direção uma àoutra durante o ciclo de fundição podem ser livres, sendo,portanto, determinados apenas pelo equilíbrio das forças em jogoe pelas características de deformabilidade das resinas, oulimitados a um valor máximo graças à presença de limitadoresmecânicos que absorvem a força em excesso aplicada pelo pistão,maior que a força suficiente para determinar a deformaçãomáxima aceitável (conhecido no jargão da indústria como"fechamento com deformação controlada").

Com respeito às forças geradas nas direçõesperpendiculares à direção de fechamento, por outro lado, assoluções da técnica anterior incluem sistemas mecânicosmeramente passivos que podem pré-carregar a resina a níveisvariáveis com tensões de compressão iniciais ao longo dasreferidas direções transversais, e cuja reação às forças produzidasdentro da cavidade durante o ciclo de fundição e tendendo acomprimir as paredes do molde e deformar a superfície lateralexterna em direção ao dispositivo de contenção depende apenasda rigidez do dispositivo de contenção em si, ou incluem sistemasmecânicos ativos nos quais a reação do dispositivo de contenção écontrolada com o tempo e em função da pressão da barbotina, deinstante em instante.

Para esse fim, o Titular idealizou e produziu umdispositivo para "conter" as forças (consulte também a patente EP1.043.132), em que uma das metades do molde compreende umaestrutura que delimita um espaço, entre a estrutura e a metade domolde, para alojar um elemento expansível por um fluidoproveniente do exterior e projetado para conter as forças geradaspela pressão da barbotina dentro do molde.

Esse sistema regula a pressão do fluido dentrodo elemento expansível, que é correlacionada constantementecom a pressão da barbotina, obtendo-se uma reação aprimorada,eliminado a possível deformação do molde que levaria a tensõesindesejadas na parte sendo fundida e, portanto, a possíveisdefeitos, e controlando as contrações elásticas do molde.

Em vista dos excelentes resultados, obtidos poressa solução, em controlar os componentes das forças nasdireções perpendiculares (e, portanto, transversais) à direção defechamento das partes do molde, seria proveitoso ser tambémcapaz de controlar a força na direção de fechamento com maiseficácia do que era possível até hoje. No momento, a solução queenvolve uma força proporcional do cilindro de fechamento écalibrada de tal maneira a aplicar, a todas as partes do molde, amesma pressão que a aplicada pela barbotina.

Entretanto, o "x" da questão é que o sistemahidráulico, que age sobre uma parte plana que, por sua próprianatureza, é rígida, é um sistema com precisão de contraposiçãolimitada, isto é, com tolerâncias relativamente grandes secomparado aos requisitos do molde, e com uma precisãoconsideravelmente inferior à do sistema de fluido para os demaiscomponentes, que adapta os movimentos da superfície de suporteoposta à superfície lateral externa do molde aos requisitos decompressibilidade da camada de resina abaixo. Portanto, apresente invenção tem por objetivo oferecer uma instalação emque o molde é sujeito a uma pressão determinada precisamenteem todos os pontos de sua superfície externa e semprecorrelacionada com a pressão dentro do molde durante o ciclo defundição. Logo, a presente invenção atinge esse objetivo por meiode uma instalação para a fabricação de produtos cerâmicos, emespecial para a fabricação de louças sanitárias cerâmicas,compreendendo as características técnicas estabelecidas em umaou mais das reivindicações em anexo.

As características técnicas da invenção, comreferência aos objetivos acima, são descritas com clareza nasreivindicações em anexo e suas vantagens transparecerão nadescrição detalhada a seguir com referência aos desenhos emanexo, os quais ilustram uma concretização preferida da invenção,apresentada a título meramente exemplificativo sem restringir oâmbito do conceito inventivo, e nos quais:

- A Figura 1 é uma vista lateral esquemática,com algumas partes em corte transversal e outras removidas paramelhor ilustrar outras, de uma primeira concretização dainstalação de fabricação de produtos cerâmicos de acordo com apresente invenção;

- A Figura 2 é uma vista lateral esquemática,com algumas partes em corte transversal e outras removidas paramelhor ilustrar outras, de uma segunda concretização dainstalação de fabricação de produtos cerâmicos de acordo com ainvenção;

- A Figura 3 é uma vista explodida emperspectiva de uma metade de molde usada na fabricação deprodutos cerâmicos e aplicável à instalação de acordo com ainvenção;

- A figura 4 é uma vista em perspectivaparcialmente em corte transversal ilustrando a metade de moldemontada da Figura 3;

- A Figura 5 ilustra a metade de molde dasFiguras 3 e 4 em uma seção plana parcial;

- A Figura 6 é uma vista lateral esquemática,com algumas partes em corte transversal, da parte de resinaporosa de uma parte de um molde em concha, com o respectivoelemento de cobertura vedado, usado na instalação de acordo coma invenção;

- A Figura 7 é uma vista lateral explodidaesquemática de uma parte de uma metade de molde usada nainstalação de acordo com a invenção, e mostra, em particular, aparte de resina porosa e um elemento de cobertura vedado;- A Figura 8 é uma vista lateral, com algumaspartes removidas e outras em corte transversal, da parte do moldeda Figura 6, mas equipada com uma concretização dos elementosde posicionamento diferente dos da Figura 5;

- A Figura 9 é uma vista lateral, com algumaspartes removidas e outras em corte transversal, novamente daparte do molde da Figura 6, mas equipada com ainda outraconcretização diferente dos elementos de posicionamento.

