ES2393381T3 - Procedure for pressure casting of articulated metal castings - Google Patents

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Kai Stets
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Abstract

Procedimiento para la colada a presión de piezas de fundición metálica articuladas de aluminio o piezas defundición de aluminio con canales, tubos de presión o secciones de pared articuladas en un molde de fundición apresión usando correderas, elementos de grabado e insertos, estando los insertos provistos como perfiles huecosabiertos o cerrados con protuberancias o engrosamientos en su pared y siendo los insertos posicionados y fijadosantes de la colada, caracterizado porque los insertos están en sus protuberancias o engrosamientos posicionadosen puntos de contacto puntuales del molde de fundición a presión y, al cerrar el molde de fundición a presión, fijadosentre las mitades de molde, correderas o correderas y mitades de molde, porque los tubos de presión son cerradosantes de la colada e inmersos en el material de fundición a presión, con excepción de los apoyos puntuales, y, acontinuación, los extremos de los tubos de presión son mecanizados y, consecuentemente, expuestos.Procedure for pressure casting of articulated metal castings of aluminum or aluminum deflection pieces with channels, pressure pipes or wall sections articulated in a die casting mold using slides, engraving elements and inserts, the inserts being provided as hollow open or closed profiles with bulges or thickenings in its wall and the inserts being positioned and fixed before the laundry, characterized in that the inserts are in their protuberances or thickens positioned in point of contact points of the die casting mold and, when closing the mold die casting, fixed between the mold, sliding or sliding halves and mold halves, because the pressure tubes are closed before casting and immersed in the die casting material, with the exception of point supports, and then the ends of the pressure tubes are machined and, consequently, e x posts.

Description

Procedimiento para la colada a presión de piezas de fundición metálicas articuladas Procedure for pressure casting of articulated metal castings

La invención se refiere a un procedimiento para la colada a presión de piezas de fundición metálicas articuladas, en particular de aluminio y piezas de fundición de aluminio en un molde de colada a presión mediante el uso de correderas, elementos de grabado e insertos posicionados y fijados antes de la colada. The invention relates to a process for pressure casting of articulated metal castings, in particular aluminum and cast aluminum parts in a pressure casting mold by using slides, engraving elements and inserts positioned and fixed. before laundry.

Los moldes de colada a presión con un inserto, en adelante también denominado tubo de presión, se usan de diversas maneras para la fabricación de piezas de fundición de metales ligeros. Los tubos de presión pueden ser usados, por ejemplo, en el sector de cojinetes que aseguran el suministro de aceite en bloques de motores y cajas de engranajes. Pressure casting molds with an insert, hereinafter also referred to as a pressure tube, are used in various ways for the manufacture of light metal castings. The pressure pipes can be used, for example, in the sector of bearings that ensure the supply of oil in engine blocks and gearboxes.

Para la fabricación de productos de fundición a presión de este tipo, los insertos deben ser posicionados con gran precisión en el útil o en la mitad de molde y ser retenidos firmemente en dicha posición durante el proceso de fundición a presión mediante la ayuda de elementos de posicionamiento. Después de la extracción de la pieza de fundición a presión del molde de fundición, el inserto está envuelto completamente del material de fundición, excepto en los puntos de acción de los elementos de posicionamiento. For the manufacture of die-cast products of this type, the inserts must be positioned with great precision in the tool or in the middle of the mold and must be firmly held in that position during the process of die casting by means of elements positioning After removal of the die casting part from the casting mold, the insert is completely wrapped in the casting material, except at the points of action of the positioning elements.

Para impedir la penetración de material de fundición al interior de tubos de presión, el mismo puede ser cerrado mediante calafateo o tapón de cierre. Después de la colada se realiza la apertura del tubo de presión mediante un tratamiento de mecanizado. To prevent the penetration of foundry material into the pressure tubes, it can be closed by caulking or closing cap. After casting, the pressure tube is opened by means of a machining treatment.

Por el documento DE 10153721 (Daimler Chrysler AG) se conoce un procedimiento para la colada a presión de piezas de fundición metálicas en el que se usa un distanciador para el útil de fundición. No obstante, las mitades de molde no tienen correderas y el distanciador no es fijado puntualmente al cerrar el molde de fundición a presión. From DE 10153721 (Daimler Chrysler AG) a process for pressure casting of metal castings is known in which a spacer for the casting tool is used. However, the mold halves have no slides and the spacer is not fixed promptly when the die casting mold is closed.

