ES2597552T3 - Mold insert for a cast iron and / or a cast mold as well as a cast iron and / or cast mold with a mold insert - Google Patents
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Abstract
Inserto (10) de molde para un macho (100) de fundición y/o un molde de fundición para la fabricación de componentes (1) de metal fundido, que se han de dotar de espacios (5) huecos pequeños y/o estrechos por medio del inserto (10) de molde, con un cuerpo (20) base, que presenta por lo menos una zona (22) de contacto con el metal fundido y por lo menos una zona (24) de contacto con el macho (100) de fundición y/o el molde de fundición, caracterizado por que el cuerpo (20) base está hecho de un material con contenido de fibras y/o hilos y que forma un inserto de molde perdido, y por que el material con contenido de fibras y/o hilos se solidifica mecánica, térmica o químicamente.Insert (10) of mold for a male (100) of cast iron and / or a cast mold for the manufacture of components (1) of molten metal, to be provided with spaces (5) small and / or narrow gaps by middle of the mold insert (10), with a base body (20), which has at least one zone (22) of contact with the molten metal and at least one zone (24) of contact with the male (100) of casting and / or the casting mold, characterized in that the base body (20) is made of a material with fiber and / or thread content and that forms a lost mold insert, and because the material with fiber content and / or threads solidify mechanically, thermally or chemically.
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Inserto para molde para un macho de fundicion y/o un molde de fundicion as^ como macho de fundicion y/o molde de fundicion con un inserto para moldeMold insert for a casting male and / or a casting mold as well as a casting male and / or casting mold with a mold insert
La invencion se refiere a un inserto para molde para un macho de fundicion y/o un molde de fundicion segun el preambulo de la reivindicacion 1. La invencion se refiere ademas a un macho de fundicion para la fabricacion de componentes constructivos de metal fundido con un inserto para molde segun la reivindicacion 13 asf como a un molde de fundicion segun la reivindicacion 18.The invention relates to a mold insert for a casting male and / or a casting mold according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a casting male for the manufacture of cast metal building components with a mold insert according to claim 13 as well as a cast mold according to claim 18.
Para la fabricacion de componentes constructivos de metales fundidos con perfiles situados interior o exteriormente, se utilizan habitualmente moldes permanentes o moldes precederos, dado el caso con machos situados interior o exteriormente. Los machos perdidos se elaboran de arena en cajas de macho. Dichas cajas estan provistas de los correspondientes espacios huecos del molde, en los que desembocan orificios de llenado, a traves de los cuales se rellena la arena mezclada con un agente aglutinante.For the manufacture of construction components of molten metals with profiles located internally or externally, permanent molds or precedero molds are usually used, if necessary with males located internally or externally. Lost males are made of sand in male boxes. Said boxes are provided with the corresponding hollow spaces of the mold, in which filling holes flow, through which the sand mixed with a binding agent is filled.
Tras el llenado de la mezcla de arena en el cajon de macho sigue la compactacion. A continuacion, se retira de la caja de macho el ahora estable de formacion macho de fundicion y - dado el caso, con otros machos de fundicion adicionales - se coloca en un molde permanente o en un molde perdido, que se rellena en el proceso de fundicion subsiguiente de un metal capaz de fluir, a saber, una aleacion ferrica o no ferrica.After filling the sand mixture in the male drawer, the compaction continues. Next, the now stable male smelting formation is removed from the male box and - if necessary, with other additional foundry males - is placed in a permanent mold or in a lost mold, which is filled in the process of subsequent smelting of a metal capable of flowing, namely a ferric or non-ferric alloy.
Tras la consolidacion del metal fundido, se retira el componente constructivo del molde de fundicion y, dado el caso, se libera de la arena. La limpieza subsiguiente elimina cualquier residuo de trozo de molde. El producto final acabado presenta ahora la deseada conformacion.After consolidation of the molten metal, the construction component of the foundry mold is removed and, if necessary, released from the sand. Subsequent cleaning removes any remaining piece of mold. The final finished product now presents the desired conformation.
Una conformacion semejante puede presentar, por ejemplo, una estructura con espacios huecos. Un ejemplo de ello es la camisa de agua refrigerante de un motor de combustion interna de pistones alternativos. Su bloque de cilindros (carter de ciguenal de los cilindros) tiene una o varias perforaciones para los cilindros, que estan delimitadas por las paredes de los cilindros. Para conseguir una forma constructiva lo mas compacta posible del motor, se eligen pequenas separaciones entre los cilindros de modo que se toquen las paredes de cilindros vecinos. Aunque dichas zonas designadas como puentes ya no son mas recorridas por el medio refrigerante, lo que puede dar lugar a problemas termicos. Por esa razon, tambien es necesaria la mayona de las veces una refrigeracion entre los cilindros tangentes, en especial, en la zona superior de la camara de explosion del cilindro, es decir, en el punto muerto superior del piston deslizante en el cilindro.A similar conformation can present, for example, a structure with hollow spaces. An example of this is the cooling water jacket of an internal combustion engine of alternative pistons. Its cylinder block (crankshaft crankcase of the cylinders) has one or more perforations for the cylinders, which are delimited by the walls of the cylinders. To achieve a constructive form as compact as possible of the engine, small separations between the cylinders are chosen so that the walls of neighboring cylinders are touched. Although these areas designated as bridges are no longer covered by the cooling medium, which can lead to thermal problems. For that reason, the mayona of the times is also necessary a cooling between the tangent cylinders, especially in the upper zone of the explosion chamber of the cylinder, that is, in the upper dead center of the sliding piston in the cylinder.
Para conseguirlo, se han practicado perforaciones en los puentes de los cilindros. Sin embargo, dichas perforaciones presentan una seccion transversal de flujo demasiado reducida. Ademas se forma localmente una pared de cilindro demasiado delgada, producida por la seccion transversal circular de las perforaciones, que puede tender a la formacion de fisuras en caso de carga elevada por la de presion del encendido y por la temperatura.To achieve this, perforations have been carried out on the bridges of the cylinders. However, said perforations have a cross section of too small flow. In addition, a too thin cylinder wall is produced locally, produced by the circular cross-section of the perforations, which can tend to form cracks in the event of a high load due to the ignition pressure and temperature.
Se propuso en el documento DE-A1-33 00 924 colar tubos en los puentes de los cilindros, que han de establecer una union entre las camisas de agua de refrigeracion laterales del bloque de cilindros. Resulta problematico, en este caso, que los tubos hayan de ser pretratados en los extremos y ser obturados al colar la fundicion. Ademas los tubos son entallados por las perforaciones de los cilindros de modo que dentro del cilindro existen diversos materiales con diferentes propiedades materiales y superficiales, lo cual resulta de lo mas problematico.It was proposed in document DE-A1-33 00 924 to strain pipes in the bridges of the cylinders, which have to establish a joint between the lateral cooling water jackets of the cylinder block. It is problematic, in this case, that the tubes have to be pretreated at the ends and sealed when the casting is cast. In addition the tubes are notched by the perforations of the cylinders so that within the cylinder there are various materials with different material and surface properties, which results from the most problematic.
El documento EP-A1-0 197 365 forma los canales de agua refrigerante en los puentes de los cilindros con puentes de machos separados, que unen mutuamente a la altura de la camara de combustion del cilindro las caras longitudinales opuestas del macho de la camisa de agua. Los puentes del macho se conforman - independientemente del macho de la camisa - de arena de circonio fuertemente compactada para conseguir la necesaria resistencia, y seguidamente se ajusta en el macho de fundicion. Resulta desventajoso en este caso que los puentes del macho se rompen con facilidad al conformar canales muy estrechos, lo que puede dar lugar a danos en la colada. Ademas de eso, se originan costes elevados con la utilizacion de arena de circonio, porque el material es relativamente caro y se necesita una herramienta separada para la fabricacion de puentes de macho.EP-A1-0 197 365 forms the cooling water channels in the bridges of the cylinders with separate male bridges, which mutually join the opposite longitudinal faces of the male of the jacket sleeve at the height of the combustion chamber of the cylinder. Water. The bridges of the male are formed - independently of the male of the shirt - of zirconium sand strongly compacted to achieve the necessary resistance, and then fits into the cast iron. It is disadvantageous in this case that the bridges of the male break easily by forming very narrow channels, which can lead to damage in the laundry. In addition, high costs originate with the use of zirconium sand, because the material is relatively expensive and a separate tool is needed for the manufacture of male bridges.