Com referência aos desenhos em anexo, emparticular às Figuras 1 e 2, a instalação de acordo com a invençãoé usada na fabricação de produtos cerâmicos, em especial mas nãose limitando a louças sanitárias cerâmicas (tal como, por exemplo,lavatórios, vasos sanitários, bidês, bases de chuveiro, entreoutros).

Essa instalação, indicada como um todo por100, compreende um molde 1 dividido em ao menos duas partes 2e 3, formando uma cavidade interna C onde o produto cerâmico éformado.

Cada parte 2 e 3 do molde 1 é descrita demaneira breve abaixo de modo a oferecer uma visão geral clara dainvenção.

Basicamente, cada parte 2 e 3 do molde 1 écomposta de um corpo delimitado por: uma superfície externacompreendendo uma superfície traseira 2p e 3p e uma superfícielateral 2s e 3s, e uma superfície de trabalho compreendendo umasuperfície interna 2c e 3c molhada por um líquido de fundição edefinindo a cavidade C, e uma superfície de contato frontal 2f e 3fque entra em contato com a respectiva superfície de contato 3f e2f da outra parte 3 e 2 do molde 1 quando as duas partes 3 e 2 domolde 1 são fechadas (para as respectivas referências, consultetambém as Figuras 6 e 7).

O corpo delimitado por essas superfícies écomposto, a título de exemplo não limitativo, principalmente deum ou mais volumes de materiais permeáveis ou porososconectados de maneira estável uns aos outros.

As duas partes 2 e 3 podem se mover emdireção e para longe uma da outra, sob a ação de respectivosmeios de acionamento 4 atuando em ambas as direções ao longode uma linha de fechamento predeterminada S (vide as setas nasFiguras 1 e 2), de tal maneira a unir ou separar as duas partes 2 e3 uma da outra. Quando as duas partes 2 e 3 são fechadas, olíquido de fundição do produto (barbotina, no caso de produtoscerâmicos) é alimentado para a cavidade C de modo a fundir oproduto.

A alimentação do líquido (e também de outroslíquidos, como se tornará mais claro à medida que prossegue adescrição) é efetuada pelos respectivos primeiros meios dealimentação 10 sob pressões P que variam de acordo com o ciclode fundição do produto (os primeiros meios de alimentação 10sendo descritos em mais detalhes abaixo). Na concretização dainstalação 100 ilustrada, os meios de acionamento 4 são na formade um cilindro para mover a parte 2 que é, por sua vez, suportadapor uma barra transversal T, mas esta concretização deve serconsiderada um exemplo não restritivo de como implementar ainvenção, uma vez que os meios 4 podem ser incorporados poroutros sistemas de guia ou trilho, suspensos ou não, tanto parainstalações de molde único quanto de múltiplos moldes, sem comisso divergir do âmbito da invenção.

Como também apresentado nas Figuras 1 e 2, aomenos uma das partes - uma indicada por 2 neste exemplo nãolimitante - é equipada com meios 6 para conter um fluido eenvolver pelo menos as superfícies externas traseira e lateral 2p e2s anteriormente mencionadas da própria parte 2 do molde 1;esses meios de contenção 6 são associados à parte 2 de talmaneira que durante o ciclo de fundição do produto, o fluidoaplique constantemente forças de reação FR para compensar asforças SF agindo sobre a parte 2 do molde 1, nas direçõesdefinidas pelo formato da superfície interna 2c da parte do molde2. Na concretização ilustrada, novamente a título de exemplo,esses meios de contenção e controle 6 são, durante o uso,dispostos entre a parte do molde 2 e os meios de acionamento 4.

A Figura 2 também mostra que a outra parte domolde 3 também pode ser equipada com meios de contenção econtrole 6' agindo sobre as superfícies externas traseira e lateral3p e 3d da parte do molde 3.

Para simplificar a descrição, daqui em diante,faz-se referência somente aos meios de contenção 6 de apenasuma das partes do molde, uma vez que a estrutura éessencialmente igual para a outra parte do molde também.

Na configuração aqui ilustrada, a parte domolde indicada por 2, conhecida no jargão da indústria como aparte fêmea, será considerada. Observando em mais detalhes(vide também as Figuras 3 a 5), os meios de controle e contenção6 compreendem um elemento de contenção vedado 7 associado àparte do molde 2 circundando a superfície externa traseira 2p e asuperfície lateral externa 2s da própria parte do molde 2.

O elemento de contenção 7 é equipado commeios 8 para bombear o fluido de compensação para dentro e parafora de pelo menos uma câmara de compensação 9 definida entreo próprio elemento de contenção 7 e as superfícies externastraseira e lateral 2p e 2s da parte do molde 2.

Em particular, os meios 8 para bombear o fluidode compensação para dentro e para fora da câmara decompensação 9 estão correlacionados com os meios 10supramencionados para controlar os fluidos na cavidade C: dessaforma, na câmara 9, as pressões P presentes na cavidade demoldagem C podem ser compensadas em tempo real com umapressão adequada P' na câmara de compensação 9.

Conclui-se que as forças SF agindo sobre aparte do molde 2 ao longo das direções supramencionadasperpendiculares à superfície 2c da parte do molde 2 são, por assimdizer, equilibradas proporcionalmente pelas forças de reação FR.Pelo menos a superfície externa 2p da parte domolde 2 tem uma camisa protetora 11 ou 12 (que poderia ser, semlimitar a invenção, do tipo laminado), vedada e projetada paracorresponder ao perfil da superfície externa traseira 2p da parte 2(vide também a Figura 7) e criar uma superfície de separaçãoentre a câmara de compensação 9 e a própria superfície externatraseira 2p, ou a espessura do material permeável constituindo ocorpo da parte do molde 2.