Por el documento WO2004/025106A1 se conoce una camisa de cilindro para un bloque motor que presenta en la cara frontal un contornado para el apoyo en una pínula de un útil de fundición a presión. El contornado se compone de cavidades que durante la colada del bloque motor son rellenadas de metal y, por lo tanto, forman una parte de la camisa de cilindro. Para el posicionamiento de un noyo en un útil de fundición se conoce por el documento WO2006/042350 fijar elementos de posicionamiento con forma de espigas en orificios o cavidades del útil de fundición. Los elementos de posicionamiento deben penetrar en el noyo, estando la profundidad de penetración limitada mediante un calzo móvil de noyo. From WO2004 / 025106A1 a cylinder sleeve for a motor block is known which has a contour for the support on a pin of a die casting tool on the front face. The contour consists of cavities that are filled with metal during casting of the engine block and, therefore, form a part of the cylinder liner. For positioning a hole in a casting tool it is known from WO2006 / 042350 to fix positioning elements in the form of pins in holes or cavities of the casting tool. The positioning elements must penetrate the noyo, the penetration depth being limited by a mobile noyo chock.

El objetivo de la presente invención es desarrollar un procedimiento y un dispositivo para la fundición a presión mediante el cual se pueda realizar el posicionamiento de los tubos de presión de manera relativamente sencilla y, sin embargo, muy precisa, en particular al usar correderas, elementos de grabado móviles e insertos. Además, el procedimiento y el dispositivo deben permitir, a ser posible, que los insertos y los tubos de presión estén inmersos completamente en el material de colada y mejoren, de este modo, el sellado, en particular en la construcción de motores y engranajes. The objective of the present invention is to develop a process and a device for die casting by means of which the positioning of the pressure tubes can be carried out in a relatively simple and yet very precise manner, in particular when using slides, elements of mobile engraving and inserts. In addition, the process and the device should allow, if possible, that the inserts and the pressure tubes are completely immersed in the casting material and thus improve the sealing, in particular in the construction of motors and gears.

Dicho objetivo se consigue, según la invención, mediante las características indicadas en la reivindicación 1. Said objective is achieved, according to the invention, by the characteristics indicated in claim 1.

En lo esencial, la invención consiste en que los insertos se componen como piezas de perfil hueco con protuberancias o engrosamientos en su pared, preferentemente de un material del mismo tipo que el material de la pieza de fundición y en que los insertos están posicionados en el molde de fundición a presión puntualmente en sus protuberancias o engrosamientos y, al cerrar el molde de fundición a presión, son fijados entre las mitades de molde Essentially, the invention consists in that the inserts are composed as hollow profile pieces with bulges or thickenings in their wall, preferably of a material of the same type as the material of the casting and in which the inserts are positioned in the die casting mold punctually in its protuberances or thickening and, when closing the die casting mold, they are fixed between the mold halves

o bien entre correderas o entre correderas y mitades de molde. either between slides or between slides and mold halves.

Mediante la configuración de protuberancias o engrosamientos en un inserto conformado como perfil hueco es posible posicionar el mismo en el molde de fundición a presión sin medios auxiliares especiales. Además, se ha previsto una fijación sencilla de los insertos o tubos de presión para, por ejemplo, determinar la posición respecto del punto de apoyo y conexión. En este caso, las protuberancias o engrosamientos conformados en el inserto o tubo de presión deben estar dispuestos de tal manera como elementos de apoyo que definan con precisión la posición respecto de la superficie de la pieza y la posición en el grabado. By configuring protrusions or thickening in an insert shaped as a hollow profile it is possible to position it in the die casting mold without special auxiliary means. In addition, a simple fixation of the inserts or pressure tubes is provided to, for example, determine the position with respect to the support and connection point. In this case, the protuberances or thickens formed in the insert or pressure tube must be arranged in such a way as supporting elements that precisely define the position with respect to the surface of the piece and the position in the engraving.

Si el material de fundición a presión es introducido a presión en el molde de fundición a presión, todo el inserto está inmerso en material fundido, con excepción del apoyo puntual de los elementos de apoyo en la pared del molde. Gracias a que el apoyo puntual prácticamente no produce ningún debilitamiento en la estructura de la pieza de fundición, los valores de hermeticidad y condiciones admisibles son mejorados sustancialmente. If the die-casting material is pressed into the die-cast mold, the entire insert is immersed in molten material, with the exception of punctual support of the support elements in the mold wall. Thanks to the fact that the punctual support practically does not produce any weakening in the structure of the casting, the hermeticity values and admissible conditions are substantially improved.