Un macho de fundicion conocido a partir del documento DE-C2-38 28 093 para la camisa de agua de un bloque de cilindros utiliza soportes separados en forma de placas rectangulares de ceramica de oxidos para la fabricacion de canales de agua de refrigeracion en los puentes de los cilindros. Cada placa de ceramica esta provista por sus bordes, que discurren en el estado de montaje paralelamente a los ejes de los cilindros, de rebordes marginales de seccion transversal triangular, que deben ser anclados en el macho de la camisa de agua al disparar el macho. Resulta desventajoso en este caso que la fabricacion de dichos soportes de ceramica es muy intensiva en costes, porque los materiales y herramientas necesarios son relativamente caros. Resulta ademas problematico que el material ceramico es muy resistente por lo que los soportes no se destruyen fiablemente durante el proceso de fundicion. Aunque entonces permiten retirar sin mas los restos de material al limpiar el componente constructivo.A foundry male known from DE-C2-38 28 093 for the water jacket of a cylinder block uses separate supports in the form of rectangular oxide ceramic plates for the manufacture of cooling water channels in the bridges of the cylinders. Each ceramic plate is provided with its edges, which run parallel to the axes of the cylinders, from marginal flanges of triangular cross-section, which must be anchored in the male of the water jacket when firing the male. It is disadvantageous in this case that the manufacture of said ceramic supports is very cost intensive, because the necessary materials and tools are relatively expensive. It is also problematic that the ceramic material is very resistant so that the supports are not reliably destroyed during the casting process. Although then they allow to remove without more the remains of material when cleaning the constructive component.
Un inconveniente adicional de los machos de fundicion conocidos a partir del documento DE-C2-38 28 093 consiste en que las placas de ceramica tocan en numerosos puntos el metal fundido. Aunque la colada sobre ceramica puede dar lugar a un efecto de enfriamiento brusco para el material fundido, por lo que se puede configurar otra estructuraA further drawback of the foundry males known from DE-C2-38 28 093 is that the ceramic plates touch the molten metal at numerous points. Although casting on ceramics can lead to a sudden cooling effect for the molten material, so another structure can be configured
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de material en las zonas de contacto. Frecuentemente, esto da lugar de nuevo a tensiones dentro del componente constructivo terminado o a problemas de tratamiento.of material in the contact areas. Frequently, this again results in stresses within the finished construction component or treatment problems.
El documento DE-A1-198 32 718 preve, para la configuracion de espacios huecos menores en las piezas de fundicion, la utilizacion de piezas de macho de carbono separadas, que se queman completamente tras el proceso de fundicion agregando oxfgeno. Las piezas de macho se configuran como placas de grafito. Se disponen como puentes en el espacio hueco del molde de la pared intermedia de las perforaciones de los cilindros y se integran con sus extremos configurados engrosadamente al disparar la mezcla de arena en el macho de fundicion. Resulta desventajoso, en este caso, que la fabricacion de las placas de grafito es costosa y cara. A eso hay que anadir que las placas de grafito deben ser carbonizadas completamente mediante una etapa adicional de trabajo. Esto requiere gasto de aparatos adicional, lo que incide desfavorablemente en los costes de fabricacion. Independientemente de todo esto, las placas de grafito son muy problematicas de manejo, porque pueden romperse facilmente, en especial cuando el espesor de la placa queda entre 0,5 y 2 mm.Document DE-A1-198 32 718 provides, for the configuration of smaller hollow spaces in the castings, the use of separate carbon male parts, which are completely burned after the smelting process by adding oxygen. The male pieces are configured as graphite plates. They are arranged as bridges in the hollow space of the mold of the intermediate wall of the perforations of the cylinders and are integrated with their thickened ends when the sand mixture is fired into the casting core. It is disadvantageous, in this case, that the manufacture of graphite plates is expensive and expensive. To this we must add that the graphite plates must be completely carbonized by an additional stage of work. This requires additional equipment costs, which adversely affects manufacturing costs. Regardless of all this, graphite plates are very problematic to handle, because they can break easily, especially when the thickness of the plate is between 0.5 and 2 mm.
El documento DE 10 334 855 B3 revela un procedimiento para colocar piezas metalicas en machos de fundicion o paquetes de machos o junto machos de fundicion o paquetes de machos en molde de fundicion, en el que se ha dispuesto la pieza metalica con al menos una reducida holgura alrededor del macho o alrededor de una zona del macho, y tiene lugar un centrado o una fijacion por disposicion en union positiva de fuerza de un cuerpo de sujecion entre el macho y la pieza metalica. El cuerpo de sujecion puede presentar ademas un material metalico o un material con contenido de fibras.Document DE 10 334 855 B3 discloses a method for placing metal parts in foundry or male packages or together with foundry or male packages in foundry mold, in which the metal part has been arranged with at least a reduced clearance around the male or around an area of the male, and a centering or fixation takes place by arrangement in positive force of a fastening body between the male and the metal part. The fastening body can also have a metallic material or a material with fiber content.
En el documento US 5.217.059 A, se describe una inserto de molde para un macho de fundicion para fabricar espacios huecos en un componente constructivo a crear, que presenta un cuerpo base metalico, estando provisto el cuerpo base de un revestimiento de un material con contenido de fibras o hilos. Tras la fabricacion del componente, se extrae en primer lugar el cuerpo metalico por una lengueta fuera del componente y del revestimiento. Seguidamente, se puede eliminar con relativa facilidad del componente el revestimiento, que vana su estabilidad de forma por la extraccion del cuerpo basico.In US 5,217,059 A, a mold insert is described for a casting male for manufacturing hollow spaces in a construction component to be created, which has a metal base body, the base body being provided with a lining of a material with fiber or thread content. After manufacturing the component, the metal body is first removed by a tongue outside the component and the lining. Then, the coating can be removed with relative ease from the component, which changes its stability in shape by the removal of the basic body.
Es objeto de la invencion evitar estos y otros inconvenientes del estado actual de la tecnica y crear un inserto para molde para un molde de fundicion y/o un macho de fundicion, que sea apropiado para la realizacion espacios huecos o escotaduras de pequenos a muy pequenos en piezas de fundicion. El inserto para molde debe ser construido sencilla y economicamente y facilmente manejable, debiendose reducir claramente el riesgo de rotura en las dimensiones de espesor menores de 2 mm. El inserto para molde debe poder eliminarse ademas como pieza de molde perdida rapida y comodamente del componente acabado.It is an object of the invention to avoid these and other inconveniences of the current state of the art and to create a mold insert for a foundry mold and / or a cast iron, which is suitable for the creation of hollow spaces or recesses from small to very small in castings. The mold insert must be constructed simply and economically and easily manageable, and the risk of breakage in thickness dimensions smaller than 2 mm must be clearly reduced. The mold insert must also be removed as a quickly and comfortably lost piece of the finished component.
Otro objetivo importante de la invencion consiste en crear un macho de fundicion y/o un molde fundicion para la fabricacion de componentes de metal fundido, el cual o bien los cuales sea apropiado junto a mayores espacios huecos tambien para la conformacion de espacios huecos o escotaduras pequenos a muy pequenos en piezas de fundicion. El macho de fundicion o bien el molde de fundicion debe instalarse sencilla y economicamente y facilmente de manejar, asf como eliminarse completa y facilmente tras el proceso de fundicion. Se pretende ademas una configuracion lo mas libre posible de los componentes, en especial, con espacios huecos, canales, escotaduras o zonas de perfil configuradas estrechamente o pequenas.Another important objective of the invention is to create a cast iron and / or a cast mold for the fabrication of cast metal components, which or which is appropriate together with larger hollow spaces also for the formation of hollow spaces or recesses Small to very small in castings. The cast iron or the cast iron must be installed simply and economically and easily to handle, as well as completely and easily removed after the casting process. It is also intended a configuration as free as possible of the components, especially with hollow spaces, channels, recesses or narrowly configured or small profile areas.