Essa combinação estrutura torna possívelescolher entre diferentes soluções estruturais, a saber, as formasgeométricas da parte do molde contida dentro da câmara decompensação 9, sem afetar a qualidade do produto final. A títulode exemplo não restritivo, o formato da parte do molde 2 ilustradana Figura 1 tem superfícies externas geometricamente regulares,enquanto que nas Figuras 2 a 5 e 7, o formato da parte 2 do molde1 tem superfícies externas de forma geométrica complexa, em queo perfil da superfície externa traseira 2p e o perfil da superfície detrabalho 2c - 2f, unidos pela superfície de transição lateral 2s (naprática, a borda), são essencialmente paralelos.

Na segunda situação, a parte do molde é comoum "entalhe" no espaço, com o material constituindo o corpo, istoé, a parte substancialmente ativa e permeável da parte do moldetendo espessura reduzida.

Essa arquitetura oferece vantagensconsideráveis, como por exemplo, redução geral do peso dosistema, e, obtenção de sistemas de movimento de molde maiseconômicos.

Outra vantagem é que quanto mais fina acamada de resina na direção de impulso na qual as forças sãoaplicadas à superfície interna durante o ciclo de fundição,menores os efeitos de sua compressibilidade sobre o produto fundido.

Obviamente, como mencionado antes, cadasuperfície externa traseira 2p nessas duas concretizaçõesdiferentes tem uma camisa protetora vedada de formatocorrespondente 11 criando uma superfície de separação entre acâmara de compensação 9 e a superfície externa traseira 2p.

As Figuras 6 e 8 ilustram outra concretização docorpo da parte do molde 2, em que a superfície externa traseira 2pda parte 2 do molde 1 tem um perfil geométrico padrão que, nestecaso em particular, é arredondado ou em forma de concha,independente do formato da superfície 2c molhada pela barbotina.

Também neste caso, a superfície externa traseira2p da "concha" tem uma camisa protetora de formacorrespondente 12 para separar a câmara de compensação 9 dasuperfície externa traseira 2p.

Nesta concretização, a principal vantagem é,precisamente, a possibilidade de normalizar a estrutura do molde,independente do formato da cavidade C, permitindo que osprocessos de fabricação das camisas e dos equipamentosauxiliares sejam padronizados, com isso reduzindo de formasignificativa os custos gerais. A camisa 11 ou 12 é, depreferência, formada de um material composto (tal como fibras devidro ou fibras de carbono) de modo a melhorar a resistênciamecânica do corpo do molde, que está sujeito tanto a pressõesexternas quanto internas, particularmente no caso das últimasduas configurações geométricas descritas acima, em que a camadade resina permeável tem espessura reduzida.

Em vista da combinação estrutural específicaentre a superfície externa traseira 2p e a camisa 11 ou 12, meios13, 15 também podem ser proporcionados para drenar parte dolíquido de fundição do produto e dispostos entre a camisa 11 ou12 e a parte do molde 2 ou formados diretamente na parte domolde 2, os referidos meios sendo conectados a uma unidade deserviço externa 14 do sistema de drenagem supramencionado(ilustrado como um bloco na Figura 5, por ser de um tipoconhecido).

A isto, deve-se acrescentar o fato de que,precisamente, por haver canais de drenagem entre a superfícieexterna traseira 2p e a camisa 11 ou 12, meios de adesão (porexemplo, um adesivo apropriado) são proporcionados entre elespara mantê-los unidos e contrapor as forças de propulsão criadasquando a unidade 14 bombeia fluidos para dentro do sistema dedrenagem sob pressão (por exemplo, ao limpar / enxaguar omolde).

Ao olharmos mais de perto a câmara decompensação 9, vemos que esta compreenda o elemento decontenção 7 supramencionado que, por sua vez, compreende pelomenos o seguinte (vide as Figuras 3, 4 e 5):

- um elemento rígido 22 definindo as paredes da câmara de compensação 9;

- uma chapa de base 19 associada ao elemento rígido 22;

- meios de vedação 21 agindo entre o elemento rígido 22 e a parte do molde 2.

Além desses componentes, há também umelemento de posicionamento ou espaçador 17 associado àsuperfície lateral externa 2s da parte 2, através dos respectivosprimeiros meios de fixação 18, e projetado para posicionar a partedo molde 2 em relação à chapa de base 19; o elemento rígido 22 écolocado sobre o espaçador 17.

Através dos segundos meios de fixação 20, oespaçador 17 também pode ser associado à chapa de base 19 dacâmara de compensação 9.

Mais especificamente, os meios de vedação 21são posicionados e ativados entre a superfície lateral externa 2s daparte do molde 2 e o elemento rígido 22.

Como mostram as Figuras 1 e 2, a chapa de base19 pode (em uma concretização exemplificativa não restritiva) serequipada com uma abertura que conduz para dentro da câmara 9 eocupada por um segundo conduto 8a (há também um primeiroconduto 27, descrito abaixo, formando parte da instalação 100)para a passagem de fluido e formando parte dos meios 8supramencionados para bombeamento de fluido para dentro epara fora da câmara de compensação vedada 9.

Obviamente, o segundo conduto 8a pode sercolocado em comunicação com a câmara de compensação 9através de uma abertura formada no elemento 22. A chapa 19pode também ser provida de uma segunda abertura ocupada porum terceiro conduto de alívio de segurança 23 levando a umaválvula de pressão máxima para a câmara de compensação vedada 9.