Al fabricar estructuras complicadas, el procedimiento según la invención brinda ventajas especiales, por que los insertos, eventualmente compuestos, pueden ser preformados o conformados y posicionados con precisión en el molde por medio de las protuberancias o los engrosamientos configurados como elementos de apoyo. A base de When manufacturing complicated structures, the process according to the invention offers special advantages, because the inserts, if any compound, can be preformed or precisely shaped and positioned in the mold by means of the protuberances or the thickens configured as supporting elements. Based

ensayos se ha demostrado, repetidamente, que la mecanización de los insertos puede ser realizada de manera sencilla con una precisión muy grande, de modo que en estructuras correspondientemente complicadas se consiguen en una pieza de fundición economías considerables en comparación con una mecanización convencional. Testing has repeatedly shown that the mechanization of the inserts can be carried out in a simple way with very high precision, so that in correspondingly complicated structures considerable savings are achieved in a foundry compared to a conventional mechanization.

5 Debido a que el inserto está completamente inmerso en el material colado se evitan rebabas de spiegel que en el apoyo de un inserto se pueden producir de manera convencional en elementos moldeados de fundición a presión. Para impedir la inyección de material de fundición a presión durante el proceso de colada, según la invención se cierran los extremos del tubo de presión. Los extremos de tubos de presión cerrados e incorporados a la fundición pueden ser fácilmente abiertos mediante una mecanización posterior al proceso de fundición a presión. 5 Due to the fact that the insert is completely immersed in the cast material, spiegel burrs are avoided, which in the support of an insert can be produced conventionally in molded die-cast elements. To prevent the injection of diecast material during the casting process, according to the invention, the ends of the pressure tube are closed. The ends of closed and incorporated smelting pressure pipes can be easily opened by post-die-casting machining.

A continuación, el invento se explica en detalle mediante múltiples ejemplos de realización. Muestran: Next, the invention is explained in detail by multiple embodiments. They show:

La figura 1, un inserto en forma de un tubo de presión con protuberancias/engrosamientos como elementos de apoyo, Figure 1, an insert in the form of a pressure tube with bulges / thickens as supporting elements,

la figura 2a, una sección transversal parcial a través de la mitad de molde móvil de un útil de fundición a presión, Figure 2a, a partial cross section through the movable mold half of a die casting tool,

la figura 2b, una sección transversal parcial ampliada según la figura 2a en el sector del expulsor, Figure 2b, an enlarged partial cross section according to Figure 2a in the ejector sector,

20 la figura 3, un diagrama esquemático para la fijación de un tubo de presión entre dos elementos de moldeo móviles, y 20 Figure 3, a schematic diagram for fixing a pressure tube between two mobile molding elements, and

la figura 4, una sección transversal parcial según la figura 3 en una superficie de sección transversal perpendicular al plano del dibujo. Figure 4, a partial cross-section according to Figure 3 on a cross-sectional surface perpendicular to the plane of the drawing.

25 En la figura 1 se ilustra el tubo de presión 1 con protuberancias 2, 3 como ejemplo para un canal de aceite o agua en una pieza de motor o de engranaje. Como se ha mencionado al principio, el tubo de presión 1 puede ser cerrado, ventajosamente, en sus extremos 4, 5 para que, de este modo, se impida una inyección del material de fundición a presión durante el proceso de colada. 25 Figure 1 illustrates the pressure tube 1 with protuberances 2, 3 as an example for an oil or water channel in a motor or gear part. As mentioned at the beginning, the pressure tube 1 can be advantageously closed at its ends 4, 5 so that, in this way, an injection of the die-casting material is prevented during the casting process.

30 Las figuras 2a y b muestran como sección transversal parcial la mitad de molde móvil de un útil de fundición a presión en una máquina de colada a presión. Después de la colada, el tubo insertado 1 es componente de una pieza en bruto 6. El tubo insertado 1 ha sido fijado antes de la colada a presión en un orificio ciego 7 de una mitad de molde. La mitad de molde móvil 8 es abierta después de la colada, de modo que la pieza en bruto 6 con el tubo 1 30 Figures 2a and b show as a partial cross section the movable mold half of a die casting tool in a pressure casting machine. After casting, the inserted tube 1 is a component of a blank 6. The inserted tube 1 has been fixed before pressure casting in a blind hole 7 of a half mold. The movable mold half 8 is opened after casting, so that the blank 6 with the tube 1

35 inmerso en la fundición pueda ser extraída. 35 immersed in the foundry can be extracted.

La figura 2b clarifica la fijación del tubo de presión 1 en el sector de un expulsor 11. Figure 2b clarifies the fixation of the pressure tube 1 in the sector of an ejector 11.