Caractensticas principales de la invencion se proporcionan en la parte caractenstica de la reivindicacion 1 asf como en las reivindicaciones 13, 18, 19 y 20. Configuraciones son objeto de las reivindicaciones 2 a 12 y 14 a 17.Main features of the invention are provided in the characteristic part of claim 1 as well as in claims 13, 18, 19 and 20. Configurations are subject to claims 2 to 12 and 14 to 17.
En un inserto para molde para un macho de fundicion y/o un molde de fundicion para la fabricacion de componentes de metal fundido, que se hayan de proveer de espacios huecos pequenos y/o estrechos, con un cuerpo base, que presente por lo menos una zona de contacto con el metal fundido y por lo menos una zona de contacto con el macho de fundicion y/o el molde fundicion, la invencion preve que el cuerpo base sea hecho de un material con contenido de fibras y/o de hilos.In a mold insert for a cast iron and / or a cast mold for the manufacture of cast metal components, which are to be provided with small and / or narrow hollow spaces, with a base body, which has at least a zone of contact with the molten metal and at least one zone of contact with the casting male and / or the casting mold, the invention provides that the base body is made of a material containing fibers and / or threads.
La utilizacion de material que contenga fibras y/o hilos posibilita la fabricacion de insertos para molde, que puedan presentar una configuracion casi discrecional dentro del macho de fundicion y/o del molde de fundicion. En especial, se pueden configurar formas y perfiles relacionados con el producto, que no eran posibles con los procedimientos de fabricacion y los materiales habituales hasta ahora en la industria de la fundicion. Los insertos para molde se puede realizar extremadamente delgados debido a la elasticidad propia del material que contiene fibras y/o hilos - segun aplicacion -, de manera que dentro de una estructura del espacios huecos se formen espacios libres o bien huecos pequenos y/o estrechos sin que, sin embargo, el riesgo de que se produzcan fisuras o puntos de rotura dentro de los insertos para molde. Por ello, no pueden formarse dentro del componente a fabricar ninguna rebaba o puntos defectuosos que den lugar a un rechazo o hayan de subsanarse posteriormente mediante un tratamiento ulterior costoso.The use of material containing fibers and / or threads makes it possible to manufacture mold inserts, which may have an almost discretionary configuration within the casting core and / or the casting mold. In particular, you can configure shapes and profiles related to the product, which were not possible with the manufacturing procedures and the usual materials so far in the foundry industry. The mold inserts can be made extremely thin due to the elasticity of the material that contains fibers and / or threads - according to application -, so that within a structure of the hollow spaces small or / or narrow hollow spaces are formed without, however, the risk of cracking or breaking points inside the mold inserts. Therefore, no burrs or defective points can be formed within the component to be produced that result in a rejection or subsequently remedied by an expensive subsequent treatment.
Una ventaja adicional de los insertos de molde segun la invencion consiste en que se fabrican de modo extremadamente economico en comparacion con los apoyos de ceramica o piezas de macho habituales. Ademas ya no son necesarias maquinas o conjuntos de aparatos costosos para la fabricacion y el manejo de los insertos de molde segun la invencion. El material empleado atiende mas bien a que los insertos de molde puedan conformarseAn additional advantage of the mold inserts according to the invention is that they are manufactured extremely economically compared to conventional ceramic supports or male parts. In addition, machines or sets of expensive devices are no longer necessary for the manufacture and handling of mold inserts according to the invention. The material used serves rather than the mold inserts can conform
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con suficiente resistencia y de forma tan estable que queden integrados siempre solidamente y con precision de ubicacion en el macho de fundicion y/o en el molde de fundicion.with sufficient strength and in such a stable way that they are always solidly integrated and with precision of location in the casting core and / or in the casting mold.
Los insertos de molde segun la invencion pueden ser aplicables, por ejemplo, a la conformacion de una camisa de agua refrigerante de un bloque de motor de un motor de combustion interna de cilindros alternativos, realizandose canales extremadamente estrechos mediante insertos de molde en los delgados puentes de los cilindros entre las perforaciones de los cilindros, que presentan, por ejemplo, una anchura de menos de 1,5 mm. Con ello, el empleo de insertos de molde de material con contenido fibras y/o hilos posibilita al constructor de motores la realizacion de una refrigeracion de puentes quedando optimamente las paredes de los cilindros. Ademas, el puente de agua puede conformarse sin la conicidad habitual hasta hora, lo que aumenta mas la superficie transversal libre del canal a configurar.The mold inserts according to the invention can be applicable, for example, to the formation of a cooling water jacket of an engine block of an internal combustion engine of alternative cylinders, making extremely narrow channels by means of mold inserts in the thin bridges of the cylinders between the perforations of the cylinders, which have, for example, a width of less than 1.5 mm. With this, the use of mold inserts of material with fibers and / or threads content allows the engine builder to perform a cooling of bridges, the walls of the cylinders being optimally. In addition, the water bridge can be formed without the usual taper until now, which further increases the free transverse surface of the channel to be configured.
En el caso de material con contenido de fibras, se trata de carton, cartulina papel, material no tejido, tela no tejida o fieltro, mientras que el material de hilo es un tejido, un genero de punto o un genero de malla. Estos materiales no solo se pueden conseguir economicamente de calidad optima, tambien es posible el tratamiento de los insertos de molde relacionado con el producto forma sencilla y con reducido gasto en costes.In the case of material with fiber content, it is cardboard, paper cardboard, non-woven material, non-woven fabric or felt, while the yarn material is a fabric, a knitwear or a mesh genre. These materials can not only be obtained economically of optimum quality, it is also possible to treat the mold inserts related to the product in a simple way and with reduced cost expense.
El material consistente en carton, cartulina, papel no tejido, material no tejido, tela no tejida o fieltro puede reforzarse mecanica, termica o qmmicamente antes de la conformacion definitiva y/o de la integracion en un macho de fundicion y/o un molde de fundicion, de modo que el inserto de molde presente una resistencia y estabilidad inherente suficientes.The material consisting of cardboard, cardboard, non-woven paper, non-woven material, non-woven fabric or felt can be reinforced mechanically, thermally or chemically before the final conformation and / or integration into a cast iron and / or a mold casting, so that the mold insert has sufficient inherent strength and stability.
El material con contenido de fibras y/o hilos puede constar de fibras ceramicas, de vidrio o carbono, por lo que se abren otras areas de aplicacion y empleo mas.The material with fiber and / or thread content may consist of ceramic, glass or carbon fibers, so that other areas of application and employment are opened.
Una configuracion importante de la invencion preve que el material con contenido de fibras y/o hilos se mezcle y/o se impregne con un material aglutinante. El inserto de molde puede compactarse en un molde predeterminado, dado el caso, en una etapa de trabajo con la compactacion del macho de fundicion y/o el molde de fundicion. La conformacion del inserto de molde puede realizarse dentro de la caja de macho o separadamente. El agente aglutinante puede realizarse de modo seco, humedo, lfquido o gaseoso.An important configuration of the invention provides that the material containing fibers and / or threads is mixed and / or impregnated with a binder material. The mold insert can be compacted in a predetermined mold, if necessary, in a working stage with the compaction of the cast iron and / or the cast mold. The conformation of the mold insert can be carried out inside the male box or separately. The binding agent can be made dry, wet, liquid or gaseous.
Una ventaja esencial de la invencion consiste en que dentro del componente pueden realizarse perfiles precisos de dimensiones muy reducidas, que incluso satisfacen estrictos requerimientos de tolerancias. Al mismo tiempo, se reduce claramente el riesgo de roturas respecto de los soportes o piezas de macho de ceramica habituales, lo que actua favorablemente en el funcionamiento del componente, la calidad y la econoirna de los componentes a fundir.An essential advantage of the invention is that precise profiles of very small dimensions can be made within the component, which even satisfy strict tolerance requirements. At the same time, the risk of breakage is clearly reduced with respect to the usual ceramic core holders or parts, which acts favorably on the operation of the component, the quality and the economy of the components to be cast.