Obviamente, o terceiro conduto 23 tambémpode ser conectado à câmara de compensação 9 através doelemento 22 por meio de uma abertura adequada. No casoilustrado, a chapa de base 19 é conectada aos meios 4 que movema metade do molde 2 (através da barra transversal Tsupramencionada) agindo em ambas as direções ao longo de umalinha de fechamento predeterminada S de tal maneira a unir ouseparar as duas partes 2, 3 uma da outra.

Em relação às possíveis soluções mecânicaspresentes, os primeiros meios de fixação mencionados acimapodem ser na forma de uma primeira borda de extremidadeampliada 18 formada no espaçador 17 e que pode ser engatada auma primeira fenda correspondente 24 formada na superfícielateral externa 2s da parte 2.

Os segundos meios de fixação mencionadosacima podem ser na forma de uma multiplicidade de suportesangulares 20 localizados na chapa de base 19 e podem serengatados a uma segunda borda de extremidade aumentada 17ado espaçador 17 (vide as Figuras 4 e 5).

Os meios de vedação podem compreender umagaxeta ou vedação 21 (neste caso, por exemplo, uma vedaçãoanular) feita de material incompressível alojado em uma segundafenda correspondente 25 na parte do molde 2 e retidos, no ladooposto, pelo elemento de reforço rígido 22 anteriormentemencionado.

As Figuras 3 e 4 ilustram um exemplo de umaparte do molde fêmea 2, em que o espaçador 17 é dividido empelo menos duas partes de metade 17b, 17c que, em uso, podemser unidas uma à outra na parte 2 e que podem ser associadastanto à parte 2 quanto à chapa de base 19 através dos primeirosmeios de fixação 18 e dos segundos meios de fixação 20.

Uma concretização alternativa da estruturadescrita acima é apresentada nas Figuras 6, 8 e 9. Nestaconcretização, a parte do molde 2 é do tipo arredondada ou emconcha, equipada com a camisa 12 mencionada acima para cobrira superfície externa traseira 2p e tendo um flange circularconectando-a à superfície lateral externa 2s. Na Figura 8, oselementos básicos da estrutura do elemento de contenção 7 sãoiguais aos da concretização anterior, com exceção do elemento deposicionamento 17, que, neste caso, compreende duas ou maiscolunas ou pilares 17d, cada um associado, em uma extremidade,à chapa de base 19, e na outra extremidade, à região flangeada dasuperfície externa traseira 2p. Os pilares 17d podem ser providosde blocos elásticos TE para unir o flange à parte inferior de talmaneira a obter resistência elástica, proporcionando rigidezestrutural definida durante as diferentes etapas de operação, emparticular, pela absorção axial dos pilares 17d.

Ainda outra concretização é ilustrada na Figura9, em que o elemento de posicionamento 17 é na forma de duasou mais hastes de ligação 17t, cada uma associada, em umaextremidade, à chapa de base 19, e na outra extremidade, à regiãoflangeada da superfície traseira externa 2p. A extremidade decada haste de ligação 17t é inserida em uma respectiva sede 19tna chapa de base 19, com uma mola 17m encaixada ao seu redor,a mola sendo retida, em uma extremidade, pela cabeça deextremidade da respectiva haste de ligação 17t, e na outraextremidade, pela parede superior interna da sede 19t.

A carga da mola 17m, em uma situação nãooperacional, mantém a parte do molde 2 e a chapa de base 19mais unidas (brecha mínima predeterminada graças também a umdente limitador 22e localizado ao longo da superfície interna doelemento 22), enquanto que a brecha se alarga no começo do ciclode operação por conta da pressão aumentada dentro da câmara 9,e, portanto, a da força de impulsão exercida pelo fluido sobre asuperfície traseira externa 2p, que supera gradualmente a força deresistência da mola 17m.

Todas as concretizações dos elementos deposicionamento descritas até agora permitem contato seguro eadaptável entre as superfícies de trabalho das duas partes 2 e 3 domolde 1.

Conclui-se que, com um molde estruturadodessa maneira, mesmo o restante da instalação de fundição deprodutos cerâmicos 100 deve ser equipado com componentes emadição aos tradicionais, tais com os meios 10 supramencionadospara controlar os fluidos de serviço na cavidade C (líquido defundição de cerâmica e ar para drenar o líquido em excesso /consolidar o produto).

Baste dizer que a pressão P do líquido defundição ou barbotina e do ar assume valores que variam emfunção do tempo (P = P(t)) durante o ciclo de fundição, e apressão de contra-impulso p' do fluido de compensação é umafunção linear da pressão dentro da cavidade C, e, portanto, mesmoP' = P' (t)=K! + K2*P(t). Esses valores são controlados porrespectivos sensores 26s e 23 s localizados, no caso do líquido / arde fundição, em um primeiro tanque de contenção e pressurizaçãode líquido 26, e, no caso do fluido de compensação, dentro dacâmara de compensação 9 (vide as Figuras 1 e 2).

Voltando-se agora para as Figuras 1 e 2, osprimeiros meios de alimentação de líquido / ar 10 podemcompreender:

- o primeiro tanque de líquido de fundição 26conectado por um primeiro conduto 27 à cavidade de moldagemc; e- meios ajustáveis 28 para introdução de umfluido gasoso no primeiro tanque 26 de tal maneira a pressurizar oprimeiro tanque 26, e, dessa forma, forçar o líquido para dentro dacavidade C sob as pressões P que são predeterminadas em funçãodo ciclo de fundição de produto.

O líquido de fundição é alimentado ao tanque26 por meios de alimentação adequados 26a.