La fijación del tubo de presión 1 se explica nuevamente en detalle mediante las figuras 3 y 4. En la figura 3, el tubo The fixing of the pressure tube 1 is explained again in detail by means of figures 3 and 4. In figure 3, the tube

40 de presión 1 está fijado como inserto entre una corredera derecha y una corredera izquierda 9, 10. Esto se clarifica en la figura 4 en forma de un dibujo en sección. La fijación también se puede realizar mediante el enchufe o apriete entre elementos de grabado fijos y móviles. Pressure 40 is fixed as an insert between a right slide and a left slide 9, 10. This is clarified in Figure 4 in the form of a sectional drawing. Fixing can also be done by plugging or tightening between fixed and mobile engraving elements.

La circunferencia exterior del engrosamiento 2 existente en el tubo de presión 1 sirve como apoyo puntual entre The outer circumference of the thickening 2 existing in the pressure tube 1 serves as a point support between

45 elementos de grabado fijos y móviles y posibilita una hermeticidad elevada de la pieza de fundición y un posicionamiento exacto en la pared de la pieza de fundición. Se requieren al menos dos apoyos puntuales para que el tubo de presión 1 esté posicionado de manera estable. 45 fixed and mobile engraving elements and allows high tightness of the casting and exact positioning on the wall of the casting. At least two point supports are required for the pressure tube 1 to be stably positioned.

El tamaño y la posición de las protuberancias o los engrosamientos 2 que funcionan como distanciadores son The size and position of the bumps or the thickening 2 that function as spacers are

50 determinados mediante la conformación geométrica de la pieza de fundición en el sector del bebedero. En este caso es particularmente importante que la posición del tubo de presión 1 no sea modificada durante la inyección a alta presión del metal. La distancia del distanciador o engrosamientos 2, 3 debería posibilitar un posicionamiento estable durante la colada a presión. 50 determined by the geometric conformation of the casting in the drinking fountain sector. In this case it is particularly important that the position of the pressure tube 1 is not modified during the high pressure injection of the metal. The distance of the spacer or thickening 2, 3 should allow a stable positioning during pressure casting.

55 Preferentemente, para el tubo de presión 1 usado como inserto se utilizan materiales resistentes a la corrosión y exentos de grasas. En este caso, la resistencia a la corrosión es importante para impedir la corrosión por contacto en un almacenamiento prolongado del tubo de presión. La ausencia de grasa es determinante para la calidad de la fundición. Preferably, corrosion resistant and grease-free materials are used for the pressure tube 1 used as an insert. In this case, corrosion resistance is important to prevent contact corrosion in prolonged storage of the pressure tube. The absence of grease is decisive for the quality of the foundry.

60 Constructivamente, el tubo de presión debe estar configurado y dimensionado de tal manera que se evite un aplastamiento del tubo de presión durante el proceso de colada a presión. En este caso, también la selección del material puede ser aprovechado de manera ventajosa, debiendo tenerse en cuenta que en el sector de las protuberancias y los ensanchamientos debe haber una buena conformabilidad del material del tubo de presión. Las aleaciones especiales de alta resistencia son particularmente aptas para procedimientos de alta presión o en el 60 Constructively, the pressure tube must be configured and sized in such a way as to avoid crushing the pressure tube during the pressure casting process. In this case, the selection of the material can also be used advantageously, taking into account that in the sector of the protuberances and the widenings there must be a good conformability of the material of the pressure tube. Special high-strength alloys are particularly suitable for high pressure or in-process procedures.

65 campo de aplicación próximo al orificio de inyección. 65 field of application close to the injection hole.

Resumiendo, puede aseverarse que mediante el método de proceso según la invención no sólo mejora la precisión en estructuras complicadas, en particular de motores y engranajes con tuberías de aceite o de presión, sino también que gracias a la construcción simplificada se facilita un desarrollo automatizado de la fabricación usando robots y In summary, it can be asserted that by means of the process method according to the invention not only improves the accuracy in complicated structures, in particular of motors and gears with oil or pressure pipes, but also that thanks to the simplified construction an automated development of manufacturing using robots and

5 manipuladores automáticos. Ello posibilita, por otra parte, un incremento de la productividad y una reducción de los costes de fabricación con un aumento simultáneo de la precisión de fabricación. 5 automatic manipulators. This allows, on the other hand, an increase in productivity and a reduction in manufacturing costs with a simultaneous increase in manufacturing accuracy.

Los ejemplos de realización muestran piezas de fundición a presión con canales, como canales de aceite y agua. En este caso, como insertos se usaron tubos de presión anclados permanentemente en la estructura de la pieza de The exemplary embodiments show diecast parts with channels, such as oil and water channels. In this case, pressure tubes permanently anchored in the structure of the workpiece were used as inserts.