Resulta ventajoso ademas que los materiales previstos para los insertos de molde y la arena utilizada en la elaboracion del macho de fundicion y/o del molde de fundicion, dado el caso perdido, tengan propiedades termicas similares de modo que el metal fundido no se enfne bruscamente en las zonas de contacto con los insertos de molde. La estructura del metal fundido permanece por tanto invariablemente homogenea, lo que repercute en la calidad de los componentes.It is also advantageous that the materials provided for the mold inserts and the sand used in the fabrication of the cast iron and / or the cast iron, if lost, have similar thermal properties so that the molten metal does not abruptly coalesce in the contact areas with the mold inserts. The structure of the molten metal therefore remains invariably homogeneous, which has an impact on the quality of the components.
Otra ventaja mas de la invencion se muestra en que los insertos de molde no perjudican, durante el proceso de enfriamiento brusco, la contraccion que actua en el componente. No pueden producirse, por tanto, tensiones adicionales en el componente.Another advantage of the invention is that the mold inserts do not damage the contraction acting on the component during the process of abrupt cooling. There can therefore be no additional stresses in the component.
La invencion preve ademas que el cuerpo base este revestido, por ejemplo, de material un resistente al calor o refractario habitual. Por ello, el inserto de molde permanece manteniendo su estabilidad de forma hasta el enfriamiento brusco de la superficie del componente colado.The invention further provides that the base body is coated, for example, with a usual heat resistant or refractory material. For this reason, the mold insert remains stable in shape until the surface of the cast component is cooled sharply.
Un perfeccionamiento de la invencion preve que la zona de contacto del cuerpo base con el macho de fundicion y/o el molde de fundicion este provista de por lo menos una brecha pasante. Por ello, el volumen de arena del macho de fundicion o bien del molde de fundicion se une mutuamente a ambos lados del inserto de molde. El macho de fundicion y el inserto del molde forman por ello un combinado resistente, que no esta debilitado localmente.A refinement of the invention provides that the area of contact of the base body with the casting male and / or the casting mold is provided with at least one through gap. Therefore, the sand volume of the foundry core or the foundry mold joins each other on both sides of the mold insert. The cast iron and the mold insert therefore form a resistant combination, which is not weakened locally.
El cuerpo base del inserto de molde puede configurarse, segun otro aspecto de la invencion, a base de uno o varios estratos, pudiendo estar compuestos los distintos estratos o bien capas de un material unico o de diferentes materiales con contenido de fibras y/o hilos.The base body of the mold insert can be configured, according to another aspect of the invention, based on one or several layers, the different layers or layers of a single material or different materials with fiber and / or thread content being composed .
Para aumentar mas la resistencia de los insertos de molde, el cuerpo base puede presentar una armadura, que se dispone, por ejemplo, entre los diferentes estratos del cuerpo base. Esta indicada, por ejemplo, una chapa agujereada o una tela metalica, que esta solidamente embebida en el inserto de molde.To further increase the strength of the mold inserts, the base body may have a reinforcement, which is arranged, for example, between the different layers of the base body. It is indicated, for example, a perforated sheet or a metal cloth, which is solidly embedded in the mold insert.
La utilizacion de carton, cartulina o papel u otros materiales no resistentes al calor como material no tejido, tela no tejida o fieltro para la conformacion del inserto de molde tiene ademas la ventaja de que dichos materiales, tras el enfriamiento brusco del metal de fundicion en el molde de fundicion, se carbonizan lo maximo posible junto con el material aglutinante y ya pueden eliminarse rapidamente del componente constructivo acabado durante la limpieza. El inserto de molde deja ademas una seccion transversal de apertura limpia sin rebabas, que puede conformarse,The use of cardboard, cardboard or paper or other non-heat resistant materials such as non-woven material, non-woven fabric or felt for forming the mold insert also has the advantage that said materials, after abrupt cooling of the foundry metal in The foundry mold is carbonized as much as possible together with the binder material and can now be quickly removed from the finished building component during cleaning. The mold insert also leaves a clean open cross section without burrs, which can be shaped,
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por ejemplo, como canal de refrigeracion en la zona superior del cilindro de un motor de combustion interna. Lo mismo vale para el tejido con contenido de fibras, el genero de punto o el genero de malla con contenido de hilos siempre que no sea resistente al calor o bien al fuego. El material se carboniza durante el proceso de fundicion y puede retirarse por tanto facilmente del componente.for example, as a cooling channel in the upper part of the cylinder of an internal combustion engine. The same applies to the fabric with fiber content, the knitwear or the mesh with thread content as long as it is not resistant to heat or fire. The material is carbonized during the casting process and can therefore be easily removed from the component.
Si por el contrario se elige para el inserto de molde un material, que este compuesto de fibras y/o hilos resistentes al fuego, entonces el inserto vana, tras el enfriamiento brusco del metal de fundicion, su estabilidad inherente, aunque no su cohesion. El inserto de molde puede ahora retirarse con una herramienta prensora de la zona del perfil de componente. Tambien en este caso se forma un espacio hueco, que esta hecho limpiamente y sin rebabas y no requiere ningun tratamiento ulterior mas.If, on the other hand, a material is chosen for the mold insert, which is composed of fire-resistant fibers and / or threads, then the insert will, after abrupt cooling of the foundry metal, its inherent stability, although not its cohesion. The mold insert can now be removed with a press tool from the component profile area. Also in this case a hollow space is formed, which is made cleanly and without burrs and does not require any further treatment.
Para simplificar la extraccion del inserto del molde del componente acabado, se dota convenientemente al cuerpo base de una lengueta, que sea facilmente accesible y que, por ejemplo, penetre en el espacio libre del molde de fundicion. La lengueta puede estar solidamente unida con el cuerpo base del inserto de molde o estar hecha de una pieza con el mismo.To simplify the removal of the insert from the mold of the finished component, the base body is conveniently provided with a tongue, which is easily accessible and, for example, penetrates into the free space of the casting mold. The tongue can be solidly joined with the base body of the mold insert or be made of a piece therewith.
Para la configuracion de un perfil pequeno y/o estrecho en el componente a colar es conveniente que el cuerpo base del inserto de molde se conforme con una seccion transversal rectangular, concava o convexa. Por ejemplo, el cuerpo base puede configurarse con perfiles gofrados por lo menos por tramos por uno o ambos lados de la seccion transversal, por ejemplo en forma de cuna, lo que puede resultar ventajoso en una refrigeracion de puentes de cilindros con respecto a las condiciones de refrigeracion.For the configuration of a small and / or narrow profile in the casting component it is convenient that the base body of the mold insert conforms to a rectangular, concave or convex cross section. For example, the base body can be configured with embossed profiles at least by sections on one or both sides of the cross section, for example in the form of a cradle, which can be advantageous in a cooling of cylinder bridges with respect to the conditions of refrigeration.
La invencion preve ademas el empleo del inserto de molde segun la invencion en un macho de fundicion y/o un molde de fundicion, en especial, para la fabricacion de componentes de metal fundido en zonas de perfiles delgados o estrechos.The invention also provides for the use of the mold insert according to the invention in a cast iron and / or a cast mold, especially for the manufacture of cast metal components in areas of thin or narrow profiles.
El inserto de molde esta integrado preferiblemente en union positiva de forma o de fuerza en el cuerpo base del macho de molde, estando contenido el cuerpo base del inserto de molde, por ejemplo, en el macho de fundicion. Para ello, se rodean completamente de arena de macho las zonas de contacto libres del inserto de molde con el macho de fundicion en el proceso de llenado de la caja de macho y se encierran en la misma garantizando el agente aglutinante de la arena una union solida entre el inserto de molde y el macho de fundicion.The mold insert is preferably integrated in positive shape or force union in the base body of the mold male, the base body of the mold insert being contained, for example, in the casting male. To this end, the free contact areas of the mold insert with the casting male are completely surrounded by male sand in the process of filling the male box and enclosed therein, guaranteeing the binder of the sand a solid joint between the mold insert and the casting male.