Além desses componentes, há um segundotanque 29 contendo o fluido de compensação supramencionado,que pode ser alimentado para a câmara de compensação 9 atravésdo segundo conduto 8a supramencionado. O segundo tanque 29(equipado com respectivos meios ajustáveis independentes 28apara introduzir o fluido gasoso e meios 28b para alimentar ofluido de compensação) é conectado, através de um quartoconduto 30, ao primeiro tanque 26, na região sujeita ao impulsodo fluido gasoso pressurizado de tal maneira a permitir que apressão P' presente no segundo tanque 29 seja equalizada com apressão P presente no primeiro tanque 26, isto é, paracorrelacionar a pressão de contra-impulso do fluido decompensação na câmara 9 com a pressão de impulso que força olíquido / ar para dentro da cavidade de fundição C.

Obviamente, como veremos depois, a correlaçãoentre a pressão na cavidade C e a pressão do fluido decompensação é mantida também durante as etapas dedescompressão, drenagem e consolidação graças à presença dossensores 23 s e 26s e dos respectivos meios de alimentação defluido 28 e 28a do primeiro e segundo tanques 26 e 29.

Os numerais 40 e 40' nas Figuras 1 e 2 indicamblocos, localizados nos quartos condutos 30 e 30', representandomeios de controle genéricos para correlacionar corretamente asduas pressões P e P', ao mesmo tempo em que oferecem apossibilidade de pré-carregar inicialmente a câmara ou câmaras 9, 9' com ofluido de compensação PP antes de o ciclo de fundição iniciar,isto é, antes do líquido de fundição começar a fluir para dentro.

Para permitir que o fluido de compensação fluapara dentro e para fora corretamente sem misturar com o fluidogasoso, o segundo tanque 29 pode ser equipado com umamembrana divisória 31 mantendo o fluido gasoso separado dofluido de compensação.

A membrana 31 pode ser do tipo elástico emóvel em ambas as direções ao longo do segundo tanque 29 (videas setas F31).

Em relação ao fluido de compensação, ele podeser um líquido, e, mais especificamente, sem limitar a invenção,água, enquanto que o fluido gasoso de pressurização é ar.

As linhas tracejadas na Figura 2 indicam oselementos que podem estar presentes na outra parte 3 do molde,isto é, um terceiro tanque de fluido de compensação 29', idênticoao segundo tanque 29, e equipado com um conduto 8'a paraconectar uma câmara de compensação 9', e também conectado aoprimeiro tanque 26 por meio de outro conduto 30'. Com umainstalação 100 estrutura dessa forma, um método para fabricaçãode um produto cerâmico pode compreender ao menos as seguintesetapas: a) mover as duas partes 2 e 3 para mais perto uma da outrae fechadas totalmente, através dos meios de acionamento 4, comuma força de fechamento predeterminada F, e fazer com que oelemento rígido 22 entre em contato com o elemento rígidocorrespondente da parte do molde 3;

b) pré-carregar a câmara 9 até uma pressãodefinida PP alimentado-a com fluido;

c) preencher a cavidade C com líquido defundição a uma pressão P(t) e adicionalmente pressurizar acâmara de compensação 9 com o respectivo fluido à pressãocorrelacionada P' (t) (sendo a pressão de pré-carregamento PPmais a pressão KP(t));

d) pressurizar o líquido de fundição na cavidadeC até uma pressão P(t) e, de modo correspondente, pressurizar ofluido de compensação na câmara 9 até uma pressão P' (t), demodo a formar a espessura do produto também pela drenagem departe do líquido (água) através dos canais de drenagemsupramencionados 13 ou 15;

e) descomprimir a cavidade C, e, portanto, olíquido de fundição ainda presente nela, a uma pressãopredeterminada P, e igualmente descomprimir o fluido na câmarade compensação 9 até a pressão P';f) esvaziar completamente a barbotina usada dacavidade C até atingir a pressão mínima e descomprimircorrespondentemente a câmara de compensação 9;

g) consolidar o produto cerâmico no ar a umapressão P(t) e consequentemente levar a pressão na câmara decompensação 9 até P'(t);

h) descomprimir o produto fundido até P=0 econsequentemente retornar P' a PP;

i) abrir as duas partes 2 e 3, novamente atravésdos meios de acionamento 4, e extrair o produto fundido da parteda cavidade C da primeira parte do molde que é dessa formaseparada do produto fundido;

j) restabelecer P' e extrair o produto fundido dasegunda parte do molde, que é separada do produto.

Este método, que se relaciona com as etapasbásicas na fundição de um produto cerâmico, torna possível,graças às forças de reação exercidas sobre a superfície externa domolde, controlar as forças que atuam sobre a superfície interna:não apenas nas direções perpendiculares (e, portanto,transversais) à linha de fechamento S, mas também nas direçõesparalelas à linha de fechamento S e os respectivoscomponentes derivados da superfície externa traseira 2p da partedo molde.

Sendo assim, a instalação estrutura dessa formaatinge plenamente os objetivos mencionados acima graças aocontrole geral das forças dentro do molde por um fluido quecompensa essas forças de maneira modulada em todos os estágiosdo processo de fundição e em todas as dimensões do molde.

Esse controle modulado melhora a reação nomolde e elimina a possível deformação do molde, prevenindoassim contrações elásticas que poderiam ter efeitos negativossobre a qualidade do produto sendo fundido.

A invenção descrita acima é suscetível àaplicação industrial e pode ser modificada e adaptada de váriasformas sem, com isso, divergir do âmbito do conceito inventivo.Além do mais, todos os detalhes da invenção podem sersubstituídos por elementos equivalentes do ponto de vista técnico.