10 fundición a presión. Por supuesto, de manera similar también es posible ilustrar piezas de fundición a presión articuladas, por ejemplo diferentes formas de cámaras huecas con nervaduras de refuerzo abiertas o reforzamientos en piezas de fundición a presión. Es importante que los perfiles huecos usados como insertos estén en contacto puntual con la pared del molde y estén inmersos en la aleación de fundición a presión. 10 die casting. Of course, similarly it is also possible to illustrate articulated die-cast parts, for example different shapes of hollow chambers with open reinforcement ribs or reinforcements in die-cast parts. It is important that the hollow profiles used as inserts are in precise contact with the mold wall and are immersed in the die-cast alloy.

Claims (6)

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para la colada a presión de piezas de fundición metálica articuladas de aluminio o piezas de 1. Procedure for pressure casting of articulated cast aluminum parts or metal parts 5 fundición de aluminio con canales, tubos de presión o secciones de pared articuladas en un molde de fundición a presión usando correderas, elementos de grabado e insertos, estando los insertos provistos como perfiles huecos abiertos o cerrados con protuberancias o engrosamientos en su pared y siendo los insertos posicionados y fijados antes de la colada, caracterizado porque los insertos están en sus protuberancias o engrosamientos posicionados en puntos de contacto puntuales del molde de fundición a presión y, al cerrar el molde de fundición a presión, fijados 5 cast aluminum with channels, pressure pipes or wall sections articulated in a die casting mold using slides, engraving elements and inserts, the inserts being provided as open or closed hollow profiles with bulges or thickening in their wall and being the inserts positioned and fixed before casting, characterized in that the inserts are in their protrusions or thickens positioned at point of contact points of the die casting mold and, when closing the die casting mold, fixed 10 entre las mitades de molde, correderas o correderas y mitades de molde, porque los tubos de presión son cerrados antes de la colada e inmersos en el material de fundición a presión, con excepción de los apoyos puntuales, y, a continuación, los extremos de los tubos de presión son mecanizados y, consecuentemente, expuestos. 10 between the mold, sliding or sliding halves and mold halves, because the pressure tubes are closed before casting and immersed in the die-casting material, with the exception of the point supports, and then the ends of the pressure tubes are mechanized and, consequently, exposed. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los insertos están conformados como tubos de 2. Method according to claim 1, characterized in that the inserts are formed as tubes of 15 presión, estando las protuberancias o engrosamientos dispuestos como anillos distanciadores circunferenciales en el lado exterior de los tubos de presión posicionados en los puntos de contacto puntuales entre la mitad de molde fija y la mitad de molde móvil, corredera o correderas y mitades de molde del molde de fundición a presión. 15, the protuberances or thickens being arranged as circumferential spacer rings on the outer side of the pressure tubes positioned at the point of contact between the half of fixed mold and half of movable, sliding or sliding mold and halves of mold of the die casting mold. 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para la conformación de una 3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that for forming a 20 sección de pared articulada, el tubo de presión es posicionado en la pieza de fundición por medio de anillos distanciadores circunferenciales en la mitad de molde y fijado en un orificio ciego dispuesto en la mitad de molde móvil del molde de fundición a presión. 20 Articulated wall section, the pressure tube is positioned in the casting by means of circumferential spacer rings in the middle of the mold and fixed in a blind hole arranged in the half of the mobile mold of the die casting mold. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo de presión está Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure tube is 25 enchufado, apretado y/o fijado entre elementos de grabado fijos y elementos de grabado móviles que están integrados a las mitades de molde. 25 plugged in, tightened and / or fixed between fixed engraving elements and mobile engraving elements that are integrated into the mold halves. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material del tubo de 5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the tube presión y la presión durante la colada están ajustados uno al otro de manera que en el proceso de colada la forma y 30 la fijación del tubo de presión permanezca invariablemente estable en el molde de fundición a presión. pressure and pressure during casting are adjusted to each other so that in the process of casting the shape and fixation of the pressure tube remains invariably stable in the die casting mold. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para la fabricación de piezas de fundición a presión con cámaras huecas, en particular para canales de aceite y agua, los tubos de presión se usan como insertos formadores de contorno para los canales, estando las protuberancias, engrosamientos o anillos Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the manufacture of die-casting parts with hollow chambers, in particular for oil and water channels, the pressure tubes are used as contour forming inserts for the channels, being the bumps, thickening or rings 35 distanciadores distribuidos sobre su superficie como distanciadores para el posicionamiento de los tubos de presión, de manera que tocan puntualmente el interior de las mitades de molde en al menos dos puntos. 35 spacers distributed on its surface as spacers for the positioning of the pressure tubes, so that they promptly touch the inside of the mold halves at least two points.
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