Alternativamente, el inserto de molde tambien puede instalarse, tras el disparo del macho, en el macho de fundicion y asegurarse mecanicamente mediante un adhesivo o mediante una masa de fundicion adicional.Alternatively, the mold insert can also be installed, after firing the male, in the casting male and mechanically secured by means of an adhesive or by an additional foundry mass.
Un macho de fundicion fabricado de ese modo en el combinado puede configurar, por ejemplo, como macho de la camisa de agua toda la zona de perfiles para la refrigeracion de agua de los tubos de los cilindros de un motor de combustion interna. Los insertos de molde pueden formar ademas parte componente de una unidad de macho montada completamente. Esta ultima puede conformar todo el perfil interior, eventualmente tambien exterior, de un carter de ciguenal de cilindro.A foundry male thus manufactured in the combination can, for example, configure the entire area of profiles for water cooling of the cylinder tubes of an internal combustion engine as a water jacket male. The mold inserts can also be part of a fully assembled male unit. The latter can form the entire internal profile, possibly also external, of a crankshaft crankcase.
Otro aspecto mas de la invencion preve que el cuerpo base del macho de fundicion y los insertos de molde integrados en el macho de fundicion sean revestidas, por ejemplo, de un material habitual resistente al calor o refractario. Con ello, se mantienen conservando la estabilidad de forma el macho de fundicion y el inserto de molde hasta el enfriamiento brusco de la superficie del componente colado. Mediante un revestimiento conjunto del macho de fundicion y el inserto de molde se forma una superficie unitaria cerrada en sf misma.A further aspect of the invention provides that the base body of the cast iron and the mold inserts integrated in the cast iron are coated, for example, with a usual heat-resistant or refractory material. With this, they maintain the shape stability of the cast iron and the mold insert until the surface of the cast component is abruptly cooled. By means of a joint lining of the cast iron and the mold insert, a closed unitary surface is formed.
Es importante que los insertos de molde y el macho de fundicion formen una unidad resistente y estable, que puedan instalarse en un molde de fundicion correspondiente. Segun ello, la invencion preve ademas un molde de fundicion para la fabricacion de componentes de metal fundido, que - en el caso de un molde perdido - presente un cuerpo base de arena o - en el caso de un molde permanente - un cuerpo base metalico. En el cuerpo base pueden disponerse y/o integrarse un inserto de molde y/o un macho de fundicion.It is important that the mold inserts and the cast iron form a strong and stable unit, which can be installed in a corresponding cast mold. Accordingly, the invention also provides a foundry mold for the manufacture of molten metal components, which - in the case of a lost mold - has a sand base body or - in the case of a permanent mold - a metal base body . A mold insert and / or a cast iron can be arranged and / or integrated in the base body.
La invencion preve ventajosamente ademas la utilizacion de un inserto de molde para la fabricacion de un macho de fundicion.The invention advantageously further provides for the use of a mold insert for the manufacture of a cast iron.
La invencion reivindica ademas la utilizacion de un macho de fundicion y/o un molde de fundicion con un inserto de molde para la fabricacion de un componente de metal fundido.The invention further claims the use of a casting male and / or a casting mold with a mold insert for the manufacture of a molten metal component.
Otras caractensticas, detalles y ventajas mas de la invencion resultan del texto de las reivindicaciones asf como de la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion a base de los dibujos. Lo muestran las figuras:Other features, details and advantages of the invention result from the text of the claims as well as from the following description of examples of embodiment based on the drawings. The figures show it:
Figura 1 una vista parcial en seccion de un bloque de cilindros de un motor de combustion interna,Figure 1 a partial sectional view of a cylinder block of an internal combustion engine,
Figura 2 una vista parcial en seccion del bloque de cilindros de la figura 1 a la altura de la lmea I - I conFigure 2 a partial sectional view of the cylinder block of Figure 1 at the height of the I-I line with
puente cegado,blinded bridge,
Figura 3 una vista parcial en seccion del bloque de cilindros de la figura 1 a la altura de la lmea I - I con unaFigure 3 a partial sectional view of the cylinder block of Figure 1 at the height of the I-I line with a
hendedura de agua configurada entre dos perforaciones de cilindros,water slot configured between two cylinder perforations,
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Figura 4 un alzado lateral de un inserto de molde,Figure 4 a side elevation of a mold insert,
Figura 5 un alzado lateral de otra forma de realizacion de un inserto de molde,Figure 5 a side elevation of another embodiment of a mold insert,
Figura 6 un alzado lateral de otra forma de realizacion mas de un inserto de molde,Figure 6 a side elevation of another embodiment more than one mold insert,
Figura 7 una vista inclinada separada de otra forma de realizacion mas de un inserto de molde,Figure 7 an inclined view separated from another embodiment of more than one mold insert,
Figura 8 una seccion longitudinal a traves de un inserto de molde, yFigure 8 a longitudinal section through a mold insert, and
Figura 9 una vista parcial en seccion del bloque de cilindros de la figura 1 a la altura de la lmea I - I conFigure 9 a partial sectional view of the cylinder block of Figure 1 at the height of the I-I line with
macho de fundicion y elemento de macho aun sin separar.casting male and male element not yet separated.
El bloque de cilindros designado en conjunto con la referencia 1en la figura 1 se ha previsto para un motor de combustion interna de pistones alternativos (sin representar mas detalladamente). Se trata de un componente que se funde en un molde de fundicion (igualmente sin mostrar) a partir de una aleacion ferrica o no ferrica.The cylinder block designated in conjunction with reference 1 in Figure 1 is intended for an internal combustion engine of alternative pistons (not shown in more detail). It is a component that melts in a foundry mold (also without showing) from a ferro or non-ferro alloy.
El bloque 1 de cilindros tiene unas paredes 2 exteriores asf como varias perforaciones 3 de cilindro, dispuestas, por ejemplo, en lmea, que estan delimitadas por las paredes 2' de cilindro. Entre las paredes 2 exteriores y las paredes 2' del cilindro se ha conformado un espacio 4 hueco, que durante el funcionamiento del motor es recorrido por agua de refrigeracion, la cual evacua el calor producido por la combustion. Otras escotaduras 6 mas pueden unir tambien un espacio 4 hueco tambien llamado camisa de agua con espacios de agua correspondientes (no representados) de una culata bloque), la cual se atornilla fijamente mediante tornillos (no representados) en el bloque de cilindros 1. Para recibir los tornillos se han configurado agujeros 7 roscados en el bloque 1 de cilindros.The block 1 of cylinders has outer walls 2 as well as several perforations 3 of the cylinder, arranged, for example, in a line, which are delimited by the cylinder walls 2 '. Between the outer walls 2 and the walls 2 'of the cylinder a hollow space 4 has been formed, which during the operation of the engine is traversed by cooling water, which evacuates the heat produced by combustion. Other recesses 6 can also join a hollow space 4 also called a water jacket with corresponding water spaces (not shown) of a block stock), which is fixedly screwed by screws (not shown) in the cylinder block 1. To receive the screws 7 threaded holes have been configured in the cylinder block 1.
Las paredes 2' del cilindro forman - como muestra mas detalladamente la figura 2 - entre cada dos orificios 3 de cilindro estrechos puentes 8, donde el espesor B de los puentes 8 puede ser relativamente estrecho en beneficio de una construccion compacta del motor.The walls 2 'of the cylinder form - as shown in more detail in Figure 2 - between each two cylinder holes 3 narrow bridges 8, where the thickness B of the bridges 8 can be relatively narrow for the benefit of a compact engine construction.
Para evitar problemas termicos, en especial, en la zona superior de las perforaciones 3 de los cilindros, es decir, en la zona del punto muerto superior del piston deslizante en los cilindros, se ha conformado - como se muestra en la figura 3 - en cada puente 8 un espacio 5 hueco estrecho o bien un puente de agua, que posibilita al agua, que discurre por la camisa 4 de agua, fluir tambien entre las perforaciones 3 de los cilindros para de ese modo refrigerar las paredes 2' del cilindro en las estrechas zonas 8 de puente.To avoid thermal problems, especially in the upper area of the perforations 3 of the cylinders, that is, in the area of the upper dead center of the sliding piston in the cylinders, it has been shaped - as shown in Figure 3 - in each bridge 8 a narrow hollow space 5 or a water bridge, which allows the water, which runs through the water jacket 4, also to flow between the perforations 3 of the cylinders to thereby cool the walls 2 'of the cylinder in the narrow 8 bridge areas.