Claims (33)

1. - Instalação para fabricação de produtoscerâmicos, a instalação (100) compreendendo ao menos ummolde (1) dividido em pelo menos duas partes (2, 3) formandouma cavidade interna (C) na qual o produto cerâmico é formado,e móvel em direção e para longe uma da outra, sob a ação derespectivos meios de acionamento (4) atuando em ambas asdireções ao longo de uma linha de fechamento predeterminada(5) , de tal maneira a unir ou separar as partes (2, 3) uma da outra;cada parte (2, 3) do molde (1) compreendendo ao menos umasuperfície externa traseira (2p, 3p) e uma superfície lateral externa(2s, 3s); a instalação sendo caracterizada pelo fato de que pelomenos uma das partes (2, 3) do molde (1) é equipada com meios(6) para conter e controlar um fluido, envolvendo pelo menos asuperfície externa traseira (2p, 3p) e a superfície lateral externa(2s, 3s) da parte (2, 3) do molde (1) e sendo associados à parte (2,3) do molde (1) de tal maneira que, durante o ciclo de fundição deproduto, as forças (SF) agindo sobre a parte (2, 3) do molde (1)sejam compensadas constantemente.

2. - Instalação, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que a outra parte (3, 2) do molde (1)também é equipada com meios de controle e contenção (6')envolvendo a superfície traseira externa (3p, 2p) e a superfícielateral externa (3s, 2s) da referida parte (3, 2) do molde (1).

3. - Instalação, de acordo com a reivindicação 1ou 2, caracterizada pelo fato de que os meios de controle econtenção (6) são posicionados e ativos na superfície traseiraexterna (2p, 3p) e na superfície lateral externa (2s, 3s) da parte domolde (2, 3) e, em uso, são dispostos entre a referida parte (2, 3) eos meios de acionamento (4).

4. - Instalação, de acordo com a reivindicação 1ou 2, caracterizada pelo fato de que os referidos segundos meiosde controle e contenção (6) compreendem um elemento decontenção hermeticamente vedado (7) associado à parte do molde(2, 3) para circundar a superfície externa traseira (2p, 3p) e asuperfície lateral externa (2s, 3s) da parte do molde (2, 3); oreferido elemento de contenção (7) sendo equipado com meios (8)para bombear o fluido de compensação para dentro e para fora deuma câmara de compensação (9) definida entre o próprioelemento de contenção (7) e as superfícies externas traseira (2p,3p) e lateral (2s, 3s) da parte do molde (2, 3).

5. - Instalação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que uma cavidade de moldagem (C),definida pelas superfícies internas (2c, 3c) da parte (2, 3)molhadas por um líquido de fundição, pode ser alimentada com oreferido líquido de fundição de produto pelos respectivosprimeiros meios (10) para controlar os fluidos de serviço nacavidade (C) a pressões (P) diferentes de acordo com as diferentesetapas no ciclo de fundição de produto, a instalação sendocaracterizada pelo fato de que os meios (8) para bombear o fluidode compensação de contenção e controle para dentro e para forada câmara de compensação (9) são correlacionados com osprimeiros meios (10) para controlar os fluidos de serviço, demodo que, na câmara (9), as pressões (P) na cavidade demoldagem (C) possam ser compensadas em tempo real com umapressão adequada (P') na câmara de compensação (9).

6. - Instalação, de acordo com a reivindicação-4, caracterizada pelo fato de que pelo menos a superfície externatraseira (2p, 3p) da parte (2, 3) do molde tem uma camisaprotetora (11), vedada e projetada para corresponder ao perfil dasuperfície traseira externa (2p, 3p) da parte (2, 3) e criando umasuperfície de separação entre a câmara de compensação (9) e asuperfície traseira externa (2p, 3p) da referida parte (2, 3).

7. - Instalação, de acordo com a reivindicação-4, caracterizada pelo fato de que cada uma das partes (2, 3) domolde (1) é delimitada por: uma superfície externacompreendendo a superfície traseira (2p, 3p) e a superfície lateral(2s, 3s), e uma superfície de trabalho compreendendo umasuperfície interna (2c, 3 c) molhada por um líquido de fundição edefinindo a cavidade (C), e uma superfície de contato frontal (2f,-3f) que entra em contato com a respectiva superfície de contato(3f, 2f) da outra parte do molde (3, 2) quando as duas partes domolde (3, 2) são fechadas, a instalação sendo caracterizada pelofato de que a parte (2, 3) do molde (1) tem superfícies de formageométrica complexa, em que o perfil de pelo menos uma dasuperfície externa traseira (2p, 3p) e o perfil da superfície ou partede trabalho (2c, 3c - 2f, 3f), unidos pela superfície de transiçãolateral (2s, 3s), são substancialmente paralelos, de modo a obteruma parte de molde que é como um "entalhe" no espaço, com omaterial constituindo o corpo tendo espessura reduzida; pelomenos a superfície externa traseira (2p, 3p) sendo provida de umacamisa protetora vedada correspondente (11) criando umasuperfície para separar a câmara de compensação (9) da superfícieexterna traseira (2p, 3p).

8. - Instalação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que cada uma das partes (2, 3) domolde (1) é delimitada por: uma superfície externacompreendendo a superfície traseira (2p, 3p) e a superfície lateral(2s, 3s), e uma superfície de trabalho compreendendo umasuperfície interna (2c, 3c), molhada por um líquido de fundição edefinindo a cavidade (C), e uma superfície de contato frontal (2f,3f) que entra em contato com a respectiva superfície de contato(3f, 2f) da outra parte do molde (3, 2) quando as duas partes domolde (3, 2) são fechadas, a instalação sendo caracterizada pelofato de que a superfície externa traseira da parte (2, 3) do molde(1) tem um perfil com um formato geometricamente padronizado,definido pela espessura do material do qual o corpo é feito,independente do formato da cavidade (C); a superfície externatraseira (2p, 3p) sendo provida de uma camisa protetora vedadacorrespondente (12) criando uma superfície para separar a câmarade compensação (9) da superfície externa traseira (2p, 3p).

9. - Instalação, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a superfície externa traseira daparte (2, 3) do molde (1) tem um perfil arredondado ou tipoconcha, definido pela espessura do material do qual o corpo éfeito; a superfície externa traseira (2p, 3p) sendo provida de umacamisa protetora vedada correspondente do tipo concha (12)criando uma superfície para separar a câmara de compensação (9)da superfície externa traseira (2p, 3p).

10. - Instalação, de acordo com a reivindicação 7, 8 ou 9, caracterizada por compreender meios (13, 15) paradrenar parte do líquido de fundição de produto e dispostos entre acamisa (11, 12) e a parte do molde (2, 3) e conectados a umaunidade de serviço externa (14) do sistema de drenagem.

11. - Instalação, de acordo com a reivindicação 7, 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que, entre a superfície externatraseira (2p, 3p) e a camisa (11,12), ela compreende meios de adesão paramantê-las unidas e contrapor as forças de impulsão criadas quando aunidade de serviço externa (14) do sistema de drenagem bombeia fluidospara dentro dos meios de drenagem (13, 15) sob pressão.

12. - Instalação, de acordo com a reivindicação 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que a camisa (11, 12)é feita de um material composto de modo a aperfeiçoar aresistência mecânica da parte (2, 3) do molde (1), que está sujeitaa desequilíbrios de pressão indesejados tanto do interior, isto é,das superfícies internas (2c, 3c), quanto do exterior do molde (1),isto é, as superfícies externas (2p, 3p; 2s, 3s).

13. - Instalação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o elemento de contenção (7)compreende, ao menos:- um elemento rígido (22) definindo as paredesda câmara de compensação (9);- uma chapa de base (19) associada ao elementorígido (22);- meios de vedação (21) agindo pelo menosentre o elemento rígido (22) e a parte do molde (2, 3).

14. - Instalação, de acordo com a reivindicação-4, caracterizada pelo fato de que o elemento de contenção (7)compreende, ao +menos: - um elemento rígido (22) definindo as paredesda câmara de compensação (9);- uma chapa de base (19) associada ao elementorígido (22);- meios de vedação (21) agindo pelo menosentre o elemento rígido (22) e a parte do molde (2, 3);um elemento de posicionamento ouespaçamento (17), localizado dentro do elemento rígido (22) eassociado de forma bilateral à superfície lateral externa (2s, 3s) daparte do molde (2, 3) e à chapa de base (19), pelos respectivosprimeiro e segundo meios de fixação (18, 20), o referido elemento(17) sendo projetado para posicionar a parte do molde (2, 3) emrelação à chapa de base (19).

15. - Instalação, de acordo com a reivindicação-13 ou 14, caracterizada pelo fato de que a chapa de base (19) éprovida de uma abertura ocupada por um segundo conduto (8a)para a passagem de fluido e formando parte dos meios (8) parabombear fluido para dentro e para fora da câmara decompensação vedada (9).

16. - Instalação, de acordo com a reivindicação-13 ou 14, caracterizada pelo fato de que o elemento rígido (22) éprovido de uma abertura ocupada por um segundo conduto (8a)para a passagem de fluido e formando parte dos meios (8) parabombear fluido para dentro e para fora da câmara decompensação vedada (9).

17. - Instalação, de acordo com a reivindicação-13 ou 14, caracterizada pelo fato de que a chapa (19) é provida deuma segunda abertura ocupada por um terceiro conduto de alíviode segurança (23) que conduz a uma válvula de segurança depressão máxima para a câmara de compensação vedada (9).

18. - Instalação, de acordo com a reivindicação-13 ou 14, caracterizada pelo fato de que o elemento rígido (22) éprovido de uma segunda abertura ocupada por um terceiroconduto de alívio de segurança (23) que conduz a uma válvula desegurança de pressão máxima para a câmara de compensaçãovedada (9).

19. - Instalação, de acordo com a reivindicação-13 ou 14, caracterizada pelo fato de que a chapa de base (19) éconectada a meios (4) para mover a parte de molde (2, 3) e agindoem ambas as direções ao longo de uma linha de fechamentopredeterminada (S) de tal maneira a unir ou separar as duas partes(2, 3) uma da outra.

20. - Instalação, de acordo com a reivindicação-14, caracterizada pelo fato de que os segundos meios de fixaçãosão na forma de uma multiplicidade de suportes angulares (20)localizados na chapa de base (19) e que podem ser engatados auma segunda borda de extremidade aumentada (17a) do elementode posicionamento ou espaçador (17)

21. — Instalação, de acordo com a reivindicação-14, caracterizada pelo fato de que os primeiros meios de fixaçãocompreendem uma primeira borda de extremidade aumentada (18) formada no elemento de posicionamento ou espaçador (17) eque pode ser engatada a uma primeira fenda correspondente (24)formada na superfície lateral externa (2s, 3s) da parte do molde(2, 3).

22. - Instalação, de acordo com a reivindicação-13 ou 14, caracterizada pelo fato de que os meios de vedaçãocompreendem uma gaxeta ou vedação (21) feita de materialincompressível alojada em uma segunda fenda correspondente(25) na parte do molde (2, 3) e retida, no lado oposto, peloelemento rígido (22) supramencionado.