El espesor b de los puentes 5 de agua vana entre 0,5 mm y 3 mm. Con ello es claramente menor que el espesor B de los puentes 8 de modo que no se vea afectada la estabilidad del bloque 1 de cilindros a pesar de los estrechos puentes 8 o bien de construccion compacta del motor. La altura (no mostrada mas detalladamente) de los puentes 5 de agua se ajusta a los respectivos requerimientos del componente, para que siempre pueda correr suficiente agua a traves de ellos. Dentro de los puentes 5 de agua, pueden practicarse en caso necesario puentes de material, que actuan de modo estabilizador y/o conductor del agua,The thickness b of the water bridges 5 ranges between 0.5 mm and 3 mm. This is clearly less than the thickness B of the bridges 8 so that the stability of the cylinder block 1 is not affected despite the narrow bridges 8 or compact engine construction. The height (not shown in more detail) of the water bridges 5 is adjusted to the respective requirements of the component, so that enough water can always run through them. Within the water bridges 5, bridges of material can be practiced if necessary, which act in a stabilizing and / or conductive way of water,
Para la configuracion de la camisa 4 de agua prevista en el bloque 1 de cilindros, se emplea un macho 100 fundido (vease para ello la figura 9), que se instala en un molde de fundicion (no representado). El macho 100 fundido esta compuesto de una arena de macho apropiada, que esta provista un agente aglutinante. Se fabrica de modo conocido por sf mismo en una caja de macho (no mostrada) mediante una disparadora de machos (igualmente no representada).For the configuration of the water jacket 4 provided in the cylinder block 1, a molten male 100 is used (see FIG. 9), which is installed in a cast iron mold (not shown). The molten male 100 is composed of an appropriate male sand, which is provided with a binding agent. It is manufactured in a manner known to itself in a male box (not shown) by a male trigger (also not shown).
Para la configuracion de los puentes 5 de agua estrechos conformados entre las perforaciones 3 de los cilindros, se instalan insertos 10 de molde en el interior del macho 100 fundido, que se instalan y se orientan en el centro del puente 8 a altura apropiada de modo que, tras el proceso de fundicion y tras retirar el macho 100 fundido y los insertos 10 de molde, se configura dentro del componente 1 la deseada estructura 4, 5 de espacios huecos.For the configuration of the narrow water bridges 5 formed between the perforations 3 of the cylinders, mold inserts 10 are installed inside the molten male 100, which are installed and oriented in the center of the bridge 8 at appropriate height so that, after the casting process and after removing the molten male 100 and the mold inserts 10, the desired hollow space structure 4, 5 is configured within component 1.
El inserto 10 de molde tiene - como muestra mas detalladamente la figura 6 - un cuerpo 20 base, que presenta una zona 22 de contacto con el metal fundido aproximadamente en el centro. Dicha zona 22 de contacto se delimita, por ejemplo, mediante las lmeas 23, 23', es decir, entre las lmeas 23, 23' esta el inserto 10 de molde en contacto con el metal fundido tras el llenado del molde.The mold insert 10 has - as shown in more detail in Figure 6 - a base body 20, which has a contact zone 22 with the molten metal approximately in the center. Said contact zone 22 is delimited, for example, by lines 23, 23 ', that is, between lines 23, 23' is the mold insert 10 in contact with the molten metal after the mold is filled.
A ambos lados de la zona 22 de contacto con el metal fundido, el cuerpo 10 base presenta respectivamente una zona 24 de contacto adicional, con las que el inserto 10 de molde se embebe en el macho 100 de fundicion. Este y las insertos 10 de molde forman, por tanto, un cuerpo combinado, que puede montarse como unidad prefabricada en el molde de fundicion. En caso necesario, el cuerpo 100, 10 combinado puede proveerse de un revestimiento, por ejemplo, un encimado para machos (machos).On both sides of the contact zone 22 with the molten metal, the base body 10 respectively has an additional contact zone 24, with which the mold insert 10 is embedded in the casting male 100. This and the mold inserts 10 therefore form a combined body, which can be mounted as a prefabricated unit in the cast mold. If necessary, the combined body 100, 10 can be provided with a lining, for example, a countertop for males (males).
Para que cada inserto 10 de molde este integrado siempre fiablemente en el macho 100 de fundicion y, por tanto, pueda unir la arena a ambos lados del inserto de molde, se practican orificios 30 pasantes en las zonas 24 de contacto del cuerpo 10 base. Dichos orificios pueden configurarse redondos - como se muestra en el ejemplo de realizacion de la figura 6 - Aunque tambien pueden tener otra forma. Solo es importante que los insertos 10 del molde se embeban con precision y fiabilidad en el macho 100 de fundicion.In order that each mold insert 10 is always reliably integrated in the casting male 100 and, therefore, can join the sand on both sides of the mold insert, through holes 30 are made in the contact areas 24 of the base body 10. Said holes can be configured round - as shown in the example embodiment of Figure 6 - Although they can also have another shape. It is only important that the mold inserts 10 are embedded accurately and reliably in the casting male 100.
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Una primera configuracion de la invencion, preve que cada cuerpo 20 base de los insertos 10 de molde este hecho de un material con contenido de fibras, empleandose preferiblemente carton o cartulina. Aunque tambien se puede utilizar un papel, un material no tejido, una tela no tejida o fieltro.A first configuration of the invention provides that each base body 20 of the mold inserts 10 is made of a fiber-containing material, preferably using cardboard or cardboard. Although you can also use a paper, a non-woven material, a non-woven fabric or felt.
Otra configuracion de la invencion preve que el cuerpo 20 base del inserto 10 de molde este compuesto de un material con contenido de hilos, en especial un tejido, un genero de punto o un tejido de malla que se haya elaborado con fibras ceramicas, de vidrio o carbono.Another configuration of the invention provides that the base body 20 of the mold insert 10 is composed of a material with thread content, especially a fabric, a knitted fabric or a mesh fabric that has been made of ceramic, glass fibers or carbon
Otra configuracion mas de la invencion preve que el cuerpo 20 base este hecho de un material con contenido fibras y un material con contenido de hilos, pudiendose combinar, por ejemplo, carton con un fieltro o un tejido.Another configuration of the invention provides that the base body 20 is made of a material with fiber content and a material with thread content, being able to combine, for example, cardboard with a felt or a fabric.
Para proporcionar a los insertos de molde de material con contenido de fibras y/o de hilos, la deseada resistencia y duracion para la respectiva aplicacion, se refuerza el material mecanica, termica o qmmicamente. En especial, existe la posibilidad de mezclar el material con un agente aglutinante o de impregnarlo en el caso de un tejido. Adicional o alternativamente tambien se puede tratar o revestir el inserto de molde con un material resistente al calor o refractario.To provide the mold inserts of material with fiber and / or wire content, the desired strength and durability for the respective application, the material is reinforced mechanically, thermally or chemically. In particular, it is possible to mix the material with a binding agent or to impregnate it in the case of a fabric. Additionally or alternatively the mold insert can also be treated or coated with a heat resistant or refractory material.
El cuerpo 20 base puede realizarse de un estrato. Aunque tambien puede constar de varios estratos o capas, que presenten - segun el caso de aplicacion - diferentes dimensiones de tamano y que proporcione al inserto 10 de molde las deseadas propiedades. Por ejemplo, se pueden utilizar varios estratos de carton o papel, que descansan coincidentemente unos sobre otros o se disponen escalonadamente y, con ello, siguen un perfil constructivo deseado. O se combinan varios materiales con contenido de fibras o de hilos en un combinado para poder conseguir optimamente propiedades espedficas del producto.The base body 20 can be made of a stratum. Although it can also consist of several layers or layers, which have - depending on the case of application - different dimensions of size and that provide the mold insert 10 with the desired properties. For example, several layers of cardboard or paper can be used, which rest coincidentally on one another or are arranged stepwise and thus follow a desired construction profile. Or several materials with fiber or yarn content are combined in a combination to optimally achieve specific product properties.