23. - Instalação, de acordo com a reivindicação-14, caracterizada pelo fato de que o elemento de posicionamentoou espaçador (17) é dividido em pelo menos duas metades (17b,17c) que, em uso, podem ser unidas uma à outra na parte domolde (2, 3) e que podem ser associadas à chapa de base (19)através dos segundos meios de fixação (20).

24. - Instalação, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o elemento de posicionamento(17) é na forma de uma multiplicidade de colunas ou pilares(17d), cada um associado, em uma extremidade, à chapa de base(19), e, na outra extremidade, à superfície externa traseira (2p); osreferidos pilares (17d) sendo providos de blocos elásticos paraconferir resistência elástica que fornece rigidez estrutural definidadurante as diferentes etapas do ciclo de fundição.

25. - Instalação, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o elemento de posicionamento(17) é na forma de uma multiplicidade de hastes de ligação (17t),cada uma associada, em uma extremidade, à chapa de base (19),e, na outra extremidade, à superfície externa traseira (2p); umaextremidade de cada haste de ligação (17t) sendo inserida em umarespectiva sede (19t) na chapa de base (19); a referidaextremidade de cada uma das hastes de ligação (17t) tendo umamola (17m) encaixada ao redor dela, a mola sendo retida, em umaextremidade, pela cabeça de extremidade da respectiva haste deligação (17t), e, na outra extremidade, pela parede superiorinterna da sede (19t) de modo que, quando não estivertrabalhando, a parte do molde (2, 3) e a chapa de base (19) sejammantidas unidas mais juntas.

26. - Instalação, de acordo com asreivindicações 4 e 5, caracterizada pelo fato de que os primeirosmeios (10) para controlar o líquido de fundição de produtocompreendem:- um primeiro tanque de líquido de fundição(26) conectado por um primeiro conduto (27) à cavidade demoldagem (C), e- meios ajustáveis (28) para introduzir um fluidogasoso no primeiro tanque (26) de tal maneira a pressurizar olíquido de fundição na cavidade a pressões (P) que sãopredeterminadas em função do ciclo de fundição de produto, ainstalação sendo caracterizada por adicionalmente compreenderao menos um segundo tanque (29) contendo o fluido decompensação que pode ser alimentado para a câmara decompensação (9) através de um segundo conduto (8a).

27. - Instalação, de acordo com a reivindicação-26, caracterizada pelo fato de que o segundo tanque (29) éconectado, através de um quarto conduto (30), ao primeiro tanque(26) na região sujeita ao impulso do fluido gasoso de tal maneiraa permitir que a pressão (P) presente no primeiro tanque (26) sejaequalizada com a pressão (P') presente no segundo tanque (29),ou seja, para correlacionar a pressão de contra-impulsodo fluido de compensação na câmara (9) com a pressão deimpulso que força o líquido / ar para dentro da cavidade demoldagem (C).

28. - Instalação, de acordo com a reivindicação-26 ou 27, caracterizada pelo fato de que o segundo tanque (29) éequipado com uma membrana divisória (31) mantendo o fluidogasoso separado do fluido de compensação.

29. - Instalação, de acordo com a reivindicação-28, caracterizada pelo fato de que a membrana (31) é do tipoelástico e móvel ao longo do segundo tanque (29).

30. - Instalação, de acordo com a reivindicação-26 ou 27, caracterizada pelo fato de que o fluido de compensaçãoé um líquido.

31. - Instalação, de acordo com a reivindicação-26 ou 27, caracterizada pelo fato de que o fluido de compensaçãoé um líquido e, em particular, é água.

32. - Instalação, de acordo com a reivindicação-26 ou 27, caracterizada pelo fato de que o fluido gasoso deimpulso é ar.

33. - Método para fundir um produto cerâmicousando uma instalação (100), de acordo com as reivindicações 1 a-32, caracterizado por compreender pelo menos as etapasseguintes:a) mover as duas partes do molde (2, 3) paramais perto uma da outra e fechá-las totalmente, através dos meiosde acionamento (4), com uma força de fechamentopredeterminada (F), e fazer com que os elementos rígidos (22,-22') das duas partes do molde (2, 3) entrem em contato uma com aoutra;b) pré-carregar a câmara (9) até uma pressãodefinida (PP) alimentado-a com fluido;c) preencher a cavidade (C) com líquido defundição a uma pressão (P) e adicionalmente pressurizar a câmarade compensação (9) com o respectivo fluido à pressãocorrelacionada (P');d) pressurizar o líquido de fundição na cavidade(C) até uma pressão (P) e pressurizar de forma correspondente ofluido de compensação na câmara (9) até a pressão correlacionada(P') de modo a formar a espessura do produto;e) descomprimir a cavidade (C), e, portanto, olíquido de fundição ainda presente nela, a uma pressãopredeterminada (P), e descomprimir de forma correspondente o fluido nacâmara de compensação (9) até a pressão correlacionada (P');f) esvaziar completamente o líquido de fundiçãousado da cavidade (C) até atingir a pressão mínima edescomprimir de forma correspondente a câmara de compensação(9) de forma correlacionada;g) consolidar o produto cerâmico no ar a umapressão (P) e consequentemente levar a pressão na câmara decompensação (9) até a pressão (P') de forma correlacionada;h) descomprimir o produto fundido até umapressão (P) = 0 e consequentemente retornar a pressão (P') até ovalor predeterminado (PP);i) abrir as duas partes do molde (2 e 3), atravésdos meios de acionamento (4), e extrair o produto fundido daparte da cavidade (C) da primeira parte do molde (2, 3) que édessa forma separada do produto fundido;j) restabelecer (P') e extrair o produto fundidoda segunda parte (2, 3) do molde (1), que é separada do produto.