Como continua mostrando la figura 7, puede configurarse dentro del inserto 10 de molde una armadura 40. En este caso, se trata de, por ejemplo, una rejilla metalica o una chapa agujereada. La armadura 40 puede cubrir todo el cuerpo 20 base o - como se representa en la figura 7 - solo una seccion parcial del cuerpo 20 base. Aunque tambien sobresalir del perfil exterior del cuerpo 20 base para, por ejemplo, ser integrada en el macho de fundicion. Tambien se coloca y se fija fiablemente, gracias a ello, el inserto de molde en el macho de fundicion. Puede imaginarse ademas que la armadura fuese aplicada por fuera sobre el inserto 10 de molde.As Figure 7 continues, a reinforcement 40 can be configured within the mold insert 10. In this case, it is, for example, a metal grid or a perforated sheet. The frame 40 can cover the entire base body 20 or - as shown in Figure 7 - only a partial section of the base body 20. Although also protruding from the outer profile of the base body 20 to, for example, be integrated into the cast iron. The mold insert is also placed and reliably fixed, thanks to this, in the cast iron. It can also be imagined that the armor was applied on the outside on the mold insert 10.
Para poder extraer el inserto 10 de molde tras el proceso de fundicion del componente 1, se ha dispuesto una lengueta 50 en el cuerpo 20 base en el caso de la forma de realizacion de la figura 5. Dicha lengueta sobresale, tras la instalacion del inserto 10 de molde, en el macho 100 de fundicion por encima de su superficie o sobre una superficie 25 de contacto de la culata indicada en las figuras 4 a 6 como lmea de trazos y puntos. En la forma de realizacion de la figura 6, se ha conformado una lengueta 50 a cada lado de la zona 22 de contacto con el metal fundido.In order to be able to extract the mold insert 10 after the casting process of the component 1, a tongue 50 is arranged in the base body 20 in the case of the embodiment of Figure 5. Said tongue protrudes, after the installation of the insert 10 of mold, in the casting male 100 above its surface or on a contact surface 25 of the cylinder head indicated in Figures 4 to 6 as a line of dashes and dots. In the embodiment of Figure 6, a tongue 50 has been formed on each side of the contact zone 22 with the molten metal.
El cuerpo 20 base del inserto de molde puede configurarse con seccion transversal de forma rectangular, concava o convexa. La forma de realizacion representada en las figuras 8 y 9 preve una seccion transversal, que se ha configurado en forma de cuna por ambos lados de modo que el espacio 5 hueco de los puentes 8 siga lo mas exactamente los perfiles de las perforaciones 3 de los cilindros, lo que ahorra material y eleva los efectos refrigerantes en los espacios 5 huecos.The base body 20 of the mold insert can be configured with a rectangular, concave or convex cross-section. The embodiment represented in Figures 8 and 9 provides a cross-section, which has been configured in the form of a cradle on both sides so that the hollow space 5 of the bridges 8 most closely follows the profiles of the perforations 3 of the cylinders, which saves material and elevates the cooling effects in the hollow spaces.
La integracion de los insertos 10 de molde en el macho 100 de fundicion tiene lugar, preferiblemente durante el disparo del macho, en una herramienta de molde de macho. Para ello, se coloca primero el inserto 10 de molde en la posicion deseada dentro de la herramienta de molde del macho y, en caso necesario, se fija. Seguidamente, se rodean completamente de arena de macho las zonas 24 de contacto libres de los insertos 10 de molde durante el proceso de llenado de la herramienta de moldeado del macho. Tras la compactacion del agente aglutinante, se unen los insertos 10 de molde con el macho 100 de fundicion formando una unidad fija y estable. Por las aberturas 24 practicadas, dado el caso, en la zonas 24 de contacto, se une mutuamente el volumen de arena a ambos lados de cuerpo 20 base del inserto 10 de molde. El macho 100 de fundicion no se debilita localmente por ello.The integration of the mold inserts 10 into the casting male 100 takes place, preferably during the firing of the male, in a male mold tool. For this, the mold insert 10 is first placed in the desired position within the mold tool of the male and, if necessary, fixed. Next, the free contact areas 24 of the mold inserts 10 are completely surrounded by male sand during the filling process of the male molding tool. After compacting the binding agent, the mold inserts 10 are joined with the casting male 100 forming a fixed and stable unit. Through the openings 24, if necessary, in the contact areas 24, the volume of sand is mutually joined to both sides of the base body 20 of the mold insert 10. The casting male 100 does not weaken locally because of it.
Un macho 100 de fundicion fabricado de ese modo, compuesto de arena de macho y de los insertos 10 de molde disparados, se recubre seguidamente de grafito y se seca. El macho 100 de fundicion acabado para la colada, se instala seguidamente en un molde fundicion. Forma junto con los insertos 100 de molde la deseada zona de perfiles para la refrigeracion de agua, junto con la camisa 4 de agua, que rodea las paredes 2' de los cilindros, y los puentes 5 de agua estrechos formados en los puentes 8 de los cilindros.A cast iron 100 manufactured in this way, composed of male sand and the fused mold inserts 10, is then coated with graphite and dried. The cast iron 100 finished for casting is then installed in a cast mold. It forms together with the mold inserts 100 the desired area of profiles for water cooling, together with the water jacket 4, which surrounds the walls 2 'of the cylinders, and the narrow water bridges 5 formed in the bridges 8 of the cylinders
Una vez consumado el proceso de fundicion, se extrae la pieza bruta de fundicion del molde de fundicion y se limpia de arena. Con ello, se separan automaticamente a la vez los insertos 10 de molde fabricados de carton, cartulina o papel, porque esos materiales se carbonizan durante el proceso de fundicion debido a las elevadas temperaturas. No se necesitan trabajos de limpieza adicionales o separados.Once the casting process is completed, the casting blank is extracted from the foundry mold and cleaned of sand. With this, the mold inserts 10 made of cardboard, cardboard or paper are automatically separated at the same time, because these materials are charred during the smelting process due to the high temperatures. No additional or separate cleaning jobs are needed.
Siempre que los insertos 10 del molde esten hechos de material no tejido, tela no tejida, fieltro, un tejido, un genero de punto o un genero de malla, se los puede recoger tras el proceso de fundicion con una sencilla herramienta por la lengueta 50 y separase de la culata 1.Whenever the inserts 10 of the mold are made of nonwoven material, nonwoven fabric, felt, a fabric, a knitwear or a mesh genre, they can be picked up after the casting process with a simple tool by the tongue 50 and separate from cylinder head 1.
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Tras estas etapas de trabajo, el inserto 10 de molde deja una seccion transversal de apertura limpia y sin rebabas para una conduccion del agua optima dentro del bloque 1 de cilindros o bien en la parte superior de los cilindros del motor de combustion interna.After these work stages, the mold insert 10 leaves a clean and burr-free cross section for optimal water conduction within the cylinder block 1 or at the top of the internal combustion engine cylinders.
Resulta ventajosamente, en este caso, que los insertos 10 de molde segun la invencion no solo se puedan fabricar sencilla y economicamente a consecuencia de la eleccion del material. Posibilitan, en especial, la conformacion de escotaduras, canales, espacios huecos, y/o zonas de perfil extremadamente ajustadas y estrechas, que no pueden realizarse con los medios actuales. Los insertos 10 de molde de material con contenido de fibras y/o hilos son suficientemente estables para poder mantener las dimensiones y tolerancias requeridas. Aunque en caso necesario, el material tambien puede reforzarse adicionalmente, por ejemplo, con un agente aglutinante. Al mismo tiempo, la elasticidad inherente de los materiales empleados vela por que los insertos 10 de molde no se rompan, incluso cuando se conforman estructuras menores de 1 mm. La solidez de los machos 100 de fundicion se aumenta claramente, especialmente durante el transporte o bien el manejo.It is advantageously, in this case, that the mold inserts 10 according to the invention can not only be manufactured simply and economically as a result of the choice of material. They allow, in particular, the formation of recesses, channels, hollow spaces, and / or extremely tight and narrow profile areas, which cannot be done with the current means. The material mold inserts 10 with fiber and / or thread content are stable enough to be able to maintain the required dimensions and tolerances. Although, if necessary, the material can also be further reinforced, for example, with a binding agent. At the same time, the inherent elasticity of the materials used ensures that the mold inserts 10 do not break, even when structures smaller than 1 mm are formed. The solidity of the cast iron males 100 is clearly increased, especially during transport or handling.
Los insertos 10 del molde segun la invencion posibilitan, por tanto, la realizacion de soluciones constructivas, que no podnan materializarse con los metodos de fabricacion y los materiales normales en fundicion conocidos hasta ahora. Ademas, se optimiza la fabricacion de componentes con secciones transversales ya realizables por metodos habituales, especialmente se reduce obviamente el disparo condicionado por la rotura de macho.The inserts 10 of the mold according to the invention thus enable the realization of constructive solutions, which cannot be realized with the manufacturing methods and the normal foundry materials known until now. In addition, the manufacture of components with cross-sections already realizable by usual methods is optimized, especially the firing caused by male breakage is obviously reduced.
Los residuos de los insertos 10 de molde se pueden retirar muy facilmente. Todo el sistema representa, por consiguiente, una solucion economica en costes y efectiva.The residues of the mold inserts 10 can be removed very easily. The entire system therefore represents a cost effective and cost effective solution.
La invencion no se limita a una de las formas de realizacion descritas anteriormente, sino que se puede modificar de multiples formas. Asf pues los insertos 10 de molde no deben disparase forzosamente en los machos 100 de fundicion. Se pueden fijar tambien el cuerpo 20 base en union positiva de fuerza y/o de forma, por ejemplo, por encolado, soldadura o agarrotamiento. Ademas, la utilizacion de los insertos 10 de molde no se limitan a la configuracion de puentes 5 de agua estrechos entre las perforaciones 3 de los cilindros de un bloque 1 de cilindros. Ofrecen al constructor mas bien la posibilidad de crear zonas de perfiles estrechas en los componentes, que eran imposibles con los materiales de los moldes y las instalaciones de fabricacion actuales.The invention is not limited to one of the embodiments described above, but can be modified in multiple ways. Thus, the mold inserts 10 must not necessarily be fired in the casting males 100. The base body 20 can also be fixed in positive strength and / or shape joint, for example, by gluing, welding or seizing. In addition, the use of mold inserts 10 is not limited to the configuration of narrow water bridges 5 between the perforations 3 of the cylinders of a cylinder block 1. They offer the builder rather the possibility of creating areas of narrow profiles in the components, which were impossible with the materials of the molds and the current manufacturing facilities.
El empleo de insertos 10 de molde no se limita ademas a los machos 100 de fundicion. Tambien se pueden utilizar los insertos 10 de molde en moldes de fundicion para conformar con ellos escotaduras y zonas de perfiles de filigrana o estrechas. Los moldes de fundicion - como tambien los machos 100 de fundicion - pueden fabricarse de arena. Aunque tambien se pueden utilizar moldes permanentes e instalar los insertos 10 de molde en union positiva de fuerza y de forma.The use of mold inserts 10 is also not limited to cast iron males 100. The mold inserts 10 can also be used in cast molds to form with them recesses and areas of filigree or narrow profiles. Casting molds - as well as cast iron males 100 - can be made of sand. Although permanent molds can also be used and the mold inserts 10 can be installed in a positive union of strength and shape.
Se reconoce que un inserto 10 de molde para un macho 100 de fundicion y/o para un molde de fundicion para la fabricacion de componentes 1 de metal fundido, que estan provistos de espacios 5 huecos pequenos y/o estrechos, tiene un cuerpo 20 base de seccion transversal rectangular, concava o convexa, que presenta por lo menos una zona 22 de contacto con el metal fundido y por lo menos una zona 24 de contacto con el macho 100 de fundicion y/o con el molde de fundicion. Para posibilitar una conformacion economica en costes y fiable de los espacios huecos o escotaduras pequenos a muy pequenos en las piezas 1 de fundicion, se ha previsto que el cuerpo 20 base se fabrique de un material con contenido de fibras y/o hilos. El material con contenido de fibras es preferiblemente carton, cartulina, papel, material no tejido, tela no tejida o fieltro, mientras que el material con contenido de hilos es un tejido, un genero de punto o un genero de malla. El material con contenido de fibras y/o de hilos puede mezclarse y/o embeberse ademas con un agente aglutinante. En las zonas 24 de contacto con el macho 100 de fundicion y/o con el molde de fundicion pueden preverse brechas 30 pasantes. Tambien se pueden configurar los insertos 10 de molde sin ninguna brecha 30 pasante. O se practican una o varias brechas (no mostradas) pasantes en la zona de contacto del cuerpo 20 base con el metal fundido, para crear allf mas perfiles de material. Para aumentar la estabilidad del inserto 10 de molde o para crear un perfil propio del componente, el cuerpo 20 base puede realizarse de varios estratos, pudiendo dotarse a este de una armadura 40. Por lo menos una lengueta 50 realizada en el cuerpo 20 base puede servir para la retirada del inserto 10 de molde del componente 1.It is recognized that a mold insert 10 for a casting male 100 and / or a casting mold for the manufacture of cast metal components 1, which are provided with small and / or narrow hollow spaces 5, has a base body 20 of rectangular, concave or convex cross-section, which has at least one zone 22 of contact with the molten metal and at least one zone 24 of contact with the casting male 100 and / or with the casting mold. In order to enable a cost-effective and reliable conformation of the hollow spaces or small to very small recesses in the castings 1, it is provided that the base body 20 is manufactured from a material containing fibers and / or threads. The fiber-containing material is preferably cardboard, cardboard, paper, non-woven material, non-woven fabric or felt, while the material containing threads is a fabric, a knitwear or a mesh fabric. The material containing fibers and / or threads may also be mixed and / or embedded with a binding agent. In the areas 24 of contact with the casting male 100 and / or with the casting mold, through gaps 30 can be provided. The mold inserts 10 can also be configured without any through gap 30. Or one or more intervening gaps (not shown) are made in the contact area of the base body 20 with the molten metal, to create there more material profiles. To increase the stability of the mold insert 10 or to create a profile of the component itself, the base body 20 can be made of several strata, which can be provided with a reinforcement 40. At least one tongue 50 made in the base body 20 can be serve for removal of mold insert 10 from component 1.
Todas las caractensticas y ventajas precedentes de las reivindicaciones, la descripcion y el dibujo, inclusive los detalles constructivos, disposiciones espaciales y etapas de procedimiento pueden ser esenciales para la invencion tanto para sf mismas como tambien en las mas diversas combinaciones.All the preceding features and advantages of the claims, the description and the drawing, including the construction details, spatial arrangements and procedural steps can be essential for the invention both for themselves as well as in the most diverse combinations.
1one
22
2'2'
33
44
55
66
77
88
1010
LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIALIST OF REFERENCE SIGNS
- Componente constructivo Constructive component
- 20 Cuerpo base 20 Base body
- Paredes exteriores Exterior walls
- 22 Zona de contacto 22 Contact area
- Pared del cilindro Cylinder wall
- 23,23' Lmea 23.23 'Lmea
- Perforacion del cilindro Cylinder drilling
- 24 Zona de contacto 24 Contact area
- Espacio hueco (camisa de agua) Hollow space (water jacket)
- 25 Superficie de contacto con la culata 25 Cylinder head contact surface
- Espacio hueco (puente de agua) Hollow space (water bridge)
- 30 Brecha pasante 30 Through Gap
- Escotadura Recess
- 40 Armadura 40 Armor
- Agujero roscado Threaded hole
- 50 Lengueta 50 Lengueta
- Puente Bridge
- 100 Macho de fundicion 100 Casting Male
- Elemento de macho Male element
- 110 Cuerpo base 110 Base body
Claims (20)
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